Экспериментально установлено, что для растворения металлического золота в водных растворах тиокарбамида необходимо соблюдений двух основных условий:
1. Применение достаточно эффективного окислителя, способного переводить металлическое золото в ионное состояние и не окисляющего тиокарбамид;
2. Обеспечение кислотности среды в пределах рН=2-4 с целью предохранения тиокарбамида и образующегося золотого комплекса от разложения.
Указанные условия достигаются путем введения в пульпу необходимого количества кислоты (Н2SO4) и солей трехвалентного железа (Fe2(SO4)3).
На рис.14.1-14.3 приведены кинетические кривые, характеризующие скорость растворения металлического золота и серебра в кислых растворах тиокарбамида, в зависимости от интенсивности перемешивания растворов (n), концентрации растворителя (Thio) и окислителя (Fe3+). Изучение кинетики выщелачивания производилось при участии и консультациях проф. И.А. Каковского с использованием метода «вращающегося диска», который позволяет получать наиболее надежную информацию при исследованиях такого родя гетерогенных процессов.
АФФИНАЖ СЕРЕБРА 999 ПРОСТОЙ СПОСОБ СМОЖЕТ КАЖДЫЙ.
Из рис. 14.1 видно, что процесс растворения металлического золота в тиокарбамиде (так же, как и в NaCN) четко подразделяется на диффузионную (V пропорционально Vn) и кинетическую области, разделяемые в принятых условиях эксперимента граничным значением n=4,5 об/с (27 рад/с).
Предельная концентрация тиокарбамнда в растворах, выше которой влияние на процесс растворения Au уже не проявляется, составляет (3,9-4,8)*10в-2 моль/л (3,0-3,6 г/л; рис. 14.2). Для Fe2(SO4)3 аналогичная величина равна 8-10в-3 моль/л или 3,2 г/л (рис. 14.3).
Константа скорости растворения золота в тиокарбамиде, определенная из выражения V = K*C*n1/2 на основании экспериментальных данных, представленных на рис. 14.3 (диффузионная область), составила 1,38*10в-7 л*см-2*с-1/2 рад-1/2, что примерно в 2,4 раза ниже установленной аналогичным образом константы скорости реакции растворения золота в NaCN (3,32*10в-7). Отсюда может быть сделан вывод, что в кинетическом отношении тиокарбамид, как растворитель золота, несколько уступает щелочным цианидам.
Присутствующая в растворах серная кислота не оказывает влияния на скорость растворения золота в тиокарбамиде и не принимает участия в самой реакции растворения. Использование ее в рассматриваемом технологическом процессе, как отмечено выше, связано с необходимостью сохранения тиокарбамидного комплекса золота (устойчивого только при рН<4), а также предупреждения гидролиза сульфата железа.
Эксперименты по выщелачиванию золота тиокарбамидными растворами в атмоcфере инертного газа (азот) показали, что в присутствии сульфата железа (III) растворение золота и серебра в тиокарбамиде протекает без участия кислорода воздуха.
Как растворить золото 585 прбы в азотной кислоте?
Учитывая данное обстоятельство, а также тот факт, что выполняющее роль окислителя золота трехвэлентное железо в растворах тиокарбамида связано в комплекс Fe(Thio)2, а Fe2+ — в комплекс FeSO4*4Thio, процесс растворения Au в тиокарбамиде может быть представлен следующей наиболее вероятной реакцией:
Au + nThio + Fe(Thio)2в3+ —> Au(Thio)2+ + Fe(Thio)n2+,
где и, по-видимому, равно 4.
Установлено, что температура окатывает двоякое влияние на скорость тиокарбамидного выщелачивания золота. С одной стороны, с повышением температуры скорость растворения золота увеличивается в соответствии с установленной зависимостью изменения величины константы скорости реакции (К) от температуры (T):
Однако одновременно с этим интенсифицируется и процесс химического разложения CS(NH2)2, сопровождающийся выделением элементарной серы. Поэтому процесс тиокарбамидного выщелачивания золота из руд желательно проводить при комнатной температуре, в условиях, исключающих возможность термохимического разложения Thio.
