Растворы после цианирования, отделенные от кека и содержащие избыточный цианид, щелочь и кислород, поступают на осаждение золота и серебра.
Для осаждения золота и серебра из цианистых растворов можно использовать цементацию более электроотрицательными металлами (цинком или алюминием), сорбцию активированным углем или синтетическими смолами и электролиз. Широко распространена в промышленной практике цементация золота и серебра цинком. Медь при этом теоретически осаждаться не должна.
- 2NaAu(CN)2 + Zn = Na2Zn(CN)4 +2Au;
- 2NaAg(CN)2+ Zn = Na2Zn(CN)4 +2Ag;
Кроме того, цинк будет расходоваться на побочные реакции, например:
- 4NaCN + Zn +2H2O = Na2Zn(CN)4 + 2NaOH +2H2;
- 2NaOH + Zn = Na2ZnO2 + H2;
Протекание этих и других побочных реакций связано с избыточным расходом цинка, значительно превышающим теоретический, увеличивает щелочность растворов и сопровождается выделением свободного водорода.
Цинк для цементации золота может применяться в виде стружки или пыли. В настоящее время осаждение цинковой стружкой встречается только на небольших, преимущественно сезонно работающих установках. В промышленной практике основным цементирующим реагентом является цинковая пыль с высокой реакционной активностью, с крупностью частиц менее 0,01 мм, содержащая не более 3 % ZnО.
Золото сразу до металла быстро! Новый метод!#золото #gold
Осаждение золота из цианистых растворов цинковой пылью проводят на вакуумно-осадительных установках, обеспечивающих предварительное обескислороживание растворов (рис. 115).
Рис.115. Схема цепи аппаратов вакуумко-осадительной установки: 1 — вакуум-ресивер для обескислороживания растворов; 2 — насос для перекачки растворов; 3 — смеситель; 4 — чан с рамным вакуум-фильтром
Аппарат для обескислороживания (вакуум-ресивер) представляет собой цилиндрический бак вместимостью до 1м3, заполненный внутри насадкой из деревянных реек и соединенный с вакуум-насосом. Осветленный раствор подается в аппарат сверху и растекается по большой поверхности насадки. Под действием вакуума он быстро отдает растворенные газы и собирается в нижней части ресивера.
Выводной патрубок вакуум-ресивера соединен с центробежным насосом, который для предупреждения подсосов воздуха погружен в цианистый водород. Обескислороженный раствор насосом перекачивается в бак-смеситель, куда непрерывно с помощью питателя подают цинковую пыль. Днище бака-смесителя соединено трубопроводом с цилиндрическим чаном, в котором установлен рамный вакуум-фильтр с радиальным расположением рам.
Каждая рама вакуум-фильтра соединена через кольцевой коллектор с центробежным насосом, обеспечивающим просасы-вание раствора через фильтровальную поверхность. Для предупреждения расслаивания пульпы во время фильтрования в центре чана установлена тихоходная пропеллерная мешалка.
Установлено, что наиболее быстрое осаждение золота цинком протекает не во время его вмешивания в раствор в чане-смесителе, а при фильтровании, когда раствор просачивается через слой осевшей на фильтрующей поверхности цинковой пыли.
Осаждение золота током.
Установки для осаждения золота цинковой пылью работают периодически. Комплект рам 2. 3 раза в месяц извлекают из чана и осадок смывают струей воды. В случае необходимости заменяют фильтровальную ткань.
Осадки, полученные при обработке цианистых растворов цинковой пылью, кроме золота и серебра, содержат значительное количество таких примесей, как селен, цинк, медь, теллур, свинец и др. Сырые осадки содержат, %: Au + Ag 5. 30; Zn 30. 50.
Обычно для удаления цинка и некоторых других примесей применяют сернокислотную обработку в чанах с механическим перемешиванием с последующей промывкой и сушкой осадка. В обработанных осадках присутствуют до 20. 40 % Аu, до 30 % Аg и 4. 7% Zn.
