Закономерности сорбционного выщелачивания

При сорбционном выщелачивании протекают 2 процесса:

1. Цианирование;

2. Сорбция растворения Au и примесей на смоле.

Au + NaCN + O₂ + H₂O Na[Au(CN)₂] + H₂O₂ + NaOH

В растворе: [Au(CN)₂]^-; [Ag(CN)₂]; [Cu(CN)₃]^2- ;[Fe(CN)₆]^4-; [Zn(CN)₄]^2-;

[Ni(CN)₄]^2-; CN^-; CNS^-; SO^2-₃ ; S^2- ; SO^2-₄ ; OH^- и т.д.

При наличии смолы происходит сорбция:

RCl + [Au(CN)₂]^- = R[Au(CN)₂] + Cl^-,

аналогично : R[ Ag(CN)₂ ]; R₂[Cu(CN)₃]; R₄[ Fe(CN)₆ ]; R₂[Zn(CN)₄]; R₂[Ni(CN)₄]; RCNS; ROH; R₂SO3; R₂S; R₂SO₄ и т.д.

Смола поглотит до 130 мг/г.

Из них только 5  12 мг/г Au.

Термодинамическая равновесная величина описывается изотермой сорбции.

Рисунок 36.

Рис. 36.

Чем больше вогнутость изотермы, тем селективнее смола. Из изотермы видно, что содержание Au в смоле находится в зависимости от содержания Au в растворе. Поэтому на практике для повышения ОЕ по Au процесс ведут противотоком.

Применяют для всех типов руд, кроме углистых предвари тельное цианирование руды, т.е. цианирования без смолы, когда в раствор переходит 70  80% Au. Этот богатый раствор контактирует с выходящей из процесса смолой, обеспечивая высокую ее емкость. Рисунок 37.

Рис. 37.

Обменная емкость смолы по Au сильно зависит от наличия примесей.

Рисунок 38.

Рис. 38

На практике сорбционного цианирования ведут при минимальной возможной концентрации CN^- и защитной щелочи :

C_CN =0.010.02%;

C_CaO =0.001  0.01%.

Для смолы АМ-2Б характерна избирательность смолы к Au.

Ряд избирательности выглядит следующим образом:

[Au(CN)₂]^- > [Zn(CN)₄]^2- > [Ni(CN)₄]^2- > [Ag(CN)₂]^- >

[Cu(CN)₃]^2-> [Fe(CN)₆]^4->CNS^-,CN,…

Кинетика и механизм сорбции

Исследованиями установлено, что процесс сорбции лимитируется либо пленочной, т.е. диффузией CN^- - через пленку раствора прилегающей к зерну смолы , либо гелевой диффузией, т.е. диффузией CN^- внутри зерна смолы. Поэтому для увеличения скорости процесса сорбции желательно применение макро пористых ионитов и меньших размеров зерен.

Практика сорбционного выщелачивания

Сорбционное цианирование применяют для руды, измельченной до состояния илов, крупностью 0,150 мм или 0,074мм. Пески недопустимы. Процесс ведут непрерывно в серии 8  11 последовательно установленных аппаратов. Рисунок 39.

Рис. 39.

Параметры сорбционного выщелачивания

1.Число аппаратов в каскаде сорбционного выщелачивания. Обычно оно составляет не менее 1012. Число аппаратов устанавливают теоретически по изотерме сорбции (графически). Рисунок 40.

Рис. 40.

и аналитически по формуле:

C_аu^руд = 10 г/л

Ж : Т = 1:1

_Au = 98%.

1m - 1м³

100 - 9,8г

n_т=4

N_аппар. зависит от КПД аппарата, т.е. от степени проскока.

Поэтому:

Для пачуков КПД 3035%. Значит:

Для пульсационных колонн КПД = 90%.

Значит

Для аналитического метода используют формулу:

где т – коэффициент снижения концентрации Au в растворе за счет

сорбции в одном аппарате (в одной ступени).

Для пачуков т = 1.52.

Для пульсационных колонн т=34.

2. Продолжительность сорбционного выщелачивания, т.е. время нахождения пульпы в аппаратах _с.в.=6-12-20 часов.

3. Поток пульпы (м³/час)-Q

4. Продолжительность сорбции- это время нахождения смолы в аппаратах от загрузки до насыщения ее и выгрузки _сорб.=100  300 часов (до 400 ч.).

4. Поток смолы (литр смолы/час, или м³/час)

6. Величина единовременной загрузки смолы Р (л, м³)

Р = 1.5  2 % от V^раб._апп;

Потери смолы, или расход свежей смолы составляет 10  20 г/т руды.