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.

П ри наличии смолы происходит сорбция:

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

а налогично : 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.

Р исунок 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.

Р исунок 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:

Д ля пачуков КПД  3035%. Значит:

Для пульсационных колонн КПД = 90%.

З начит

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. П оток 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.