Сорбционное выщелачивание ведут по противопоточной схеме в батарее пачуков особого устройства (рис. 116), где золото в виде комплексного иона Аu(СN)2- тут же поглощается смолой:
Рис.116. Принципиальная схема сорбциояиого выщелачивания (а) и устройство пачук» (б): 1 — пачуки предварительного выщелачивания; Ц-пачуки сорбционного выщелачивания; 1-члн; 2, 3 — аэролифты для перемешивания пульпы и для передачи смолы соответственно; 4-аэролифт для подачи пульпы на распределительную сетку 5
Многие недостатки цианистого процесса — малая интенсивность, многостадийность, применение токсичных растворов в больших объемах и громоздкого оборудования — в значительной степени устраняются в новых процессах, основанных на применении ионообменых смол.
Один из вариантов сорбционной технологии предусматривает совмещение процесса выщелачивания золотосодержащих руд и полупродуктов цианидом с процессом сорбции растворенного золота анионитом (ионообменной смолой).
RС1 + Аu(СN)2- = RАu(СN)2 + С1-
Частицы смолы по мере их насыщения благородными металлами утяжеляются и опускаются в нижнюю часть аппарата и с помощью аэролифта транспортируются в следующий пачук. Пульпа проходит последовательно 6. У аппаратов; противоточно пульпе перемещается смола. Из последнего пачука пульпа направляется на обезвреживание (отделение цианистых растворов) и далее в отвал.
Насыщенную золотом смолу выдают из головного аппарата и направляют на десорбцию золота, которую можно проводить химическим путем (тиомочевиной) или электролизом (электроэлюированием). Электролиз ведут в электролизных ваннах особой конструкции с графитовыми анодами и титановыми катодами в растворе тиомочевины. Золото и серебро осаждаются накатоде. Катодный осадок переплавляют и направляют на аффинаж. В сорбционной технологии извлечения золота по сравнению с обычным цианированием полностью устраняются процессы обезво живания пульп сгущением и фильтрацией, промывки кеков, стадия осаждения золота цинком и др.
Перспективным направлением дальнейшего совершенствования гидрометаллургии золота является замена цианистых растворов растворителями на основе тиокарбамида (тиомочевины).
Источник: studwood.net
Что такое осаждение золота
Таким образом, процесс осаждения золота при разряде ионов дицианоаурата подчиняется закономерностям замедленного разряда с учетом концентрационной составляющей поляризации в области достаточно высоких плотностей тока.
С изменением концентрации дицианоаурата в электролите и при прочих равных условиях скорость осаждения золота возрастает, причем величина
так же, как и величина
т. е. во всей области исследованных нами потенциалов сохраняется первый порядок электродной реакции по ионам дицианоаурата.
Таким образом, парциальная поляризационная кривая осаждения золота из лимоннокислых электролитов охватывается уравнением
в котором α = 0,46 ± 0,03.
Анализ парциальных поляризационных кривых выделения водорода совместно с золотом из цитратных растворов в интервале рН от 3,5 до 6 показывает, что полученные данные удовлетворительно подчиняются уравнению
причем, экстраполяция полученных данных в область рН = 0,5 приводит к получению значения константы «а» уравнения Тафеля, равной 0,65 в, в то время как b = 2,3 RT/αF = 0,12±0,010 в, что находится в согласии с имеющимися в литературе данными по перенапряжению выделения водорода на золоте [9] и свидетельствует о слабой поверхностной активности цитрат-ионов.
С другой стороны, практическая независимость положения парциальных поляризационных кривых выделения водорода от протекающего совместно процесса осаждения золота, в отличие от полученных ранее данных по совыделению водорода с платиновыми металлами [10, 11] говорит о том, что водород не принимает участия в замедленной стадии процесса и не адсорбируется в заметных количествах золотом. Введение в растворы дицианоаурата калия различных количеств фосфатов до 0,1 моль/л — также не приводит к изменениям в положении парциальной поляризационной кривой осаждения золота.