Установленные выше закономерности в принципе сохраняются и в случае тиокарбамидного выщелачивания серебра. Однако в отличие от золота, процесс растворения металлического серебра в сернокислых растворах CS(NH)2 (содержащих сульфат окиси железа) осложняется всякого рода кинетическими затруднениями, причиной чего является образование на поверхности металлических частиц химических пленок, состоящих по данным микроспектрального анализа из Ag, Fe и S.
Отражением данного факта является сложный характер кривой, представляющей зависимость величины VAg от СThio (рис. 14.4), При CThio = О серебро растворяется в кислом растворе Fe2(SO4)3 со скоростью, равной 6,8*10в-9 г/см2*с. В интервале концентраций тиокарбамида (0-3)в10в-2 моль/л наблюдается уменьшение скорости растворения Ag (образование диффузионных пленок). При дальнейшем увеличении CThio величина VAg пропорционально возрастает, достигая максимума при концентрации CS(NH2)2 24*10в-2 моль/л (предельное значение) и сохраняясь затем на постоянном уровне.
В связи с отрицательным влиянием экранирующих железистых пленок на скорость растворения серебра в тиокарбамидных растворах была изучена возможность замены сульфата железа (III) другими окислителями. С этой целью были испытаны кислород, КВrО3, К2Сr2О7. Однако все они оказались малопригодными, т.к. вызывали быстрое разложение тиокарбамида. По информации, представленной в (585), аналогичное действие оказывают Н2О2, K2S2O8, KHSO5.
Наиболее интересные результаты в этом плане были получены при использовании в качестве окислителя Ag формамидиндисульфида (дисульфид, Dithio, C2S2N4H6), являющегося продуктом окисления тиокарбамида
2CS(NH2)2 — 2е —> C2S2N4H6 + 2Н+.
Возможность протекания реакции 2 Ag + C2S2N4H6 + 4CS(NH2)2 + 2Н+ = 2 Ag[CS(NH2)2]3+ была подтверждена со ответствую щими расчетами (AG = -76,5 кДж) и экспериментальными исследованиями, показавшими, что максимальная скорость растворения металлического серебра наблюдается при молярном соотношении Thio:Dilhio = 4:1 (как это и следует из приведенной выше реакции).
Исходя из выявленных закономерностей, Иргиредметом разработан способ приготовления выщелачивающих растворов с указанным оптимальным соотношением тиокарбамид : дисульфид на основе электрохимического окисления растворов Thio при величине анодного потенциала 0,9-1,1 В. Эффективность данного технологического приема проиллюстрирована в табл. 14.2.
Как уже отмечалось нами ранее, образование дисульфида из Thio возможно и в результате химического окисления последнего, например, с помощью MnO2.
На рис. 14.6 и 14.7 представлены результаты экспериментов по растворению в тиокарбамидных растворах сульфида и хлорида серебра, а также синтезированных минералов серебра: пираргирита, прустита и гессита. Опыты проводились на установке для микровыщелачивания порошков. Результаты тиокарбамидного выщелачивания сопоставлялись с цианированием (пунктирные линии на рис. 14.5).
Из полученных данных следует, что AgCl в Thio растворяется в несколько раз медленнее, чем в NaCN. Что касается Ag2S, то скорость растворения его в кислых растворах тиокарбамида значительно превышает таковую для NaCN, причем процесс растворения существенно интенсифицируется с увеличением температуры (рис. 14.6).
Установлено, что в области низких концентраций тиокарбамида (1,95*10в-1 моль/л) скорость растворения Ag2S лимитируется диффузией до n=15 рал/с. При концентрации растворителя 9,1*10в-1 моль/л определяющей является скорость протекания химической реакции, которая возрастает с увеличением кислотности среды. На основании полученных результатов предложен возможный механизм процесса растворения Ag2S в тиокарбамидных растворах при низких (a) и повышенных (б) концентрациях растворителя:
а. Ag3S + 6Thio + 2Fe3+ = 2Ag(Thio)3+ + 2Fe3+ + S°;
б. Ag3S + 6Thio + 2H+ = 2Ag(Thio)3+ + H3S.
Указанные реакции, сопровождающиеся образованием элементарной серы (выпадающей в осадок), а также летучего продукта — H2S, объясняют причины относительно высокой скорости растворения Ag2S и других сульфидных форм серебра в данных условиях, по сравнению, например, с цианированием, в процессе которого происходит накапливание примесей в растворах.
