Извлечение благородных металлов цианированием является гидрометаллургическим процессом и основано на взаимодействий реагентов с минералами, т.е. на свойстве золота и серебра давать с цианистым натрием в присутствии кислорода комплексную соль NaAu(CN)2, трудно разлагаемую, но легко растворимую в воде. Из этого раствора благородные металлы могут быть осаждены металлическим цинком, алюминием, электрическим током или древесным углем.
Растворение золота в цианистом растворе обычно выражается следующим уравнением Эльснера:
2Au + 4NaCN + Н2О + О = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH
Аналогичная реакция происходят и при растворении серебра.
Уравнение Эльснера, однако, не объясняет сущность процесса растворения золота и серебра и не определяет истинного количественного соотношения между кислородом и другими веществами, участвующими в реакции.
Более удовлетворительное объяснение процесса дается в электрохимической теории растворения золота и серебра в цианистых растворах.
С точки зрения электрохимии, для растворения металла должна существовать разность электрических потенциалов между какими-либо частями поверхности металла или между двумя металлами, образующими электрическую пару, а также наличие раствора электролита, т.е. вещества, способного проводить электрический ток.
Цианирование перемешиванием
Известно, что чистые металлы менее растворимы, нежели металлы, содержащие примеси. Абсолютно чистый металл с однородной поверхностью в растворителе одинаковой концентрации растворяться не будет, так как отсутствуют условия для получения разности потенциалов двух каких-либо частей поверхности металла. Для получения этой разности возможны два условия:
- 1. Различные вещества или одно вещество, но различной плотности в контакте с раствором
- 2. Одно вещество одинаковой плотности, но в различных растворах или в одном растворе различной концентрации.
Первый случай близко соответствует условиям, в которых протекает растворение золота в цианистых растворах.
Золото в природе никогда не встречается в совершенно чистом виде. Оно обычно бывает в сплаве с другими металлами (Ag, Сu, Fe, Zn и др.) и находится в тесном контакте со многими минералами-спутниками: FeS2, FcAsS, CuFeS2 и др.
По отношению ко всем, этим веществам золото и серебро, являющиеся благородными металлами, в цианистых растворах становятся неблагородными и обладают свойствами, обратными, чем в других растворителях, т.е. заряжаются положительно, неблагородные же металлы (Cu, Fe и др.) и минералы — отрицательно. Следовательно, если электрическая пара, например, кристалл пирита, в который вкраплена частица золота, погружается в раствор цианистого натрия, то золото является анодом, а другой компонент электрической пары — пирит — катодом. В растворе устанавливается ток от поверхности электроположительного золота к поверхности отрицательно заряженного пирита, который замыкается через поверхность контакта. Золото, будучи электроположительным по отношению к пириту, растворяется.
ЗОЛОТО ИЗ ЧЁРНОГО ПЕСКА /// ЦИАНИД КАЛИЙ – KCN
Таким образом если в сосуд с раствором цианистого натрия поместить пластинку золота и кусочек пирита и замкнуть их внешней цепью, в которую включен гальванометр, то появится ток, который в растворе течет от золота к пириту, а во внешней цепи, в обратном направлении, т.е. от пирита к золоту, и последнее будет растворяться.
Цианистый натрий в водном растворе диссоциирует
на катион Na и анион CN. Под влиянием электрической пары катион Na перемещается к катоду (пирит), а анион CN — к аноду (золото). У анода анион СN отдает свой заряд и становится нейтральным. Золото, переходя в раствор, соединяется с цианом образуя нейтральную молекулу AuCN. (закисный цианид золота). Последний не растворим в воде, но растворяется в избытке цианистого натрия с образованием комплексной цианистой соли NaAu(CN)2, легко растворимой в воде:
AuCN + NaCN = NaAu(CN)2
Катионы Nа перемещаются в направлении к катоду (пирит). Но так как в водной среде присутствуют ионы водорода, то процесс идет с выделением последнего ввиду меньшего потенциала его восстановителя.
Выделившийся у катода водород обволакивает- его поверхность и образует с ним пару с электродвижущей силой, действующей в противоположном направлении, вследствие чего сила первичного тока значительно ослабевает и растворение золота замедляется. Это явление известно под названием поляризации катода.
Роль кислорода при растворении золота.