Исследование процесса электроосаждения золота из трилонатных электролитов показало, что изменение концентрации трилона от 0,056 до 0,168 моль/л при постоянной (0,025 моль/л) концентрации золота не сказывается практически на положении парциальной поляризационной кривой осаждения золота, хотя и расположена в области несколько более отрицательных значений потенциала (на 0,1 в), которая идентична таковой же для лимоннокислых электролитов. Вместе с тем, выход по току золота в трилонатных электролитах при прочих равных условиях (в частности, при одинаковых рН электролита) оказывается ниже, чем в лимоннокислых. Это обстоятельство, возможно, обусловлено специфической адсорбцией анионов этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), так как адсорбция анионов должна привести к облегчению разряда ионов водорода.
Как в случае цитратных, цитратно-фосфатных и фосфатных электролитов, осаждение золота во всем интервале потенциалов подчиняется кинетическому уравнению первого порядка (1); поляризация при осаждении золота имеет смешанный характер, т. е. при достаточно высоких плотностях тока сказываются концентрационные ограничения при электролизе.
В отличие от цитратных электролитов осаждение золота из трилонатных электролитов отвечает тафелевской прямой в координатах φ — lgf(J) с несколько большим угловым коэффициентом b = 2,3 RT/αF = 0,12±0,010 в. Сдвиг тафелевской прямой в сторону отрицательных значений также может быть обусловлен специфической адсорбцией анионов ЭДТА.
Таким образом, проведенные нами исследования показали, что вне зависимости от природы фонового электролита осаждение золота, в силу высокой прочности дицианоауратных комплексов [12], происходит именно за счет разряда этих комплексов. Характерной особенностью процессов восстановления анионов Au(CN) — 2 является отсутствие предшествующих химических реакций превращения восстанавливающегося иона (т. е. реакций акватации, замены лигандов и др.), характерных для многих комплексных анионов, содержащих ионы металла во внутренней сфере.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вячеславов П. М. и др. Гальванотехника благородных и редких металлов. Л., Машиностроение, (1970).
2. Смагунова Н. А. Сб.: «Электролитическое осаждение сплавов». М., МДНТП (1961).
3. F. Gardner. Galvanotech, 59, №3, 216 (1968).
4. E. Parker. Plating, 38, 1134 (1951).
5. Белинская Ф. А. и др. В сб.: «Синтез и свойства ионообменных материалов». М., Наука, (1968), стр. 65.
6. Лайнер В. И., Кудрявцев Н. Т. Основы гальваностегии, т. П. М., Металлургиздат, 1957, стр. 62
7. Покровская М. В., Красиков Б. С. Вестник ЛГУ, № 22, 118 (1968).
8. Лошкарев М. А., Дубяго Е. Тр IV совещ. по электрохимии. М., изд-во АН СССР, 1959, стр. 467.
9. Хейфец В. Л., Ротинян А. Л., Красиков Б. С. Электрохимия, 6, 916 (1970).
10. Красиков Б. С., Обухова И. Б., Астахова Р. К., Покровская М. В. Сб. трудов Всес. конф. по теории процессов цветн. металлургии. 1971, стр. 378.
11. Обухова И. Б, Красиков Б. С. ЖПХ, 44, 1025 (1971).
12. Яцимирский К. В., Васильев В. П. Константы нестойкости комплексных соединений. М., изд-во АН СССР, (1959).
13. Напух Э. 3. Электрохимия, 8, 230 (1972).
Источник: jewelpreciousmetal.ru
Осаждение золота из цианистых растворов
Растворы после цианирования, отделенные от кека и содержащие избыточный цианид, щелочь и кислород, поступают на осаждение золота.
Для осаждения золота из цианистых растворов можно использовать цементацию более электроотрицательными металлами (цинком или алюминием), сорбцию активированным углем или синтетическими смолами и электролиз. Широко распространена в промышленной практике цементация золота цинком.
Цинк для цементации золота может применяться в виде стружки или пыли. В настоящее время осаждение цинковой стружкой встречается только на небольших, преимущественно сезонно работающих установках. В промышленной практике основным цементирующим реагентом является цинковая пыль с высокой реакционной активностью, с крупностью частиц менее 0,01 мм, содержащая не более 3 % ZnO.