Результаты исследований Иргиредмета по изучению химизма и механизма тиокарбамидного выщелачивания золота и серебра полностью подтверждены более поздними работами, выполненными в данном направлении за рубежом.
Источник: industrial-wood.ru
В смеси каких кислот растворяется золото, но не растворяется серебро?
Какую кислоту химики получали с помощью прокаливания сульфатов?
#Химия #Универ: Прокачай общагу! #Сложность: 100 #Пандарина
Смесью каких кислот является «царская водка»?
#Химия #Сложность: 200 #Пандарина
Какие две кислоты имеют одинаковую молярную массу?
#Сложность: 5000 #Химия #Пандарина
Какая кислота помимо азотной кислоты входит в состав кислотных дождей?
#Сложность: 3000 #Пандарина
Кому адресовал Кутузов слова: «Я прощаю, государь, но Россия Вам этого никогда не простит»?
#Цитаты #История России #Отечественная война 1812 г. #Сложность: 400 #Пандарина
В какой геологический период, предположительно, появились рыбы?
#Рыбы #Геология #Сложность: 1500 #Пандарина
Какая из этих фигур также называется шестигранником?
#Сложность: 50 #Пандарина
Кем в романе «Евгений Онегин» был муж Татьяны Лариной?
#Сложность: 400 #Пандарина
Источник: umnik.net
Кислоты применяемые в ювелирном деле
Азотная кислота (HN03) — бесцветная жидкость, слегка дымящаяся на воздухе. Плотность 1,5; температура кипения °3,8 °С. При температуре — 42 °С застывает в прозрачную кристаллическую массу. Смешивается с водой в любом соотношении. ‘1°Д влиянием света разлагается на воду, кислород и диоксид азота. Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот.
Действует почти на все металлы (за исключением золота , платины и некоторых редких металлов), превращая их в азотнокислые соли. Применяется для приготовления пробирных реактивов, для Равления примесей драгоценных металлов (кроме серебра ).
Серная кислота (H2S04) — бесцветная маслянистая жидкость. Плотность 1,84; температура кипения 338 °С. При температуре 10,4 °С образует твердую кристаллическую массу. Растворяясь в воде, выделяет большое количество теплоты. Во избежание ожогов при смешивании кислоты с водой следует лить кислоту в воду, а не наоборот.
Концентрированная серная кислота при нагревании растворяет почти все металлы, кроме платины, золота и некоторых металлов платиновой группы.
Применяется при извлечении золота из руд, для приготовления отбеливающих растворов.
Соляная кислота (НО) — растворенный в воде хлористый водород — бесцветная жидкость с резким запахом. На воздухе слегка дымится. Плотность обычной концентрированной кислоты 1,19; она содержит 37 % НС1. Кислота, служащая для технических целей, обычно окрашена в желтый цвет и содержит 27,5 % НС1. Соляная кислота хорошо растворяется в воде, легко вступает в реакции со многими металлами, образуя соли и выделяя водород.
Применяется для приготовления отбелов и пробирных реактивов.
Царская водка — смесь соляной и азотной кислот в соотношении 2:1 и 3:1, красновато-коричневого цвета. Растворяет все металлы, кроме родия, иридия, осмия. Платина растворяется только в горячей царской водке.
Применяется при приготовлении пробирных реактивов.
Ортофосфорная кислота (Н3Р04) — бесцветные кристаллы. Плотность 1,8; температура плавления 42,35 °С. Очень хорошо растворяется в воде. Считается неядовитой. При нагревании до 215 °С переходит в пирофосфорную (Н4Р2О7) кислоту.
Применяется ортофосфорная кислота для приготовления электролитов при родировании ювелирных изделий.
Борная кислота (Н3В03) — белое кристаллическое вещество, принадлежит к числу очень слабых кислот. Плотность 1,4. 1,5. Легко растворяется в горячей воде, но при остывании выкристаллизовывается, так как в холодной воде малорастворима. При нагревании борная кислота теряет воду, переходя в мета-борную кислоту (НВ02), затем тетраборную (Н2В407) и, наконец, в борный ангидрид (В203).
Применяется в качестве флюса при плавке и пайке драгоценных металлов, а также в качестве составляющего компонента флюсов.
Источник: uvelir.info