Процесс растворения золота может успешно идти лишь при условии удаления водорода с поверхности катода, что лучше всего достигается при помощи введения в раствор кислорода, который является деполяризатором, связывая и удаляя водород по реакции:
Из предыдущего следует, что необходимым условием растворения и серебра в цианистых растворах является присутствие кислорода. Поэтому всякое вещество, способное связывать кислород (восстановители), находящийся в растворах, замедляет или совершенно останавливает растворение благородных металлов. К числу вредных восстанавливающих веществ относятся: органические вещества, сероводород, сернистая кислота, сернистое железо, соли закиси железа, легкоокисляющиеся колчеданы, растворимые щелочные сульфиды, роданистые соли и пр.
Существуют следующие способы цианирования:
Источник: studwood.net
Извлечение золота цианированием
Развитие технологии цианирования было бы невозможным без разработок таких ученых как Шееле и Багратиона, которые впервые обнаружили способность золота растворяться в водных растворах цианидов. Так, в России была построена цианистая фабрика в Березовске (1897), а в 1898г и на Кочкарском руднике [1].
Цианидное выщелачивание на сегодняшний день является основным способом извлечения золота из руд, как в традиционной технологии, так и при геотехнологической добыче. В качестве реагента используются соли циановой кислоты — цианиды натрия или калия концентрацией 0,02-0,3%. Растворение золота в присутствии окислителя происходит по реакции:
2Au + 4NaCN + 1/2O2 + Н2O = 2NaAu(CN)2 + 2NaОН
Золото переходит в раствор в виде золотоцианистого натрия, который диссоциирует на ионы Na+ и [Au(CN)2]-.
Комплексный ион [Au(CN)2]- затем направляют на сорбцию ионообменными смолами, активным углем или осаждают цементацией (Zn мет.)
Преимущества метода цианирования:
— высокая степень извлечения — золота до 95%;
— низкая стоимость передела;
— простота аппаратурного оформления;
— температура процесса 20С;
Самый главный недостаток этого метода — очень высокая токсичность цианистых солей, ввиду гидролиза NaCN.
Но, несмотря на это обстоятельство, цианидный метод широко используется в промышленных масштабах [1].
Перколяционное выщелачивание — это процесс извлечения золота посредством естественного фильтрования цианистых растворов через слой золотосодержащей руды, помещенной в чан с ложным днищем. Метод пригоден лишь для грубозернистых материалов, частицы которых легкопроницаемы для цианистых растворов, ввиду малой скорости фильтрации. Золото должно быть достаточно мелкое. Обычно перколяции подвергают классифицированные пески с частицами крупностью 0,2 — 1мм. Продолжительность полной обработки песка одной загрузки песка ( обычно 4-8 суток) зависит от скорости просачивания, количества растворов и режима обработки, определяемых вещественным и гранулометрическим составом песка [1].
Обычно выщелачивание просачиванием осуществляют в чанах круглой или прямоугольной формы последовательно заливкой порций цианистых растворов убывающей концентрации. Первые крепкие растворы содержат (0,1- 0,2) % NaCN, средние 0,05-0,08 и слабые 0,03-0,05 %.
Полученные золотосодержащие растворы идут на осаждение золота. Выщелоченные и промытые пески выгружают сухим или гидравлическим способом.
Расход реагентов зависит от характера обрабатываемого материала и составляет (0,25-0,75) кг цианида и 1- 2 кг извести на 1 т сухого песка.
Преимущества перколяционного выщелачивания:
-простота аппаратурного оформления;
-относительная дешевизна процесса;
-небольшой расход электроэнергии.
Недостатком же является невысокое (обычно 60%) извлечение золота. Поэтому использование этого метода в промышленности малоэффективно[5].
Процесс кучного выщелачивания заключается в том, что руда, уложенная в виде штабеля (кучи) на специальном водонепроницаемом основании (площадке) орошается сверху цианистым раствором. При медленном просачивании раствора через слой руды происходит выщелачивание золота и серебра. Стекающий снизу раствор идет на извлечение благородных металлов [1].
Метод пригоден для переработки руд, указанных в пункте 2.3.6.1. Обычно кучному выщелачиванию подвергают руду после дробления до крупности 5-20 мм. Присутствие глинистых веществ снижает проницаемость кучи, замедляет выщелачивание и уменьшает извлечение золота.
Кучное выщелачивание проводят на открытом воздухе на специально подготовленных площадках. Для придания площадке водонепроницаемых свойств ее покрывают слоем бетона, асфальта или утрамбованной глины. Кучи орошают цианистым раствором с помощью специальных разбрызгивающих устройств (форсунок), установленных над ними.
