بهبود شستشوی تیوره طلا از سنگ معدن طلا با استفاده از مواد افزودنی

تیوره:

از آنجایی که فرآیند استخراج طلا توسط سیانیداسیون در قرن نوزدهم پیشنهاد شد، به دلیل هزینه کم و فناوری بالغ آن به طور گسترده در کارخانه های ذوب طلا مورد استفاده قرار گرفته است (هیلسون و مونهمیوس، 1988؛ آکار، 2016).

با این حال، سمیت شدید سیانید برای محیط زیست مضر است و تهدیدی جدی برای سلامت انسان است (Muir, 2011؛ ​​Mekuto et al., 2016; Zagury et al., 2004).

علاوه بر این، دفع باطله سیانید که عمدتاً به سدهای باطله تخلیه می شود در حال حاضر نیز یک چالش است. این نه تنها مواد خطرناک را در خاک و آب اطراف آزاد می کند، بلکه زمین را برای ساخت سدهای باطله با هزینه های نگهداری بالا مصرف می کند .

(زاگوری و همکاران، 2004؛ دونگ و همکاران، 2021a، دونگ و همکاران، 2021b). برای حل این مشکلات، جایگزین های خوش خیم و پایدار برای سیانید برای شسته شدن طلا ایجاد و ارزیابی شده است.

در میان آنها، تیوره (TU) به دلیل سمیت بسیار کمتر و سینتیک سریعتر شسته شدن طلا از سنگ معدن/کنسانتره و منابع ثانویه مانند تخته های مدار چاپی، به عنوان یک کاندید امیدوارکننده برای جایگزینی سیانید در نظر گرفته می شود (هیسیون و والر، 1984؛ لی و Miller, 2006; Gonen, 2003; لی و همکاران، 2012).

سمیت تیوریا

سمیت تیوریا بسیار کمتر از سیانید است. برای بزرگسالان، دوز کشنده سیانید حدود 50 میلی گرم است، در حالی که دوز کشنده تیوره 10 گرم بر کیلوگرم است (موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی، 1978).

اگرچه نشان داده شده است که تیوره برای موش‌ها و احتمالاً برای ماهی قزل آلا سرطان‌زا است، اما سال‌هاست که برای درمان بیماری تیروئید انسان استفاده می‌شود و بنابراین برای انسان غیرسرطان‌زا تلقی می‌شود (آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC)، 1974؛ Shubik، 1975).

در یک محیط اسیدی، تیوره می تواند یک کمپلکس پایدار با طلا تشکیل دهد (E0{Au[CS(NH2)2]2+/Au0} = 0.35 V در مقابل SHE (الکترود هیدروژن استاندارد))، و واکنش در معادله نشان داده شده است. (1). یون فریک به عنوان یک اکسیدان (E0(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V در مقابل SHE)

کاربرد تیوره

معمولاً برای تسریع سرعت شسته شدن طلا مورد نیاز است (Ubaldini et al., 1998). با این حال، تیوره در شرایط اکسیداسیون پایدار نیست و باعث مصرف معرف بالا می شود که به شدت مانع کاربرد صنعتی فناوری شستشوی تیوره می شود.

اولین محصول اکسیداسیون تیوره ممکن است فرمیدین دی سولفید (FDS) باشد (معادل (2)؛ E0(FDS/TU) = 0.42 V در مقابل SHE)، و این واکنش برگشت پذیر است.

در حالی که FDS همچنین یک اکسیدان برای شسته شدن تیوره طلا است، می‌تواند بیشتر به ترکیب سولفینیک، سیانامید و گوگرد عنصری با محصول نهایی SO42- تجزیه شود (لی و میلر، 2006؛ گوپتا، 1963). واکنش های جانبی مرتبط در معادلات نشان داده شده است. (3)-(7) (لیو، 2011؛ ​​هو، 2014).

افزودنی هایی مانند برخی از عوامل کاهش دهنده یا کمپلکس کننده برای کاهش مصرف تیوریا استفاده شده است. همانطور که در ادبیات گزارش شده است (لی و میلر، 2006)، هنگامی که SO2 یا Na2SO3 به محلول تیوره اضافه شد، مصرف تیوره به طور قابل توجهی کاهش یافت.

تیوره

با این حال، SO2 یک گاز سمی است و استفاده از Na2SO3 می تواند منجر به انتشار گاز SO2 تحت شرایط اسیدی لیچینگ شود که برای محیط زیست مضر است. این امر باعث توسعه افزودنی های غیر سمی مانند اگزالات و سیترات می شود.

Calla-Choque و Lapidus (2020) شسته شدن نقره به کمک اگزالات تیوره از جاروسیت تولید شده توسط کارخانه های فرآوری روی را گزارش کردند. آنها دریافتند که افزودن اگزالات به دلیل تشکیل کمپلکس‌های Fe/Cu-oxalate، آهن و مس را از جاروسیت آزاد می‌کند و به نقره محصور شده در جاروزیت اجازه می‌دهد در معرض محلول تیوره قرار گیرد و در نتیجه بازیابی نقره را تسهیل می‌کند.

متأسفانه نقش اگزالات بر پایداری تیوره در مطالعه آنها مورد توجه زیادی قرار نگرفت.

ژانگ و همکاران (2022a) از طریق تجزیه و تحلیل ترمودینامیکی پیشنهاد کرده اند که زوج های ردوکس کمپلکس های آهن (III) و آهن (II) مانند Fe(ox)33-/Fe(ox)0 و Fe2(cit)2(OH)22-/Fe (cit)- می تواند در محلول تیوسولفات تشکیل شود، و این زوج های ردوکس به عنوان اکسیدان می توانند باعث انحلال طلا با تیوسولفات شوند.

با این حال، هیچ مطالعه سیستماتیکی در مورد استخراج طلا و پایداری در طول شستشوی تیوره سنگ معدن یا کنسانتره طلا با مواد افزودنی گزارش نشده است. علاوه بر این، مطالعه مقایسه ای بین اگزالات و سیترات بر روی شسته شدن تیوره طلا گزارش نشده است.

نتیجه

جذب کربن فعال برای بازیابی طلا از محلول های شستشوی تیوره آن موثر است (ژانگ و همکاران، 2004). با این حال، هیچ گزارشی در مورد بازیابی طلا از محلول شستشوی واقعی حاوی مواد افزودنی از طریق جذب روی کربن فعال وجود ندارد. علاوه بر این، تحقیقات در مورد لیچینگ تیوره حلقوی در غیاب و حضور افزودنی گزارش نشده است.

در این مقاله از افزودنی‌های اگزالات و سیترات برای بهبود شستشوی تیوره طلا از سنگ معدنی از نوع رگه‌ای کوارتز استفاده شد. اثر دو افزودنی بر استخراج طلا و مصرف تیوره و همچنین بازیابی طلا از محلول‌های آبشویی باردار آن از طریق جذب کربن فعال مورد بررسی قرار گرفت.

بر اساس آزمایش‌های لیچینگ، مکانیسم‌های افزودنی شسته شدن تیوره طلا را با محاسبه ترمودینامیکی و مجموعه‌ای از آنالیزها از جمله خصوصیات سطح، شناسایی فاز کانی‌شناسی و تجزیه و تحلیل کمی ترکیب محلول مورد بررسی قرار دادند.

علاوه بر این، آزمایش‌های لیچینگ تیوره چرخه‌ای برای بررسی امکان کاربرد عملی این فناوری شستشوی تیوره با افزودنی انجام شد.