Gold Cyanidierung

Gold Cyanidierung ist ein metallurgischer Verfahren zur Extraktion von Gold aus low-grade Erz durch Umwandlung des Gold an einem wasserlöslichen Koordinationskomplex. Es ist das am häufigsten verwendete Verfahren zur Goldgewinnung. Herstellung von Reagenzien zur Erzaufbereitung, Gold, Kupfer, Zink und Silber erholen repräsentiert etwa 13% der Cyanidverbrauch global mit dem restlichen 87% der Cyanid in anderen industriellen Prozessen wie beispielsweise Kunststoffe, Klebstoffe und Pestizide verwendet. Aufgrund der hohen Giftigkeit von Cyanid ist das Verfahren umstritten und seine Verwendung ist in einer Reihe von Ländern und Gebieten verboten.

Geschichte

Im Jahre 1783 entdeckte Carl Wilhelm Scheele, die in wässrigen Lösungen von Blausäure gelöste Gold. Durch die Arbeit der Bagrations, Elsner und Faraday, wurde bestimmt, dass jedes Atom erforderliche Gold zwei Moleküle von Cyanid, das heißt die Stöchiometrie der lösliche Verbindung.

Industrielle Prozess

Der Ausbau der Goldbergbau im Rand Südafrika begann in den 1880er Jahren zu verlangsamen, da die neue Lagerstätten gefunden wird tendenziell Pyrit ore. Das Gold konnte nicht von dieser Verbindung mit einem der damals verfügbaren chemischen Prozessen oder Technologien extrahiert werden.

Im Jahr 1887, John Stewart MacArthur, in Zusammenarbeit mit den Brüdern Dr. Robert und Dr. William Forrest für die Tennant Company in Glasgow, Schottland, entwickelte die MacArthur-Forrest Verfahren zur Extraktion von Golderzen. Indem man das gebrochene Erz in einer Cyanid-Lösung wurde eine Trennung von bis zu 96 Prozent reines Gold erreicht.

Das Verfahren wurde zunächst auf dem Rand im Jahr 1890 verwendet, was zu einem Boom von Investitionen größeren Goldminen wurden erschlossen. 1896 Bodländer bestätigt, dass Sauerstoff für den Prozess, etwas, das von MacArthur bezweifelt worden war notwendig war, und entdeckte, dass Wasserstoffperoxid als Zwischenprodukt gebildet.

Chemische Reaktionen

Die chemische Reaktion für die Auflösung von Gold, das "Elsner Equation", folgt:

4 Au + 8 NaCN + O2 + 2 H2O → 4 Na + 4 NaOH

In diesem Redoxprozess, Sauerstoff entfernt, über eine zweistufige Reaktion, ein Elektron von jedem Goldatom, das komplexe Au- bilden
2-Ion.

Anwendung

Das Erz wird mit Schleifmaschinen zerkleinert. Je nach dem Erz, wird es manchmal durch Schaumflotation oder durch Zentrifugalkraft Konzentration konzentriert. Wasser wird zugegeben, um eine Aufschlämmung oder Pulpe zu erzeugen. Die alkalische Erzpulp mit einer Lösung von Natriumcyanid oder Kaliumcyanid kombiniert werden jedoch viele Operationen nutzen Calciumcyanid, die kostengünstiger ist.

Um die Erzeugung von giftigen Cyanwasserstoff während der Verarbeitung zu verhindern, gelöschter Kalk oder Soda zu der Extraktionslösung zugegeben, um sicherzustellen, daß die Acidität während Cyanidierung über pH 10,5 gehalten - stark alkalisch. Bleinitrat verbessern können Goldlaugung Geschwindigkeit und Menge zurückgewonnen, vor allem in der Verarbeitung teilweise oxidierte Erze.

Wirkung von gelöstem Sauerstoff

Sauerstoff ist eines der Reagenzien während Cyanidierung verbraucht wird und ein Mangel an gelöstem Sauerstoff verlangsamt Auswaschrate. Luft oder reinem Sauerstoffgas durch die Halbstoff gespült werden, um die gelöste Sauerstoffkonzentration zu maximieren. Innige sauerstoff Zellstoff Schütze werden verwendet, um den Partialdruck des Sauerstoffs in Kontakt mit der Lösung zu erhöhen, wodurch die Erhöhung der gelösten Sauerstoffkonzentration viel höher als das Sättigungsniveau bei Atmosphärendruck. Sauerstoff kann auch durch Dosieren des Zellstoffs mit Wasserstoffperoxid-Lösung zugegeben werden.