Золотосодержащий раствор, вытекающий из оснований кучи, стекает в облицованные пластиком дренажные канавки, проложенные рядом с кучей вдоль ее длинных сторон, и по ним отводится в пруд-сборник.
Преимущества кучного выщелачивания:
— возможность переработки бедных руд;
— простота технологического процесса;
— низкие капитальные затраты.
— длительность процесса (30-90 суток);
— низкое извлечение золота (50-70%).
Ввиду этих недостатков метод используется в промышленности, но не так эффективно как цианирование перемешиванием [2].
Цианирование перемешиванием — значительно более эффективный процесс по сравнению с цианированием просачиванием. Это объясняется хорошим вскрытием выщелачиваемого золота, благоприятными условиями диффузионного подвода ионов CNЇ и молекул растворенного кислорода к поверхности золотин, и энергичным накислороживанием пульпы в процессе выщелачивания.
Рудные пульпы, поступающие на цианирование перемешиванием, имеют повышенную вязкость, что затрудняет диффузию ионов CN — и молекул растворенного кислорода к поверхности, растворяющихся золотин. Поэтому необходимо энергичное перемешивание и непрерывное насыщение пульпы кислородом воздуха.
Процесс ведут при концентрации NaCN, составляющей 0,01-0,1 % (чаще всего 0,02-0,05%) и концентрации СаО, равной 0,01-0,03% (рН 9-11). Цианистые растворы не агрессивны, поэтому для изготовления оборудования применяют такие доступные материалы, как обычная углеродистая сталь, чугун [1].
Процесс выщелачивания осуществляют в периодическом или непрерывном режиме.
Непрерывное выщелачивание получило большее распространение благодаря полной автоматизации, высокой эффективности использования аппаратов. Также нет необходимости в использовании мощных двигателей и насосов для перекачки пульпы из емкостей.
При непрерывном выщелачивании пульпа поступает в цепочку (каскад) из последовательно соединенных аппаратов, где она перемешивается. Число аппаратов в каскаде обычно выбирают не менее 4 — 6 (лучше 8 — 12). При меньшем числе аппаратов значительная доля частиц выщелачиваемой руды проскакивает все аппараты. Это негативно скажется на эффективности процесса вследствие низкого извлечения золота.
Основным типом аппаратов для непрерывного выщелачивания является пачук. с центральным аэролифтом. Это высокий цилиндрический чан с коническим днищем. Высота чана обычно в 3 — 4 раза превышает диаметр. В центре чана расположен аэролифт (циркулятор). Последний представляет собой широкую, открытую с обоих концов трубу, в нижней части которой предусмотрена воздушная рубашка.
По трубе в рубашку подают сжатый воздух, который через прорези поступает в виде отдельных пузырьков в трубу. Находящаяся здесь пульпа смешивается с воздухом, образуя воздушно-пульповую смесь, плотность которой меньше, чем плотность пульпы. Поэтому смесь поднимается вверх и выливается через верхний край трубы. Более плотная, не содержащая пузырьков воздуха пульпа поступает в трубу снизу.
Пачуки широко применяют как в отечественной, так и в зарубежной золотоизвлекательной промышленности. Преимущества аппаратов этого типа состоят в возможности перемешивания весьма густых пульп, простоте устройства и интенсивной аэрации пульпы [2,5].
Источник: studbooks.net
Методы цианирования золота
Цианистый процесс вошел в практику золотоизвлекательной промышленности в конце прошлого столетия, когда обогатительной и гидрометаллургической аппаратуры еще не существовало. Стоимость тонкого измельчения в то время была высока, не были разработаны приемы непрерывного выщелачивания, обезвоживания и фильтрования больших масс тонкоизмельченного материала. Поэтому в первый период развития цианистого процесса использовали установки для обработки грубозернистого материала методом просачивания.
Такой прием обработки не допускал присутствия в материале глины, илов и вообще тонкодисперсных частиц. Поэтому перед выщелачиванием просачиванием измельченную руду подвергали классификации (отмучиванию) для отделения мелких частиц (илов). Зернистую часть (пески) обрабатывали методом просачивания, а илы направляли в отвал или складировали для обработки в будущем.
По мере совершенствования гидрометаллургической аппаратуры (создание чанов с перемешиванием пульпы, фильтров, сгустителей и т. д.) был внедрен в практику и широко распространился процесс так называемого раздельного цианирования песков и илов. По этой схеме зернистую фракцию (пески) обрабатывали «методом просачивания (перколяцией), иловую фракцию — методом перемешивания (агитацией).
