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 :

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

⁰ _Cu/Cu(Thio)4³⁺ = -0,12 (B); ⁰ _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 _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).

Устройство электролизной ванны

Электролизер представляет собой Ti -ящик размерами: 935 х 1220 х 805 мм .Рисунок 53.

В электролизер помещено 10 катодных и 11 анодных камер.

Размеры катодов: 254 х 374 х 2 мм. S_эф = 30  40 м².

Рис. 54. Анионитовая мембрана

Рис.55. Анодная камера

Катоды перед выпуском промывают в электролизере водой, пропускают снизу сжатый воздух (для просушивания) и затем только вынимают.

Разгрузка золото содержащих катодов осуществляется периодически по мере накопления золота на углеродистом ватине.

Катоды вынимают из ванны, ставят на Ti – поддон, открывают крышки , стряхивают углеграфитный ватин, ставят новый ватин и устанавливают в электролизную ванну. В полученном осадке содержится 2-4% углерода. 1 кг углерода может осадить 50 кг золота. Для удаления углерода полученный катодный осадок прокаливают при t = 600850 ⁰С в эл.печи. Получают катодное золота пробы 990998. Это конечная операция технологии сорбционного выщелачивания таких руд.

Технология сорбционного выщелачивания кроме исключения операции фильтрации, кроме повышения извлечения золота позволяет получать металл высокого качества.

Данная технология имеет и ряд недостатков:

1. Длительность процесса (большая величина незавершенного производства);

2. Сложность, громоздкость схемы;

3. Высокая стоимость смол.

Поэтому данную технологию применяют только для отдельных видов руд.