Осаждение золота из цианистых растворов цинковой пылью проводят на вакуумно-осадительных установках, обеспечивающих предварительное обескислороживание растворов.
Аппарат для обескислороживания (вакуум-ресивер) представляет собой цилиндрический бак вместимостью до 1 м3, заполненный внутри насадкой из деревянных реек и соединенный с вакуум- насосом. Осветленный раствор подается в аппарат сверху и растекается по большой поверхности насадки. Под действием вакуума он быстро отдает растворенные газы и собирается в нижней части ресивера.
Выводной патрубок вакуум-ресивера соединен с центробежным насосом, который для предупреждения подсосов воздуха погружен в цианистый водород. Обескислороженный раствор насосом перекачивается в бак-смеситель, куда непрерывно с помощью питателя подают цинковую пыль. Днище бака-смесителя соединено трубопроводом с цилиндрическим чаном, в котором установлен рамный вакуум-фильтр с радиальным расположением рам.
Каждая рама вакуум-фильтра соединена через кольцевой коллектор с центробежным насосом, обеспечивающим просасывание раствора через фильтровальную поверхность. Для предупреждения расслаивания пульпы во время фильтрования в центре чана установлена тихоходная пропеллерная мешалка.
Установлено, что наиболее быстрое осаждение золота цинком протекает не во время его вмешивания в раствор в чане-смесителе, а при фильтровании, когда раствор просачивается через слой осевшей на фильтрующей поверхности цинковой пыли.
Установки для осаждения золота цинковой пылью работают периодически. Комплект рам 2-3 раза в месяц извлекают из чана и осадок смывают струей воды. В случае необходимости заменяют фильтровальную ткань.
Осадки, полученные при обработке цианистых растворов цинковой пылью, кроме золота и серебра, содержат значительное количество таких примесей, как селен, цинк, медь, теллур, свинец и др. Сырые осадки содержат, %: Au + Ag 5-30; Zn 30- 50.
Обычно для удаления цинка и некоторых других примесей применяют сернокислотную обработку в чанах с механическим перемешиванием с последующей промывкой и сушкой осадка. В обработанных осадках присутствуют до 20- 40 % Au, до 30 % Ag и 4-7 % Zn.
Многие недостатки цианистого процесса — малая интенсивность, многостадийность, применение токсичных растворов в больших объемах и громоздкого оборудования — в значительной степени устраняются в новых процессах, основанных на применении ионообменых смол.
Один из вариантов сорбционной технологии предусматривает совмещение процесса выщелачивания золотосодержащих руд и полупродуктов цианидом с процессом сорбции растворенного золота анионитом (ионообменной смолой).
Сорбционное выщелачивание ведут по противопоточной схеме в батарее пачуков особого устройства, где золото в виде комплексного иона Au(CN)2 тут же поглощается смолой. Частицы смолы по мере их насыщения благородными металлами утяжеляются и 6 опускаются в нижнюю часть аппарата и с помощью аэролифта транспортируются в следующий пачук.
Пульпа проходит Последовательно 7 аппаратов; противоточно пульпе перемещается смола. Из последнего пачука пульпа направляется на обезвреживание (отделение цианистых растворов) и далее в отвал. Насыщенную золотом смолу выдают из головного аппарата и направляют на десорбцию золота, которую можно проводить химическим путем (тиомочевиной) или электролизом (электроэлюированием).
Электролиз ведут в электролизных ваннах особой конструкции с графитовыми анодами и титановыми катодами в растворе тиомочевины. Золото осаждается на катоде. Катодный осадок переплавляют и направляют на аффинаж.
В сорбционной технологии извлечения золота по сравнению с обычным цианированием полностью устраняются процессы обезвоживания пульп сгущением и фильтрацией, промывки кеков, стадия осаждения золота цинком и др.
Перспективным направлением дальнейшего совершенствования гидрометаллургии золота является замена цианистых растворов растворителями на основе тиокарбамида (тиомочевины).
Источник: vuzlit.com