Усунення впливу ртуті у процесах сорбції золота
У деяких золотовмісних рудах є супутні метали, зокрема ртуть, яка є шкідливою домішкою в ціаністо-сорбційних процесах вилучення золота. У золотовмісних рудах найпоширенішим ртутним мінералом є кіновар HgS (сульфід ртуті). Але ртуть у рудах може бути у самородному вигляді й у вигляді оксидів HgO. Багато ртуті міститься у лежачих хвостах фабрик, що працювали за майжегамаційно-ціаністою технологією.
У ціанідних розчинах поведінка ртуті визначається насамперед концентрацією вільного ціанід-іону CN». Розчинення вихідних ртутних мінералів у ціанідних розчинах з утворенням двозарядних ціаністих комплексів ртуті протікає за наступними реакціями:
2HgS + 10NaCN + O2 + 2H2O = 2Na2Hg(CN)4 + + 2NaCNS + 4NaOH
Розчинення ртуті в ціанідних розчинах характеризується такими специфічними особливостями:
- при концентрації ціаніду CN ≥ менше 0,5 г/л ртуть майже не розчиняється, тоді як при концентрації ціаніду CN ≥ 5 г/л вилучення ртуті в розчин досягає 90 %;
- при середніх концентраціях ціаніду від 0,5 до 1,0 г/л ртуть також взаємодіє з ціанідом, але при цьому утворюються переважно однозарядні ціаністі комплекси [Hg(CN)3] 1- і навіть нейтральні комплекси [Hg(CN)2 ]0;
Якщо в руді є металева ртуть, то золото розчиняється значно швидше, ніж ртуть, і висока швидкість розчинення золота, мабуть, обумовлена утворенням гальванічної пари золото-ртуть (величини стандартних потенціалів золота та ртуті в ціанідних розчинах становлять відповідно -0,543 і - 0,373).
Лужність ціаністого розчину впливає швидкість розчинення ртуті так само, як і швидкість розчинення золота: при високій лужності (pH > 11,5) розчиненняртуті помітно сповільнюється.
Встановлено, що у сорбційних процесах з використанням активованого вугілля переважає сорбція малозарядних ціанистих комплексів ртуті, зазначених вище. При цьому з'ясувалося, що однозарядний комплексний аніон [Hg(CN)3] 1- і нейтральний комплекс [Hg(CN)2] 0 мають сильнішу спорідненість до активованого вугілля, ніж двозарядний [Hg(CN)4] 2- , який сорбується на вугілля незначною мірою. Відомо також [2, 3], що нейтральний комплекс ртуті Hg(CN)2 0 у процесі сорбції помітно конкурує безпосередньо з однозарядним аніоном золота Au(CN)2 1- адсорбційні місця на поверхні активованого вугілля і навіть витісняє деяку кількість вже адсорбованого золота із фази насиченого вугілля.
У чому позначається шкідливий вплив ртуті в ціаністо-сорбційних процесах?
По-перше, розчинення ртуті витрачається ціанід, призначений для розчинення золота і срібла, тобто. за рахунок ртуті збільшується витрата дорогого реагенту.
По-друге, у процесі сорбції ртуть є додатковим навантаженням на сорбент, збільшуючи витрату активованого вугілля та реагентів, що використовуються при його регенерації. При цьому ціаністі комплекси ртуті займають активні групи в куті і цим знижують швидкість процесу сорбції, так і робочу ємність сорбенту.
По-третє, ртуть так само добре десорбується з вугілля, як і золото. При електролізі розчину товарного елюату ртуть разом із золотом виділяється у катодний осад у кількості 8–10 % від маси осаду. У цьому випадку ртуть необхідно видаляти з катодного осаду або методом відгону (дистиляції) у спеціальних ретортних печах, або очищати катодний осад від ртуті розчинами азотної кислоти перед плавленням катодного осаду на зливки чорнового золота (сплав Дорі).Операція очищення катодного осаду від ртуті небезпечна і є джерелом аерозолів та підвищеної токсичності у виробничих приміщеннях.
У ВНДІХТ запатентовано два способи усунення впливу ртуті на ціаністо-сорбційний процес вилучення.
Перший спосіб [1] полягає у запобіганні попаданню ртуті в основний цикл виділення золота з насиченого активованого вугілля і, таким чином, у процесі десорбції золота одержують товарний елюат, що не містить ртуть. У цьому випадку ртуть видаляється перед десорбцією золота з насиченого вугілля шляхом обробки вугілля лужно-ціаністим розчином за нормальної температури. Ця операція називається "холодна десорбція" ртуті.
Другий спосіб [4] передбачає ціаністе вилуговування золота і ртуті з руди з подальшим очищенням золотовмісного розчину введенням сульфідсодержащего реагенту, який, взаємодіючи тільки з розчиненою ртуттю, утворює нерозчинний сульфідний осад ртуті.
Перший спосіб доцільно застосовувати, коли здійснюється сорбційне ціанування пульпи при концентрації вільного ціаніду в межах 0,5-1,0 г/л, розчинені золото і ртуть спільно витягуються сорбентом. У цьому випадку використовується холодна десорбція насиченого вугілля, при якій ртуть виводиться з основного процесу в окремий ціаністий елюат.
Друга технологія очищення від ртуті застосовується в основному для продуктивних золотовмісних розчинів, одержуваних при купчастому вилуговуванні золота. По другому способу виводять ртуть з основного процесу до операції сорбції золота з розчинів.
Докладно опишемо кожен спосіб усунення впливу ртуті на сорбційний процес.
Оскільки в сорбційних процесах з використанням активованого вугілля з концентрацією вільного ціанід-іону в межах0,5–1,0 г/л переважає сорбція нижчих комплексів ртуті однозарядного [Hg(CN)3] 1- та нейтрального [Hg(CN)2] 0 , що мають сильну спорідненість до активованого вугілля, обробка насиченого вугілля більш концентрованими розчинами ціаніду натрію (15–20 г/л) призводить до утворення двозарядного комплексу [Hg(CN)4] 2- , який утримується вугіллям і перетворюється на елюат, тобто. відбувається селективна десорбція ртуті.
У лабораторних дослідженнях холодної десорбції, проведених у ВНДІХТ на реальному насиченому вугіллі [5], використовували десорбуючий розчин, що містить 20 г/л NaCN+2,5 г/л NaOH при кімнатній температурі. Витрата десорбуючого розчину становив 10 об/об вугілля. При цьому отримані результати, наведені у таблиці. 1.
Таблиця 1. Показники холодної десорбції ртуті з насиченого вугілля