Сорбция золота

Сорбция золота из цианистых растворов и пульп

В цианистых растворах золото находится в виде комплексных анионов, поэтому для его сорбции применяют аниониты.
При контакте ионита с цианистым раствором золото переходит в фазу смолы:
 
ROH + [Au (CN)2] RAu(CN)2 + OH.
 
По аналогичной реакции сорбируется серебро.
Реакция  обратима, поэтому с повышением равновесной концентрации золота в растворе СAu величина равновесной обменной емкости ионита по золоту Eau растет. Зависимость ЕАu =f(CAu ) т-е- изотерма сорбции, является важнейшей характеристикой ионита и используется для оценки эффективности его применения в сорбционном процессе. Кроме золота, на анионите в заметных количествах сорбируются анионы CN:
 
ROH + CN RCN + ОН,
 
а также многочисленные примеси, присутствующие в рабочих цианистых растворах:
2ROH + [Zn (CN)4²⁻] R2 [Zn (CN)4] + 2OН
 
2 ROH + [ Cu (CN3)²⁻ R2 [Cu (CN)3] + 2OH
 
4ROH + [Fe (CN)6]⁴⁻ R4 [Fe(CN)6] + 4OH;
 
ROH + CNS RONS + ОH.
 
В результате протекания этих побочных реакций часть активных групп ионита оказывается занятой анионами примесей, что снижает емкость смолы по золоту. Поэтому при сорбции из технологических цианистых растворов, концентрация примесей в которых может в десятки и даже в сотни раз превосходить концентрацию золота, изотерма сорбции всегда расположена ниже, чем при сорбции из чистых (искусственных) золотосодержащих растворов .
Присутствующие в цианистых растворах анионы проявляют различное сродство к анионитам, т. е. сорбируются ими в различной степени. Как показали многочисленные исследования, для большинства анионитов наблюдается следующий порядок сорбции комплексных анионов металлов:
 
[Au(CN)2] > [Zn(CN)4]²⁻ > [Ni(CN)4]²⁻ > [Ag(CN)2] > [Cu(CN)3]²⁻ > [Fe(CN)6]⁴⁻
 
В соответствии с современными воззрениями основным фактором, определяющим место аниона в этом ряду, является величина энергии гидратации иона: с ее уменьшением сродство аниона к аниониту возрастает. Энергия гидратации анионов определяется, прежде всего, их зарядом и радиусом. При уменьшении заряда и увеличении радиуса она уменьшается. Этим объясняется повышенная селективность анионитов к крупным однозарядным комплексам золота по сравнению с двухзарядными комплексами цинка и никеля и особенно с четырехзарядными комплексами железа.
Комплексные анионы серебра и меди занимают в этом ряду место, не соответствующее их заряду. Это объясняется, по-видимому, тем, что в фазе ионита серебро и медь образуют комплексы с более высоким, чем в растворе, координационным числом, например, [Ag(CN)3]²⁻ и [Cu(CN)4]³⁻ (В. Е. Дементьев, А. А. Пунишко и др., 1980 г.). Образованию таких комплексов способствует то, что в фазе смолы концентрация сорбированных ионов CN значительно выше, чем в растворе. С учетом формы нахождения анионов в фазе ионита ряд сродства можно представить в следующем   виде:  
 
[Au(CN)2] > [Zn(CN)4]²⁻ > [Ni(CN)4]²⁻ > [Ag(CN)3]²⁻> [Cu(CN)4]³⁻> [Fe(CN)6]⁴⁻
 
что, в общем, соответствует отмеченным выше закономерностям изменения энергии гидратации анионов с изменением их заряда.
Видно, что депрессирующее действие примесей возрастает с увеличением их концентрации и зависит от положения примеси в ряду сродства к аниониту: чем выше сродство, тем сильнее понижение емкости, обусловленное присутствием этой примеси.
Анионы хлора, сульфата, тиосульфата и т. д., также всегда присутствующие в рабочих цианистых растворах, имеют значительно меньшее сродство к анионитам и потому не столь сильно снижают их емкость по золоту.
Как правило, сорбции осуществляется из пульп, жидкая фаза которых имеет низкую концентрацию золота (обычно 2—10 мг/л). При этом содержание золота в растворе отвальной пульпы не должно превышать 0,02—0,03 мг/л. Применяемый анионит должен иметь достаточно высокую емкость при всех  концентрациях золота — от начальной до сбросной. Наибольшую емкость имеет анионит AM— 2Б, изотерма сорбции которого расположена выше изотерм сорбции всех других ионитов.
Важной характеристикой анионита является его селективность по отношению к золотоцианистому комплексу лективность ионита зависит от его природы. Многочисленные исследования показывают, что аниониты  смешанной основности значительно превосходят по селективности сильноосновные аниониты. При этом в большинстве   случаев между селективностью ионита и его емкостью по золоту существует связь: чем селективнее сорбент, тем выше его емкость. Эта связь отражает конкурентный характер сорбции золота и примесей.    
 
Селективность оценивалась как отношение емкости смолы по золоту ЕАК и суммарной  емкости  по  металлам-примесям Непрям. Видно, что бифункциональные      аниониты АМ— 2Б, АП —2Х12п и АП- 3х8п значительно   превосходят сильноосновной анионит АП—в как в отношении селективности, так и в отношении емкости позолоту. Из бифункциональных анионитов наибольшую емкость и селективность  проявляет анионит AM—2Б.
Механизм ионообменного процесса включает три стадии: 1) диффузию поглощаемых противоионов из раствора к поверхности зерна; 2) диффузию поглощаемых ионов в объеме смолы от поверхности в глубь зерна ионита и вытесняемых ионов — во встречном направлении; 3) диффузию вытесняемых ионов от поверхности ионита в объем раствора.
Исследования показывают, что скорость всего процесса сорбции определяется либо скоростью диффузии в зерне ионита (гелевая диффузия), либо скоростью диффузии через пленку раствора, прилегающую к поверхности ионита (пленочная диффузия). В первый период контакта ионита с раствором процесс обычно лимитируется пленочной диффузией, а затем — гелевой.
В реальных условиях скорость сорбции невелика, продолжительность контакта, необходимая для установления равновесия между смолой и золотосодержащим раствором (пульпой), составляет несколько десятков часов.
 
В первую очередь сорбируются анионы, обладающие малым сродством к иониту (железо, медь, серебро). Однако при увеличении длительности контакта эти анионы постепенно вытесняются анионами с повышенным сродством к смоле (золото, цинк, никель). Поэтому при насыщении ионита из поликомпонентных растворов его емкость по золоту, цинку и никелю постепенно возрастает, а по железу, меди и серебру проходит через максимум . При сорбционном выщелачивании зерна ионита подвергаются абразивному воздействию пульпы, претерпевают многочисленные   столкновения со стенками   аппаратуры, дренажными сетками и т. д. Это приводит к частичному разрушению смолы. Мелкие осколки ионита проходят сквозь сетки дренажных устройств и вместе с пульпой уходят в отвал. В результате повышается расход сорбента. Во избежание этого смола должна иметь высокую механическую прочность.
Вы читаете, статья на тему сорбция золота

Добавить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>