С развитием техники измельчения, сгущения и фильтрования и с переходом к обработке руд с тонковкрапленным золотом тонкому измельчению стали подвергать всю массу руды и выщелачивать всю пульпу в чанах с интенсивным перемешиванием. Такой процесс называется полным иловым.
Благодаря своим преимуществам (значительная скорость, высокое извлечение золота) этот процесс быстро получил широкое распространение. В настоящее время подавляющее большинство золотоизвлекательных предприятий работает по схеме полного илового процесса (с извлечением крупного золота методом гравитационного обогащения). Цианирование просачиванием утратило свое былое значение, и в настоящее время этот метод лишь изредка применяют для извлечения золота и серебра из бедных руд. Вместе с тем в последние годы довольно широко распространился метод кучного выщелачивания, являющийся по существу разновидностью выщелачивания просачиванием.
Цианирование золота просачиванием
Цианирование просачиванием (перколяция) заключается в выщелачивании золота в результате естественного фильтрования цианистых растворов через слой золотосодержащей руды, помещенной в чан с ложным днищем. Поскольку фильтрация раствора через слой тонкоизмельченного материала протекает очень медленно, этим методом обрабатывают лишь грубозернистые материалы.
Отсюда следует, что цианирование просачиванием пригодно для переработки только таких руд, частицы которых являются сравнительно легко проницаемыми для цианистых растворов (имеют пористую структуру), а также для руд, в которых золото находится в основном по плоскостям раскалывания кусков. Золото должно быть достаточно мелкое. Обычно перколяции подвергают классифицированные пески с частицами крупностью 0,2—1 мм. В благоприятных случаях удовлетворительные результаты могут быть получены при выщелачивании дробленой руды (крупностью кусков до 10—15 мм).
Одним из важнейших показателей процесса, определяющим его длительность, является скорость просачивания, представляющая собой поток раствора через единицу площади поперечного сечения чана в единицу времени. Хорошей считается скорость просачивания свыше 50 л/(м ² •ч). При скорости просачивания ниже 20 л/(м ² •ч) применение перколяции нецелесообразно.
Скорость просачивания зависит от многих факторов, из которых важнейшими являются природа цианируемого песка, его крупность и наличие в нем тонких фракций (илов). Кристаллический материал хорошо фильтрует раствор, даже при малых размерах частиц, если они более или менее однородны. Наоборот, аморфный материал слеживается плотным слоем и почти не пропускает раствор. Крупнозернистый песок при прочих равных условиях обладает большей скоростью фильтрации, чем мелкозернистый. При наличии в песке значительного количества илов последние забивают промежутки между крупными «зернами, резко снижая скорость просачивания.
Чаны для выщелачивания просачиванием делают круглой или прямоугольной формы. Он имеет ложное днище, представляющее собой решетку из брусьев, покрытую фильтровальной тканью. Высота чана составляет 2—4 м, диаметр до 12—14 м и более в зависимости от масштабов производства. Прямоугольные чаны имеют длину до 25 и ширину до 15 м. Вместимость чанов по пескам достигает 800—900 т.
Перед загрузкой в чан пески классифицируют для отделения илов, так как последние снижают скорость просачивания и, удерживая значительное количество влаги, затрудняют отмывку растворенного золота.
Пески обычно загружают в чан в виде пульпы. После заполнения чана загрузку обезвоживают фильтрацией через ложное днище. Применяют и сухие методы загрузки (ленточными транспортерами, грейферными кранами, автопогрузчиками и т. д.). При заполнении чана стремятся загрузить материал рыхлым слоем, так как это облегчает просачивание растворов и способствует аэрации песков.
Необходимо также следить за тем, чтобы загружаемый материал имел одина-ковую плотность и гидравлическое сопротивление по всему поперечному сечению чана. В противном случае просачивание раствора будет происходить на участках с минимальным гидравлическим сопротивлением, и часть материала останется невыщелоченной.
Обычно выщелачивание просачиванием осуществляют последовательно заливкой порций цианистых растворов убывающей концентрации. Первые крепкие растворы содержат 0,1— 0,2% NaCN, средние 0,05-0,08 и слабые 0,03—0,05 %. Вначале в чан заливают крепкий раствор в количестве от 25 до 50 % массы сухих песков.
