Aktivacijski in pasivacijski učinki svinčevih soli na proces cianiranja zlata

Uvod

Cianizacija zlata je v rudarski industriji pogosto uporabljen postopek za pridobivanje zlata iz rud. Dodatek nekaterih kemikalij lahko pomembno vpliva na učinkovitost tega postopka. Med temi dodatki so svinčeve soli pokazale kompleksne učinke, tako aktivacijske kot deaktivacijske, na reakcijo cianidacije zlata . Razumevanje teh učinkov je ključnega pomena za optimizacijo postopkov pridobivanja zlata , zmanjšanje stroškov in zmanjšanje vplivov na okolje.

Osnove postopka cianiranja zlata

Cianizacija zlata, znana tudi kot MacArthur-Forrestov postopek, vključuje reakcijo zlata s cianidnimi ioni v prisotnosti kisika. Ta kemična reakcija omogoča, da se zlato raztopi iz rudne matrice v raztopino, kar omogoča njegovo kasnejšo rekuperacijo. Vendar pa lahko prisotnost različnih nečistoč v rudi in reakcijski pogoji vplivajo na to, kako hitro in popolnoma se zlato raztopi.

Aktivacijski učinki svinčevih soli

Mehanizem aktivacije

Katalitska vloga v elektrokemičnih reakcijah

Svinčeve soli lahko delujejo kot katalizatorji v procesu cianiranja zlata. V območju nizkega prenapetosti (– 0.35 V v primerjavi z Ag/AgCl) je bilo dokazano, da dodajanje svinčeve soli pospeši proces izpiranja zlata v raztopinah cianida. Poskusi s ciklično voltametrijo (CV) kažejo, da svinec sodeluje pri elektrokemičnih reakcijah, ki potekajo na površini zlata. V pogojih cianiranja zlato tvori zlitine s svincem. Te zlitine ustvarjajo drobne elektrokemične celice na zlati površini, kjer hkrati potekajo reakcije oksidacije in redukcije. Reakcija oksidacije na meji zlato - zlitina spodbuja razgradnjo zlata, medtem ko reakcija redukcije vključuje kisik ali druge oksidativne snovi v raztopini. To elektrokemično delovanje znatno pospeši skupno hitrost raztapljanja zlata.

Zaviranje reakcij nečistoč

V rudah, ki vsebujejo baker in druge primesi, igrajo svinčeve soli koristno vlogo. Bakrovi minerali v rudi lahko porabijo cianid in kisik, kar tekmuje z zlatom - reakcija cianidacije. Svinčeve soli medsebojno delujejo z bakrovimi ioni ali minerali, ki vsebujejo baker, in tvorijo netopne spojine, ki preprečujejo raztapljanje bakrovih mineralov. To zmanjša količino cianida, ki ga porabi baker, zaradi česar ostane več cianida na voljo za reakcijo cianiranja zlata in tako poveča stopnjo izpiranja zlata. V rudah z visoko vsebnostjo bakra in zlata so opazili, da dodajanje svinčevih soli zmanjša količino bakra, raztopljenega v raztopini cianida, in ohranja ugodno razmerje za raztapljanje zlata.

Eksperimentalni dokazi o aktivaciji

Tako laboratorijske kot industrijske študije so potrdile aktivacijske učinke svinčevih soli. V eni študiji o rudi, ki vsebuje zlato, z 0.25 % galenita je dodajanje svinčeve soli znatno izboljšalo hitrost izpiranja zlata. Tudi industrijske prakse podpirajo te ugotovitve. V nekaterih rudnikih zlata je pri predelavi določenih vrst rud dodajanje prave količine svinčevih soli zmanjšalo porabo natrijevega cianida z več kot 12 kg/t na samo 5 kg/t in povečalo stopnjo izkoristka zlata na več kot 98 %.

Deaktivacijski učinki svinčevih soli

Pogoji za deaktivacijo

Prisotnost silikata in nekaterih mineralov, ki vsebujejo svinec

V določenih okoliščinah, zlasti v prisotnosti silikata in specifičnih mineralov, ki vsebujejo svinec, lahko dodajanje svinca upočasni oksidacijo zlata. Pri potencialu – 0.35 V (v primerjavi z Ag/AgCl) se hitrost raztapljanja zlata zmanjša. Natančen razlog je zapleten, vendar lahko vključuje nastanek površinskih filmov ali interakcijo svinčenih snovi s površino zlata, ki blokira cianidnim ionom in kisiku, da bi dosegli zlato. Na primer, nekateri minerali, ki vsebujejo svinec, reagirajo z raztopino cianida in tvorijo spojine, ki prekrijejo površino zlata, kar ovira normalno napredovanje reakcije cianidacije.

