Выделение золота из тиомочевинного элюата

Схема цепи аппаратов

Схема регенерации смолы. Рисунок 45.

 

 

Рис. 45.

 

Отмывка от ионов, песков ведется на отсадочной машине, все остальные операции в регенерационных колоннах. Отходящие газы улавливаются для регенерации NaCN. Первые порции раствора не содержат золота,т.е. десорбция золота не идет. Лишь по истечении некоторого времени обработки появляется золото. Процесс десорбции описывается кривой элюирования. Рисунок 46.

 

 

Рис.46.

 

Длительность регенерации смолы около 200 часов, на десорбцию Au расходуется 70¸80 часов.

 

Аппаратура для регенерации. Рисунок 47.

На большинстве фабрик регенерация смолы ведется в регенерационных колоннах типа КДС (“колонна движущегося слоя”). Для промывки и десорбции ионов используется один тип колонн, различающийся только наличием подогревающего устройства к теплоизоляции. Для кислых сред колонна выполняется из Ti.
Для цианистых , щелочных, водных сред - из стали (ст. 3).

 

Д = 100 ¸ 1000 мм ;

Н = 1 ¸ 6(10)м ;

Н : Д = 10(20):1 ;

w_{раствора} = 0.5 ¸ 1 м/час (3 ¸ 4 м/ч) - линейная скорость движения раствора.

 

 

 

Рис. 47.

 

 

Полунепрерывный режим

 

Периодически по спец графику включается аэролифт. Время пребывания смолы в 1 колонне около 15 ч. На некоторых фабриках применяются другие типы колонн, типа пульсационных. Рисунок 48.

 

 

 

Рис.48.

 

 

 

Каждая операция ведется в специальной колонне.

Например, для цианистой обработки устанавливается - 3 колонны;

Для отмывки –2;

Для кислотной обработки -3;

Для сорбции Thio –2;

Для десорбции Au – 5 и т.д.

На каждой операции движение смолы и раствора противоточное. Смола передвигается от первой колонны к последней с помощью промежуточных аэролифта, а растворы перекачиваются из колонны в колонну с помощью промежуточных аэролифтов вместо центробежных насосов.

Например, для десорбции Au схема цепи аппаратов выглядит так. Рисунок 49.

 

 

Рис. 49.

 

 

 

 

 

Рис.50. Промежуточный аэролиф.

 

 

Thio (элюат), или товарный регенерат содержит Au в форме:

[Au(Thio)₂]₂SO₄; C_Au=0.5¸2 г/л.

В такой же форме Ag:

[Ag(Thio)₂]₂SO₄.

В качестве примесей:

[Cu(Thio)₃]SO₄ ;

[Zn(Thio)₄]SO₄ ;

[Fe(Thio)₄]SO₄.;

Кроме того, свободную Thio, H₂SO₄, H₂O.

Для выделения Au могут быть использованы разные методы:

1. Цементация Zn, Pb, Al;

Сейчас не находит применение, т.к. низкое качество получаемых осадков.

2. Гидролитическое осаждение Au. Характеризуется низким качеством осадка и невысоким извлечением Au.

3. Электролитическое извлечение Au из раствора.

Проба Au 980¸990;

E_Au= 98% и более.

 

Электролитическое выделение Au из тиомочевинного элюата

 

Электрохимическую ячейку для выделения Au можно представить:

 

А(Pt) [Au(Thio)₂]⁺, K(Ti,C) [Ag(Thio)₂]⁺

Thio, H⁺, SO₄^2-,

H₂O, примеси,

[Cu(Thio)₃]²⁺ и др.

 

 

На аноде – окисление наиболее электроотрицательных элементов .

На катоде – наиболее электроположительных.

Рассмотрим электродные потенциалы наших элементов :

j⁰ _Au/Au(Thio)2⁺ = +0,38 (B); j⁰ _Ag/Ag(Thio)2⁺ = +0,023 (B);

j⁰ _Cu/Cu(Thio)4³⁺ = -0,12 (B); j⁰ _Zn/Zn(Thio)2²⁺ = -0,78 (B).

 

Отсюда видно, что на катоде протекают следующие процессы :

[Au(Thio)₂]⁺ + e ® Au + 2Thio;

[Ag(Thio)₂]⁺ + e ® Ag + 2Thio.

2H⁺ + 2e ® H₂ – степень развития реакции высока из-за высокой концентрации H₂SO₄.

Поэтому h_к=10-20%.

На аноде возможно протекание 2-х реакций:

1. 2H₂O = 4H⁺ + O₂ + 4e;

2. Окисление Thio:

2CS(NH₂)₂ – 2e ® CS₂(NH₂)₂(NH)₂ + 2H⁺

формамидиндисульфид

S CNNH₂

Цианамид

 

Этот процесс происходит при повышенной плотности тока и является вредным, так как:

1. Происходит потери Тhio ;

2. Образуется элементарная сера, загрязняющая катодное Аu;

3. Bозможно обратное растворение золота с катода.

Поэтому на практике принимают все меры для предотвращения на аноде окисления Thio. Это достигается разделением катодного и анодного пространства с помощью ионитовой мембраны.

Использование в качестве анолита просто раствора H₂SO₄, в качестве католита – золото содержащий элюат (Au(Thio)₂⁺ ).

Могут использоваться либо катионитовые, либо анионитовые мембраны (пластины из ионнообменных смол). Рисунок. 51.

 

 

 

 

Рис.51.

 

Исследованиями установлено, что выделение Au лимитируется величиной предельного тока, т.е. процесс ограничивается диффузией [Au(Thio)₂]⁺ к поверхности катода. Рисунок 52.

 

 

Рис. 52.

Пути интенсификации :

1. Увеличение интенсивности перемешивания;

2. Повышение температуры ;

3.Увеличение катодной поверхности.

 

Перемешивание oсуществляется:

 

1. Н₂;

2. Принудительным движением элемента по катодной камере.

Температура: до 40¸50⁰С.

 

Увеличение катодной поверхности достигается двумя путями:

1. Использование пластинчатых электродов, выполненных из Ti ;

2. Использование волокнистых углеграфитовых материалов (углеродистый ватин);

- толщина нитей 5 ¸10мкм;

-удельная поверхность 1кг ватина до 300 м² (0,2 ¸ 0,3м²/г).