Гидрометаллургия Au
Вопрос №24. Гидрометаллургия Au
Выщелачивание Au из руд осущ. действием цианидов Na или Ca при подачи в пульпу воздуха. В процессе выщелачивания происходит цианирование Au: 4Au+8CN+2H2O+O2=4Au(CN)2- +4OH-
Окислителем служит необратимая окислительно-восст. сис-ма, в кот. участвует молекулярный O2: CN+H2O=HCN+OH-
Вместе с этой лекцией читают "1 Состояние пчеловодства в рб и других странах мира".
У Au наиболее стоек ион Au(CN)2-, а у Ag почти равноценна возможность образования AgCN32- и AgCN43-. Cu нерастворимых соединений не дает, однако, в случае восст. Cu образует CuCN43- и CuCN42-. Малахит и др. кислородсодержащие соединения Cu реагируют только после восст. до Cu ионом цианида. Особые св-ва имеют минералы As и Sb. Самородное Ag входящее в состав золотосеребряных сплавов реагирует с цианидом подобно Au. Другие ионы Ag(CN)2 и Ag(CN)4 близки по прочности, но требует избытка цианида. Цианид, O2, щелочь в значительной мере расходуются на побочные р-ции. После выщелачивания р-р отделенный от хвостов поступает на цементацию Au и Ag цинком. При осаждении Zn может перейти в р-р в виде Zn(OH)42- и Zn(CN)42-. В современной гидрометаллургии золота перкаляция сохранилась только частично, а в большинстве заменена на выщелачивание в чанах с мешалками для обеспечения раскрытия золотин. Пульпа для выщелачивания должна иметь определенное отношение между жид. и тв. фазами в соответствии с составом руды и находится в пределах 0,8-1,2. При иловых суспензиях оно достигает 3-х, а для сульфидных руд 4-6. С увеличением плотности пульпы производительность по руде увеличивается, но ск-ть выщелачивания уменьшается.
Применяют периодическое и непрерывное выщелачивание. В 1-м случае пульпу перемешивают с крепким р-ром NaCN. Для цементации Au и Ag цинком применяют цинковую пыль, сод. не более 0,3% окиси. Установки для осаждения Au цинковой пылью работают непрерывно. Р-р засасывается в вакуумный элисир для обескислороживания центральным насосом. Цементация происходит во время фильтрации. Во избежании накислороживания допустимо только плавное размешивание пульпы без образования воронки. Цинковую пыль обрабатывают ацетатом нитратов золота. Получается сложный состав осадков. Кроме Au в них 15-20% Ag, присутствует Pb, Cu и др. Для их удаления осадки обрабатывают перенагревом 15%-ным р-ром H2SO4 в чанах с мешалками и вытяжным устройством во избежании отравления персонала ядовитыми газами AgH3, HCN, SbH3. После промывки и сушки осадок содержит 30% Ag и 4-7% Zn. После осаждения благородных Ме в обеззолоченном р-ре остается избыток цианида, кот. необходимо возвратить на выщелачивание либо обезвредить и отбросить. Ограничение утомляемостью р-ров поскольку по мере накопления в них цианистых комплексов Cu, Zn, Fe и др. элементов р-ры все хуже выщелачивают Au, несмотря на их подкрепление свежим цианидом. Утомляемость становится заметной при 0,03% Cu или 0,05% Zn. Ослабление активности объясняют образованием абсорбционных пленок. Осн. массу р-ра тем не менее после осаждения Au возвращают на выщелачивание, однако часть бедных промывных р-ров приходится сбрасывать в отвал. Для компенсации постоянно подпитывают водой на промывку хвостов и осадка. Сточные воды несут нек. кол-во цианистого Na, поэтому их обезвреживают. Из-за недостатков цианистого процесса (низкая интенсивность, многостадийность, необходимость исп. больших масс ядовитых р-ров, громоздкость оборудования) постоянно искали иные реагенты и новые способы переработки, в числе кот. сорбционное выщелачивание. Эта технология предусматривает на ряду с прежними реагентами, цианидом и O2 введение в пульпу анианида, кот. одновременно с выщелачиванием сорбирует растворенное Au. Ионно-обменные смолы, катиониды и аниониды, тв. органические полимеры с пространственными сетками из углеводородных цепей способные обменивать H2 на катионы. Обозначив сложную структуру смолы R и отметив ее фазность верхней черточкой происходящие процессы можно выразить ф-лой:
Подобно Au(CN)2 сорбируются и другие анионы: Fe(CN)64-, Cu(CN)43-, OH-, Zn(CN)42-. В нагруженной смоле следующее сод. элементов: 1,5-8мг/г Au, Zn – 2, Fe – 3, Cu – 5. Одна из возможностей отделения примесей связана с избираемой сорбцией, другая – с десорбцией. При этом исп. и различные установки и различна прочность связи их со смолой. На рисунке представлена последовательность десорбции примесей, а затем и благородных Ме различными реагентами. Последним выделяется Au, кот. одновременно переводится из цианистого в тиомочевинный комплекс:
Из кислых р-ров тиомочевины Au осаждают электролизом, кот. совмещают с элюированием, заставляя загруженную смолу проходить через электролитную ванну особого устройства. Во избежании анодного окисления тиомочевины графитовые аноды отделяют от титановых катодов анионидами смол. Электроэлюированием в течении 6-8ч осаждают на катодах до 90% Au и Ag. Примеси Cu прочно связаны со смолой частично остается и ее извлекают вместе с Fe и Со воздействуя щелочным р-ром и возвращают ионит на сорбционное выщелачивание.
