Елиминиране на влиянието на живака в процесите на сорбция на злато
Някои златосъдържащи руди съдържат свързани метали, по-специално живак, който е вреден примес в процесите на сорбция на цианид за извличане на злато. В златосъдържащите руди най-често срещаният живачен минерал е цинобър HgS (живачен сулфид). Но живакът в рудите може да присъства в естествената си форма и под формата на HgO оксиди. Много живак се съдържа в застоялите отпадъци от фабрики, които използват технология за амалгамиране и цианид.
В цианидни разтвори поведението на живака се определя основно от концентрацията на свободния цианиден йон CNˉ. Разтварянето на първоначалните живачни минерали в цианидни разтвори с образуването на двойно заредени живачни цианидни комплекси протича съгласно следните реакции:
2HgS + 10NaCN + O2 + 2H2O = 2Na2Hg(CN)4 + 2NaCNS + 4NaOH
Разтварянето на живак в цианидни разтвори се характеризира със следните особености:
- при концентрация на цианид CNˉ по-малка от 0,5 g/l, живакът почти не се разтваря, докато при концентрация на цианид CNˉ ≥ 5 g/l извличането на живак в разтвора достига 90%;
- при средни концентрации на цианид от 0,5 до 1,0 g/l живакът също взаимодейства с цианида, но в този случай се образуват предимно еднозаредени цианидни комплекси [Hg(CN)3] 1- и дори неутрални комплекси [Hg(CN)2]0;
Ако в рудата има метален живак, тогава златото се разтваря много по-бързо от живака и високата скорост на разтваряне на златото очевидно се дължи на образуването на галванична двойка злато-живак (стандартните потенциали на златото и живака в цианидни разтвори са съответно -0,543 V и -0,373 V).
Алкалността на цианидния разтвор влияе върху скоростта на разтваряне на живака по същия начин, както скоростта на разтваряне на златото: при висока алкалност (pH> 11,5), разтварянетоживакът се забавя значително.
Установено е, че в сорбционните процеси с активен въглен преобладава сорбцията на нискозарядни живачни цианидни комплекси, споменати по-горе. Оказа се, че еднозареденият комплексен анион [Hg(CN)3] 1- и неутралния комплекс [Hg(CN)2] 0 имат по-силен афинитет към активния въглен от двойно заредения [Hg(CN)4] 2-, който се адсорбира върху въглерод в малка степен. Известно е също [2, 3], че неутралния живачен комплекс Hg(CN)2 0 в процеса на сорбция забележимо се конкурира директно с еднократно заредения златен анион Au(CN)2 1– за адсорбционни места на повърхността на активния въглен и дори измества определено количество вече адсорбирано злато от наситената въглеродна фаза.
Какъв е вредният ефект на живака в процесите на сорбция на цианид?
Първо, разтварянето на живак изразходва цианид, който е предназначен за разтваряне на злато и сребро, т.е. поради живака, потреблението на скъп реагент се увеличава.
Второ, в процеса на сорбция живакът е допълнително натоварване на сорбента, увеличавайки консумацията на активен въглен и реагентите, използвани при неговата регенерация. В същото време живачните цианидни комплекси заемат активни групи във въглищата и по този начин намаляват както скоростта на сорбционния процес, така и работоспособността на сорбента.
Трето, живакът се десорбира от въглищата също толкова добре, колкото и златото. По време на електролизата на търговски разтвор на елуата живакът заедно със златото се освобождава в катодния депозит в количество от 8–10% от теглото на депозита. В този случай живакът трябва да се отстрани от катодния депозит или чрез дестилация (дестилация) в специални ретортни пещи, или катодният депозит трябва да се почисти от живак с разтвори на азотна киселина, преди катодният депозит да се разтопи в черни златни пръчки (сплав на Dore).Операцията по почистване на катодния депозит от живак е опасна и е източник на аерозоли и повишена токсичност в промишлени помещения.
VNIIHT патентова два метода за елиминиране на ефекта на живака върху процеса на цианидно-сорбционна екстракция.
Първият метод [1] е да се предотврати навлизането на живак в основния цикъл на извличане на злато от наситен активен въглен и по този начин в процеса на десорбция на златото се получава търговски елуат без живак. В този случай живакът се отстранява преди десорбцията на златото от наситените въглища чрез третиране на въглищата с алкален цианиден разтвор при нормална температура. Тази операция се нарича "студена десорбция" на живак.
Вторият метод [4] включва цианидно излугване на злато и живак от руда, последвано от пречистване на златосъдържащия разтвор чрез въвеждане на сулфиден реагент, който, взаимодействайки само с разтворен живак, образува неразтворима сулфидна утайка от живак.
Целесъобразно е да се използва първият метод, когато сорбционното цианидиране на целулозата се извършва при концентрация на свободен цианид в диапазона 0,5–1,0 g/l, а разтвореното злато и живак се извличат съвместно от сорбента. В този случай се използва "студена десорбция" на наситени въглища, при която живакът се отстранява от основния процес в отделен цианиден елуат.
Втората технология за отстраняване на живак се използва главно за продуктивни златосъдържащи разтвори, получени чрез купно излугване на злато. Съгласно втория метод живакът се отстранява от основния процес преди сорбцията на злато от разтвори.
Нека опишем подробно всеки метод за елиминиране на ефекта на живака върху процеса на сорбция.
Тъй като в сорбционните процеси се използва активен въглен с концентрация на свободен цианиден йон вътре0,5–1,0 g/l, преобладава сорбцията на по-ниски живачни комплекси от еднократно заредени [Hg(CN)3] 1- и неутрални [Hg(CN)2] 0, които имат силен афинитет към активен въглен; елуат, т.е. настъпва селективна десорбция на живак.
В лабораторни изследвания на студена десорбция, проведени във VNIIKhT върху истински наситени въглища [5], се използва десорбиращ разтвор, съдържащ 20 g/l NaCN + 2,5 g/l NaOH при стайна температура. Скоростта на потока на десорбиращия разтвор е 10 v/v въглища. Резултатите са дадени в табл. 1.
Таблица 1. Индикатори за "студена" десорбция на живак от наситени въглища