Giải thích về việc tiêu thụ natri xyanua trong khai thác vàng

Trong quá trình chiết xuất vàng từ hợp chất xyanua, Natri xyanua được tiêu thụ theo nhiều cách. Natri xyanua là loại được sử dụng phổ biến nhất chất tẩy rửa trong quá trình khai thác vàng, và về mặt lý thuyết, chỉ có 0.5 gam Natri Xyanua cần thiết để chiết xuất 1 gam vàng. Tuy nhiên, ở hầu hết các nhà máy xyanua hóa vàng, lượng xyanua tiêu thụ thực tế cao hơn đáng kể, thường vượt quá tính toán lý thuyết từ 50 đến 100 lần.

Các yếu tố chính góp phần vào mức tiêu thụ xyanua cao trong quá trình xyanua hóa vàng bao gồm:

1. Tiêu thụ xyanua trong quá trình hòa tan vàng

Các nhà máy xyanua đã sử dụng natri xyanua để hòa tan vàng từ quặng nhằm thu hồi vàng từ nước rỉ rác. Các phản ứng hóa học liên quan như sau:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

Từ các phản ứng điện hóa, người ta biết rằng để hòa tan 1 gam vàng cần tiêu thụ 0.92 gam natri xyanua.

2. Tiêu thụ xyanua trong phản ứng với kim loại cơ bản liên quan

(1) Một số quặng vàng chứa các khoáng chất liên quan như pyrit, magnetit, chancopyrit, khoáng chất sunfat, hydroxide và oxide. Trong giai đoạn nghiền, bột sắt được tạo ra, phản ứng chậm với natri xyanua, tăng tiêu thụ xyanua. Các phản ứng như sau:

• [ FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [ Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) Nếu quặng vàng chứa các loại khoáng chất đồng khác nhau, chúng cũng sẽ phản ứng với natri xyanua để tạo thành hợp chất xyanua đồng, tiêu thụ xyanua trong quá trình này. Các phản ứng như sau:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

Do natri xyanua phản ứng mạnh với nhiều khoáng chất đồng nên nhìn chung cần 2.3 đến 3.4 gam xyanua để hòa tan 1 gam đồng.

(3) Nếu quặng vàng ban đầu có chứa sphalerite hoặc smithsonite, chúng cũng sẽ phản ứng với natri xyanua để tạo thành kẽm xyanua và cacbonat. Các phản ứng như sau:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) Nếu quặng vàng chứa arsenopyrit, thủy ngân, selen, telua, v.v., chúng cũng sẽ phản ứng với natri xyanua. Khi thân quặng chứa đá cacbon, đặc biệt là những loại giàu cacbon hữu cơ, khả năng hấp phụ xyanua trở nên mạnh hơn, khiến quá trình rửa vàng bằng xyanua trở nên khó khăn hơn.

3. Thủy phân xyanua

Trong dung dịch, xyanua trải qua các mức độ thủy phân khác nhau tùy thuộc vào độ pH, với lượng hydro xyanua được tạo ra có liên quan đến độ kiềm của dung dịch. Phản ứng có thể được biểu diễn như sau:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

Sau khi thủy phân, một phần xyanua tạo ra hydro xyanua, trong khi một phần khác bị thủy phân oxy hóa, dần dần tạo ra axit fomic và amoniac. Ở 100°C, CN⁻ mất 50% và ở 130°C, mất 85%.

Trong quá trình xyanua hóa để khai thác vàng, hydro xyanua là một loại khí cực độc. Nếu không được quản lý đúng cách, nó có thể dẫn đến việc sử dụng NaCN nhiều hơn, làm tăng chi phí sản xuất và gây ô nhiễm môi trường, cũng như gây ra rủi ro cho sức khỏe của người vận hành. Lượng HCN được tạo ra thay đổi theo độ pH của dung dịch: ở độ pH 10.5, chỉ có 6.1% hydro xyanua được tạo ra; ở độ pH 10, nó tăng lên 17%; ở độ pH 9.5, nó đạt 39.2%; và ở độ pH 9.0, nó là 67.1%. Do đó, trong các nhà máy CIP (Carbon-in-Pulp) vàng, độ pH thường được điều chỉnh ở mức từ 11 đến 12 để kiểm soát quá trình thủy phân xyanua.

4. Quá trình oxy hóa xyanua (CN-) bằng oxy hòa tan (O2)

Để tăng tốc độ hòa tan của vàng, cả CN- và O2 phải tham gia vào phản ứng. Ở nhiệt độ và áp suất phòng, độ hòa tan tối đa của oxy là 8.2 mg/L. Việc bổ sung chất oxy hóa mạnh có thể làm tăng nồng độ oxy trong dung dịch, đẩy nhanh đáng kể quá trình thẩm thấu. Tuy nhiên, tỷ lệ oxy so với xyanua phải được cân bằng; nếu không, tốc độ thẩm thấu có thể giảm. Oxy hòa tan phản ứng với xyanua để tạo thành xyanat, ổn định trong dung dịch kiềm. Tuy nhiên, ở độ pH thấp hơn 7, nó thủy phân để tạo thành amoniac và bicacbonat. Các phương trình phản ứng như sau:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

Do đó, phản ứng này có thể dẫn đến việc tiêu thụ xyanua trong quá trình thẩm thấu hoặc điện phân.

5. Sự hấp thụ xyanua của đất sét

Trong quá trình xyanua hóa, sắt sunfua trong quặng tạo ra sắt hydroxit, trong khi silicat trong quặng tạo thành silica dạng keo trong môi trường kiềm. Cả hai chất này đều có khả năng hấp thụ xyanua nhất định, dẫn đến mất xyanua cùng với cặn thẩm thấu.

6. Tiêu thụ xyanua bằng các chất khác

(1) Khi khuấy hỗn hợp và đổ đầy không khí, CO2 sẽ được chứa trong dung dịch. CO2 cũng sẽ phản ứng với xyanua.

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) Khoáng chất sulfua như pirit trong quặng ban đầu phản ứng với oxy hòa tan (O2) trong bột quặng, và các sunfit và sunfat tạo thành cũng sẽ phản ứng với xyanua.

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

Có thể thêm một lượng nhỏ CaO hoặc Ca(OH)2 trước khi ngâm để trung hòa axit và ngăn chặn phản ứng trên xảy ra.

cuối cùng

Trên đây là 6 khía cạnh tiêu thụ xyanua trong quá trình xyanua hóa vàng. Ngoài xyanua cần thiết cho quá trình hòa tan vàng bình thường, còn có nhiều tiêu thụ không cần thiết, chẳng hạn như phản ứng với các khoáng chất liên quan khác, tự thủy phân, v.v. 

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về nội dung trên hoặc muốn biết thêm thông tin, bạn có thể tham khảo dịch vụ chăm sóc khách hàng trực tuyến hoặc gửi tin nhắn, chúng tôi sẽ liên hệ với bạn trong thời gian sớm nhất!