Pre-Belüftung und Erz zu waschen

In manchen Erzen, insbesondere jene, die teilweise sulfidiert sind, kann die Belüftung des Erzes in Wasser bei hohem pH-render Elemente wie Eisen und Schwefel Cyanid weniger reaktiv und daher der Gold Cyanidierung Prozess effizienter. Insbesondere ist die Oxidation von Eisen zu Eisenoxid und anschließende Fällung als Eisenhydroxid minimiert den Verlust von Zyanid aus der Bildung von Eisen-Komplexen. Die Oxidation von Schwefelverbindungen in die Sulfationen vermeidet den Verbrauch von Cyanid Thiocyanat Nebenprodukt.

Rückgewinnung von Gold aus Cyanidlösungen

In der Reihenfolge abnehmender Wirtschaftlichkeit, die gängigen Verfahren zur Rückgewinnung von Gold aus dem solubilisierten Lösung sind:

  • Kohlenstoff in Zellstoff
  • Elektrogewinnung
  • Merrill-Crowe-Prozess

Cyanide Sanierungsverfahren

Die verschiedenen Arten von Cyanid, die im Frack-Streams von Goldanlagen bleiben, sind potenziell toxisch und auf einigen Operationen die Abfallströme werden durch ein Entgiftungsprozess vor Schwänzen Abscheidung verarbeitet. Dies verringert die Konzentrationen dieser Cyanverbindungen, aber nicht vollständig aus dem Strom beseitigen. Die beiden verwendeten Hauptprozesse sind die INCO-lizenziert Prozess oder Säureverfahren die Carosche. Beide Verfahren verwenden Oxidationsmittel Cyanid zu Cyanat, das nicht so toxisch wie die Cyanidionen zu oxidieren, und die dann reagieren kann, um Karbonate und Ammoniak:

INCO Prozess reduzieren typischerweise Cyanidkonzentrationen auf unter 50 mg / L, während Säureverfahren der Caro'schen kann Cyanid Stufen, zwischen 10 und 50 mg / l zu reduzieren, wobei die niedrigeren Konzentrationen in Lösung erzielbaren Strömen anstatt Schlämme. Wasserstoffperoxid und alkalische Chlorierung kann auch verwendet werden, obwohl diese in der Regel weniger verbreitet.

Einer der alternativen Oxidationsmittel für den Abbau von Cyaniden, die anzieht industriellem Interesse ist Carosche Säure - Peroxomonoschwefelsäure. Carosche Säure wandelt Cyanid zu Cyanat. Cyanat hydrolisiert dann in dem Wasser, um Ammonium und Carbonat-Ionen. Säure-Verfahren die Carosche der Lage ist, Entladungsebenen WAD unter 50 mg / L, die in der Regel für die Entlastung Bergematerial geeignet ist, zu erreichen. Im Allgemeinen wird die beste Anwendung dieses Verfahrens ist mit Berge Aufschlämmungen, die eine geringe bis mäßige anfänglichen Mengen an Cyanid und als behandelte Cyanidgehalte von weniger als etwa 10 bis 50 mg / l erforderlich.

Über 90 Bergwerken weltweit nun eine Inco SO2 / Luft Entgiftung Schaltung an Cyanid auf die viel weniger toxisch Cyanat konvertieren, bevor Abfälle zu einem Bergeteich ausgetragen. Typischerweise bläst dieses Verfahren Druckluft durch den Abraum unter Zugabe von Natriummetabisulfit, die SO2, Kalk, um den pH bei etwa 8,5 zu halten freigibt, und Kupfersulfat als Katalysator, wenn nicht genügend Kupfer in dem Erz zu extrahieren. Dieses Verfahren kann Konzentrationen von "Weak säuredissoziierbaren" Cyanid unter die 10-ppm Abfallrichtlinie der EU Mining beauftragt zu reduzieren. Dieses Niveau ist vergleichbar mit der von 66 bis 81 ppm freies Cyanid und 500-1000 ppm Gesamt Cyanid in den Teich in Baia Mare. Verbleibende freie Cyanid verschlechtert in den Teich, während Cyanationen hydrolysieren zu Ammonium. Aktuelle Studien zeigen, dass Rest Cyanid in der Goldmine Berge gefangen verursacht eine anhaltende Freisetzung von toxischen Metallen in die Grund- und Oberflächenwasser-Systeme.

