ПОИСК ЭФФЕКТИВНОГО РАСТВОРА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА НА ОСНОВЕ ГИПОХЛОРИТА НАТРИЯ

АННОТАЦИЯ

Проведен расчет энергии Гиббса химических реакций растворения золота в различных окислителях. Показано, что наибольшую окислительную активность проявляет НСlO в кислой среде. На основании экспериментальных данных для выщелачивания золота из руды месторождения Каратау выбран раствор, содержащий 12 г/дм³ NaClO и 10 г/дм³ HCl. Степень перевода золота в раствор достигает 80 %.

ABSTRACT

The calculation of the Gibbs energy of chemical reactions of dissolution of gold in various oxidizing agents has been carried out. It has been shown that HClO exhibits the highest oxidative activity in an acidic medium. To leach gold from the ore of the Karatau deposit, a solution containing 12 g/dm³ NaClO and 10 g/dm³ HCl was chosen. The degree of transfer of gold into solution reaches 80%.

Ключевые слова: золото, энергия Гиббса, окислитель, хлоридное выщелачивание.

Keywords: gold, Gibbs energy, oxidizer, chloride leaching

Извлечение золота из весьма сложного и разнообразного по минералогическому составу сырья Казахстана осуществляется в основном, как и во всем мире, методом цианирования, который, однако, не пригоден для переработки упорных руд и достаточно токсичен.

Одним из перспективных способов выделения тонкодисперсного золота является метод окислительного выщелачивания с хлорсодержащих веществ [1-3], достоинство которого заключается в высокой химической активности хлора.

При взаимодействии самородного золота с раствором окислителя в солянокислой среде процесс состоит из двух стадий. На первой стадии происходит окисление Au до Au³⁺, на втором стадии Au³⁺ связывается ионами хлора в очень прочный комплекс [AuCl₄]^- (pK=21,3) [4]. В присутствии ионов Сl^- активность ионов Au³⁺ значительно уменьшается, что приводит к снижению окислительного потенциала золота до 0,54 В, и окисление его становится возможным.

Данные о различии окислительной активности хлорсодержащих веществ можно получить, рассчитывая величину стандартной энергии Гиббса Δ_rG⁰₂₉₈ реакции взаимодействия (таблица 1) [5].

Таблица 1.

Стандартная энергия Гиббса реакций окисления золота различными окислителями

По величине энергии Гиббса реакции можно составить следующий ряд окислительной активности: НСlO>Cl₂>O₂. Для обоснования эффективности действия окислителей для вскрытия золота и золотосодержащих минералов можно использовать понятие об энергии связи. Так, энергия разрыва связи для О–О составляет 493,7 кДж/моль; для Cl–Cl 239,9 кДж/моль, для HCl–O 87 кДж/моль [6]. Уменьшение энергии разрыва связи в ряду О–О> Cl–Cl> HCl–O указывает на высокую окислительную способность HClO. Наибольшую окислительную активность HClO проявляет в кислой среде и наименьшую – в щелочной (таблица 1).

Целью данной работы является поиск эффективного растворителя для извлечения золота из руды одного из месторождений Южного Казахстана.

Для выщелачивания взята фракция руды с размером частиц -1,0+0,5 мм. Перед выщелачиванием проведен полный химический анализ образца руды методом РФА. Содержание золота в руде составляет 3,7 мкг/г.

Для извлечения золота были выбраны выщелачивающие растворы (ВР) следующего состава (таблица 2).

Таблица 2.

Состав выщелачивающего раствора

Результаты эксперимента по извлечению золота из руды в агитационном режиме представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты выщелачивания золота растворами различного состава

Раствор состава №5 растворяет золото значительно хуже остальных растворов. Наиболее эффективными являются растворы состава №3 и №4.

Далее проведены эксперименты по извлечению золота в динамическом режиме с использованием ВР 3 (таблица 4).

Таблица 4.

Результаты выщелачивания руды в динамических условиях при использовании ВР 3

Наиболее «богатые» фракции продуктивного раствора получены при значениях Ж:Т, равным 1,0; 1,5 и 2,0. Максимальная концентрация золота в растворе наблюдается при отношении Ж:Т, равном 1.

В таблице 5 представлены данные по определению содержания ряда примесей в порции продуктивного раствора ПР, полученного при Ж:Т = 1.

Таблица 5.

Содержание примесей в растворе при Ж:Т = 1

Высокое извлечение золота в раствор сопровождается высоким извлечением меди (83 %), цинка (76 %), средним извлечением мышьяка (45 %) и железа (51 %). Из этого следует, что в данной руде золото связано в основном с халькопиритом, сфалеритом и пиритом.

Таким образом, при проведении сравнительного анализа результатов экспериментальных работ по выщелачиванию золота из исследуемой руды был осуществлен выбор оптимального состава раствора – солянокислый раствор гипохлорита натрия, содержащий 12 г/дм³ NaClO и 10 г/дм³ HCl. В процессе лабораторных исследований фильтрационного выщелачивания установлено, что степень перевода золота в раствор достигает 80 %. Дальнейшие исследования будут направлены на очистку раствора от примесей и концентрирование золота.

Список литературы:

1. Аллабергенов Р.Д., Ахмедов Р.К., Ходжаев О.Ф. Комплексная переработка отходов цветной металлургии. –Т: Изд. «Университет», 2013. -50 с.
2. Асылханов В.А. Разработка усовершенствованной оксихлоридной технологии извлечения золота из руд применительно к условиям подземного выщелачивания: дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2005. 161 с.
3. Патент KZ (13) А4 (11) 25314. С22В 11/00 (2011.01). Способ выщелачивания золота из упорных руд / Оспанов Х.К., Оспанов А.Х. - Заявл. 08.04.2011; Опубл. 20.12.2011, Бюл. № 12.
4. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Константы неорганических веществ, Справочник. 3-е изд. – М.: Дрофа, 2008. – 685 с.
5. Оспанов Х.К. Научные основы вскрытия золота из золотосодержащего сырья различными растворяющими реагентами нетрадиционным термодинамическим и кинетическим методами в условиях гидрохимического процесса// Вестник КазНУ. Сер. хим . – 2011 г. - №1 (т. 61). – с. 256-267.
6. Гурвич Л.В, Карачевцев Г.В., Кондратьев В.Н., Лебедев Ю.А., Медведев В.А., Потапов В.К., Ходеев Ю.С. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. – М.: Наука, 1974. – 351 с.