Visoko žveplove rude

Pri rudah z visoko vsebnostjo žvepla dodajanje svinca morda ne bo koristno in lahko vodi celo do deaktivacije. Ko je vsebnost žvepla v rudi visoka, se sulfidni minerali med procesom cianidacije oksidirajo v elementarno žveplo. To elementarno žveplo tvori plast na površini zlata, ki preprečuje reakcijo z raztopino cianida in kisika. Svinec lahko pospeši oksidacijo sulfidnih mineralov v žveplo, kar dodatno zavira reakcijo cianidacije zlata in povzroči znaten padec stopnje raztapljanja zlata.

Analitični dokazi o deaktivaciji

Analiza rentgenske fotoelektronske spektroskopije (XPS) zagotavlja dokaze o učinkih deaktivacije. V vzorcih iz procesov cianiranja rude z visoko vsebnostjo žvepla z dodatkom svinca spektri XPS kažejo prisotnost snovi, ki vsebujejo žveplo, na površini zlata, kar kaže na nastanek pasivirajoče plasti žvepla. Elektrokemični testi tudi potrjujejo, da se hitrost oksidacije zlata zmanjša v prisotnosti silikata in mineralov, ki vsebujejo svinec.

Dejavniki, ki vplivajo na ravnotežje med aktivacijo in deaktivacijo

Koncentracija svinčevih soli

Količina svinčevih soli, dodanih sistemu za cianidacijo, je ključna. Pri nizkih koncentracijah imajo svinčeve soli običajno aktivacijski učinek, ki pospešuje raztapljanje zlata. Toda če je koncentracija previsoka, lahko povzroči nastanek prekomernih reakcijskih produktov, ki povzročijo deaktivacijo. Na primer, previsoka koncentracija svinčevih ionov lahko povzroči obarjanje kompleksov svinca in cianida, ki prekrijejo površino zlata in ustavijo reakcijo cianidacije.

Sestava rude

Sestava rude, vključno z vrstami in količinami sulfidnih mineralov, silikatov in drugih nečistoč, določa, ali svinčeve soli delujejo kot aktivatorji ali deaktivatorji. Pri rudah z visoko vsebnostjo določenih sulfidnih mineralov, kot je pirit v rudah z visoko vsebnostjo žvepla, je večja verjetnost, da se deaktivirajo, ko jim dodamo svinec. Nasprotno pa lahko rude z veliko količino bakrovih mineralov izkoristijo aktivacijski učinek svinčevih soli.

Pogoji reakcije

Reakcijski pogoji, kot so temperatura, pH in koncentracija kisika in cianida v raztopini, prav tako vplivajo na učinke aktivacije in deaktivacije svinčevih soli. Višja temperatura lahko pospeši tako koristne kot škodljive reakcije, povezane s svincem. pH raztopine vpliva na to, kako obstajajo svinčevi in ​​drugi kovinski ioni, kar vpliva na njihove interakcije z zlatom in drugimi minerali. Ustrezna koncentracija kisika je potrebna za normalen potek reakcije cianidacije zlata, svinčeve soli pa lahko medsebojno delujejo s kisikom na različne načine, odvisno od pogojev, bodisi pospešijo ali zavirajo reakcijo.

zaključek

Svinčeve soli imajo aktivacijske in deaktivacijske učinke na proces cianidacije zlata. Aktivacijski učinki, kot je kataliziranje elektrokemičnih reakcij in zmanjšanje motenj nečistoč, lahko znatno izboljšajo učinkovitost ekstrakcije zlata. Vendar pa lahko pod določenimi pogoji, na primer v prisotnosti silikata, posebnih mineralov, ki vsebujejo svinec, ali rud z visoko vsebnostjo žvepla, svinčeve soli povzročijo deaktivacijo z upočasnitvijo oksidacije zlata ali oblikovanjem blokirnih plasti na površini zlata. Razumevanje dejavnikov, ki vplivajo na te učinke, vključno s koncentracijo svinčeve soli, sestavo rude in reakcijskimi pogoji, je bistveno za uspešno uporabo svinčevih soli pri cianiranju zlata. S skrbnim nadzorom teh dejavnikov lahko rudarska industrija optimizira pridobivanje zlata, zmanjša porabo reagenta, poveča donosnost in zmanjša vplive na okolje. Prihodnje raziskave bi se lahko osredotočile na ustvarjanje natančnejših modelov za napovedovanje obnašanja svinčeve soli v različnih situacijah predelave rude in iskanje novih načinov za preprečevanje učinkov deaktivacije.