Auswirkungen auf die Umwelt

Obwohl sie in 90% der Goldproduktion verwendet wird, ist Gold Cyanidierung umstritten aufgrund der toxischen Natur von Cyanid. Obwohl wässrige Lösungen von Blausäure abbauen schnell im Sonnenlicht, können die weniger toxische Produkte, wie Cyanate und Thiocyanate, einige Jahre andauern. Die berühmten Katastrophen getötet wenige Menschen können Menschen gewarnt, nicht zu trinken oder gehen Sie in der Nähe von verschmutztem Wasser, aber Cyanid Verschmutzungen können verheerende Auswirkungen auf Flüsse haben werden, manchmal alles zu töten mehrere Meilen flussabwärts. Allerdings ist die Cyanid bald aus Flusssysteme gewaschen und, solange Organismen können aus unbelasteten Bereichen Upstream migrieren, können betroffenen Gebieten bald wieder bevölkert werden. Laut rumänischen Behörden, in der Someş Fluss unten Baia Mare, kehrte das Plankton zu 60% der normalen innerhalb von 16 Tagen des Unglücks, aber die Zahlen wurden nicht von Ungarn oder Jugoslawien bestätigt. Berühmte Cyanid Verschmutzungen sind:

Solche Leckagen haben heftige Proteste bei neuen Minen, die Verwendung von Zyanid beinhalten, wie Rosia Montana in Rumänien, See Cowal in Australien, Pascua Lama in Chile und Bukit Koman in Malaysia aufgefordert werden.

Alternativen zu Cyanid

Obwohl Cyanid ist billig, effektiv und biologisch abbaubar, hat ihre hohe Toxizität, neue Verfahren zur Gewinnung von Gold mit weniger toxische Reagenzien geführt. Andere Extraktionsmittel sind untersucht worden, einschließlich Thiosulfat, Thioharnstoff 2), Jod / Jodid, Ammoniak, flüssigem Quecksilber und alpha-Cyclodextrin. Herausforderungen gehören Reagenz Kosten und die Effizienz der Goldgewinnung. Thioharnstoff wurde im Handel für Erze Stibnit enthält implementiert.

Gesetzgebung

Die US-Bundesstaaten Montana, Wisconsin, der Tschechischen Republik, Ungarn und andere Länder haben Cyanid in der Bergbau verboten. Allerdings wies die Europäische Kommission einen Vorschlag für ein solches Verbot stellt fest, dass bestehende Regelungen eine angemessene Umwelt- und Gesundheitsschutz. Mehrere Versuche, Gold Cyanidierung in Rumänien zu verbieten, wurden von der Romaniana Parlament abgelehnt. Es liegen noch Proteste in Rumänien fordern ein Verbot der Verwendung von Zyanid im Bergbau.

In der EU ist die industrielle Nutzung von gefährlichen Chemikalien durch die so genannte Seveso-II-Richtlinie, die jede Freisetzung von einer Größe, die eine Verschlechterung der Qualität des Grundwassers zu der Zeit oder in der Zukunft verursachen könnten verbietet gesteuert. Die Grundwasserrichtlinie wurde größtenteils im Jahr 2000 von der Wasserrahmenrichtlinie ersetzt.

Als Reaktion auf die 2000 Baia Mare Cyanidverseuchung, haben das Europäische Parlament und der Rat die Richtlinie 2006/21 / EG über die Bewirtschaftung von Abfällen aus der mineralgewinnenden Industrie. In Artikel 13 ist "die Konzentration von leicht freisetzbarem Zyanid in den Teich auf dem niedrigstmöglichen Niveau reduziert die besten verfügbaren Techniken", und höchstens alle Minen begann nach 1. Mai 2008 darf nicht entladen Abfälle mit über 10 ppm WAD Zyanid, gebaut Minen oder vor diesem Zeitpunkt zulässig sind nicht mehr als 50 ppm erlaubt zunächst, fiel auf 25 ppm im Jahr 2013 und 10 ppm bis zum Jahr 2018.

Gemäß Artikel 14 müssen die Unternehmen auch anstelle Finanzgarantien stellen, um clean-up zu gewährleisten, nachdem die Mine abgeschlossen ist. Diese können insbesondere kleinere Unternehmen, die Goldminen in der EU aufzubauen, wie sie sind weniger wahrscheinlich, dass die finanzielle Stärke, um diese Art von Garantien zu geben beeinflussen.

Die Industrie hat sich mit einem freiwilligen "Cyanide-Code", die Umweltauswirkungen mit Dritten-Audits von Cyanid-Management eines Unternehmens verringert werden soll kommen.

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