После насыщения нагрузки раствором (при закрытом кране) и наполнения чана на 50—75 мм выше уровня песков осуществляют контакт песков с раствором в течение 6—24 ч. За это время нагрузка полностью пропитывается раствором, и в него переходит большая часть золота. После необходимой выдержки открывают сливной кран, дренируют крепкий раствор и нагрузку оставляют в течение 6—12 ч для аэрация песков («проветривание»). Далее следует заливка средних растворов (25—40 % массы сухих песков) и повторение всех операций. Обработку слабыми растворами (от 25 до 100 % массы сухих песков) выполняют главным образом для отмывки золота, растворенного в предыдущих циклах. Слабые растворы обычно подают при открытом сливном кране.
Для окончательной отмывки растворенного золота нагрузку промывают водой (10—40% массы сухих песков). Общее количество растворов и промывной воды обычно составляет 1—2 т на 1 т сухих песков. Золотосодержащие растворы идут на осаждение золота. Выщелоченные и промытые пески выгружают сухим или гидравлическим способом.
Сухую выгрузку осуществляют через специальные люки в днище чана, выгруженные пески поступают на ленточный конвейер или вагонетку и транспортируются в отвал. Их можно использовать для насыпки дамб при строительстве хвостохранилищ или для закладки выработанного пространства в рудниках. Наиболее экономична гидравлическая разгрузка, заключающаяся в вымывании песков струей воды через разгрузочные люки.
Продолжительность обработки песка зависит от скорости просачивания, количества растворов и режима обработки, определяемых вещественным и гранулометрическим составом песка, а также от уровня механизации операций загрузки и выгрузки чана. На практике продолжительность полной обработки одной загрузки песка в среднем составляет 4—8 сут. При обработке плохо классифицированных песков длительность операции может возрастать до 10 и даже 14 сут. Продолжительность обработки песков — важный технико-экономический фактор, так как им определяются размеры и стоимость оборудования, производительность предприятия и стоимость обработки. Расход реагентов зависит от характера обрабатываемого материала и составляет 0,25—0,75 кг цианида и 1— 2 кг извести на 1 т сухого песка.
В отдельных случаях выщелачивание просачиванием применяют непосредственно к рудам после их дробления до крупности 5—15 мм. Так как в дробленом материале присутствует значительное количество мелких фракций, снижающих скорость просачивания, рудную массу перед загрузкой в чаны иногда подвергают предварительному окомкованию.
С этой целью руду: увлажняют, добавляют небольшое количество цемента (около 0,5 % массы руды), а также цианид и щелочь, и гранулируют в барабанном грануляторе. Окомкованный материал имеет пористую, весьма благоприятную для выщелачивания структуру. Это, а также то, что значительная часть золота взаимодействует с цианидом уже во время окомкования, транспортирования и загрузки материала в чаны, способствует значительному сокращению продолжительности выщелачивания. Окомкование особенно целесообразно при переработке глинистых руд.
Выщелачивание просачиванием — несложный и дешевый способ цианирования. По сравнению с выщелачиванием перемешиванием он выгодно отличается простотой применяемого оборудования и малым расходом электроэнергии (отсутствуют энергоемкие операции тонкого измельчения и фильтрования). Недостатком этого способа является невысокое (обычно 70—80 %) извлечение золота и громоздкость оборудования, обусловленные необходимостью длительной обработки. В настоящее время этот способ иногда применяют для переработки бедных руд, когда затраты на тонкое измельчение руды не окупаются стоимостью дополнительно извлекаемого золота.
Вы читаете, статья на тему Методы цианирования золота
Похожие страницы:
Что такое кучное выщелачивание золота По своей сущности процесс кучного выщелачивания близок к процессу выщелачивания просачиванием. Он заключается в том.
Как выщелачивают золото В первый период освоения цианирования применяли только перколяцию в деревянных или железных круглых чанах с деревянным ложным.
Сорбционное выщелачивание золота Сорбцию благородных металлов ионообменными смолами можно осуществлять как из осветленных цианистых растворов, так и непосредственно из пульп.
Что такое термодинамика процесса цианирования золота Гравитационного обогащения и амальгамации позволяют извлекать из руд только относительно крупное золото. Однако подавляющее.
Что такое золото содержащие углистые руды Золотосодержащие руды нередко содержат углистое вещество, обладающее значительной сорбционной активностью по отношению к золотоцианистому.
Что такое глинистые руды золота Причина упорности глинистых руд — присутствие в них значительных количеств тончайших минеральных зерен (шламов). Технологические.
Понравилась статья поделись ей
Leave a Comment
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник: znaesh-kak.com