» » Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы
29.12.2015

Металлическая ртуть слабо растворяется в цианистых растворах. Несравненно быстрее растворяются химические соединения ртути, присутствующие в руде в виде минералов (например, колорадоита), а в лежалых хвостах после амальгамации руды — в форме оксида. В этих случаях ртуть извлекается совместно с золотом. Оксид ртути хорошо растворяется по следующей реакции:
HgO+ 4NaCN + H2O = Na2Hg(CN)4 + 2NaOH.

При обработке цианистым раствором закиси или хлористой ртути половина ее восстанавливается до металла:
2HgCl + 4NaCN = Hg + Na2Hg(CN)4 + 2NaCl.

Оксид ртути почти полностью растворяется. Сернистая и металлическая ртуть почти не переходят в цианистый раствор.
Медленное растворение ртути в цианистых растворах происходит по следующей реакции:
Hg + 4NaCN + H2O + 1/2O2 = Na2Hg(CN)4 + 2NaOH.

Соединения свинца в виде глета, уксуснокислой или азотнокислой соли иногда намеренно прибавляют к растворам при цианировании. Иногда для этой цели добавляют в измельчающие аппараты окисленную свинцовую руду (содержащую PbCO3). Свинец переходит в небольших количествах в щелочные растворы с образованием плюмбита Na2PbO2, который реагирует с растворимыми сульфидами (и в некоторой степени с роданидами) и образует при этом PbS.
Удаляя из раствора Na2S, свинец облегчает растворение серебра, находящегося в форме аргентита Ag2S, но он не оказывает такого действия на сложные сульфосоли серебра. Ртуть, переходящая в раствор, аналогичным образом осаждает серу из растворимых сульфидов в виде HgS.
Свинцовый блеск, часто встречающийся в рудах золота и серебра, в неокисленной форме весьма мало взаимодействует с цианистыми щелочами, но при их длительном контакте образуется некоторое количество роданистой соли (NaCNS) и плюмбита.
Минералы мышьяка и сурьмы, довольно часто встречающиеся в золотосодержащих рудах, сильно осложняют их переработку. Мышьяк входит в состав золотых руд чаще всего в виде сульфидных минералов — арсенопирита FeAsS, аурипигмента As2S3 и реальгара As4S4. Реже встречаются леллингит FeAs2 и скородит FeAsO4 * H2O. Сурьма присутствует в золотых рудах обычно в виде минерала антимонита (стибнита) Sb2S3 и значительно реже — в виде окисленных соединений (Sb2O3, Sb2O3 * H2O, Sb2O4).
Если арсенопирит в большинстве случаев не вызывает затруднений при цианировании, то присутствие в золотых рудах даже относительно малых количеств антимонита, аурипигмента и реальгара значительно повышает расход цианида и, главное, резко снижает извлечение золота в цианистые растворы.
He взаимодействуя непосредственно с цианидом, антимонит и аурипигмент легко растворяются в щелочных растворах с образованием соответствующих окси- и тиосолей, например:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

Образующаяся тиосоль частично взаимодействует со щелочью, давая ионы SbO3в3- и S2-:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

а частично разлагается, образуя роданид и оксисоль:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

Некоторое количество сульфидов сурьмы и мышьяка растворяется в образующейся сернистой щелочи:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

Под действием растворенного кислорода анионы S2- медленно превращаются в тиосульфат, сульфат и роданид.
Арсениты в незначительной степени окисляются до арсенатов:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

При разложении реальгара вначале происходит его окисление с образованием мышьяковистого ангидрида и As2O3:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

Оксид мышьяка растворяется в щелочи:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

а поведение As2O3 описывается реакциями (II.7)—(II.13).
В результате протекания этих реакций в цианистых растворах накапливаются продукты разложения сульфидов мышьяка и сурьмы. В присутствии растворимых соединений сурьмы и мышьяка на поверхности золота образуются тонкие, но очень плотные пленки, препятствующие подводу цианида и кислорода к поверхности золота и тем самым резко замедляющие процесс растворения (И.Н. Плаксин, М.Д. Ивановский, Л.Н. Кузнецова, В.И. Петренко и др.). Это обстоятельство и является основной причиной тех технологических трудностей, которые возникают при переработке золотых руд, содержащих антимонит, аурипигмент и реальгар. Природа и механизм образования этих пленок окончательно не установлены. Предполагается только, что их образование связано главным образом с присутствием в цианистых растворах ионов SbS3в3-, AsS3в3- и S2-.
Очевидно, что вредное влияние сурьмянистых и мышьяковистых минералов можно уменьшить, если процесс цианирования проводить в таких условиях, которые исключают или сводят к минимуму взаимодействие цианистых растворов с этими минералами. Изучение кинетики взаимодействия со щелочными цианистыми растворами показало, что основной фактор, определяющий скорость перехода в раствор сурьмы и мышьяка, — концентрация защитной щелочи. Понижая или повышая величину pH цианистого раствора, можно регулировать скорость растворения в довольно широких пределах. Уменьшение pH раствора существенно замедляет процесс разложения. То же самое наблюдается с реальгаром и антимонитом. Это важное обстоятельство иногда используют в практике цианирования сурьмянистых и мышьяковистых золотосодержащих руд, применяя цианистые растворы с возможно более низкой концентрацией защитной щелочи. Снижение концентрации продуктов разложения сульфидов сурьмы и мышьяка в цианистых растворах в этом случае повышает извлечение золота. Понижение концентрации щелочи повышает извлечение золота в цианистый раствор вследствие более медленного разложения минералов сурьмы и мышьяка. Арсенопирит в отличие от этих минералов практически не разлагается в щелочных растворах. Поэтому его присутствие в золотосодержащих рудах существенно не влияет на извлечение золота при цианировании.
Другая мера борьбы с отрицательным влиянием минералов сурьмы и мышьяка состоит в возможно более быстром превращении вредных тиоарсенит- и сульфид-ионов в относительно безвредные роданид-ионы. В обычных условиях цианирования эти процессы идут с очень малыми скоростями. Значительного увеличения скорости можно достигнуть введением в цианистый раствор небольшого количества растворимых солей свинца — азотнокислой или уксуснокислой. Механизм ускорения сводится, по-видимому, к тому, что в присутствии ионов свинца ионы S2-, SbS3в3- и AsS3в3- образуют нерастворимый сульфид свинца:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

Под действием кислорода сульфид свинца растворяется в цианистом растворе, давая ионы CNS- и PbO2в2-:
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

Образующийся плюмбитион осаждает новое количество ионов S2-, SbS3в3- и AsS3в3-
Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы

и т.д. до полного перевода их в ионы CNS-.
Добавка Pb(NO3)2 при цианировании золотой руды, содержащей Sb2S3 и As2S3, дает значительный эффект. Иногда вместо уксуснокислого или азотнокислого свинца применяют более дешевый глет PbO.