» » Причины, вызывающие расход цианида. Защитная щелочь
29.12.2015

Расход реагента, используемого при выщелачивании, — один из основных технико-экономических показателей гидрометаллургического процесса.
Расход реагента определяется химическими и механическими причинами, изложенными ниже:
Причины, вызывающие расход цианида. Защитная щелочь

Химические причины, вызывающие расход цианида, состоят в разложении цианистых солей с выделением летучего цианистого водорода и в образовании комплексных, цианистых, роданистых и других соединений и нейтрализации кислотных остатков. Эти соединения являются продуктами реакций взаимодействия между компонентами выщелачиваемой руды и раствором.
Механические причины потери цианида слагаются из неполного отделения цианистого раствора при промывке в операциях обезвоживания, утечки вследствие неплотности или переполнения аппаратов, разбрызгивания, уноса с избыточными растворами и т.д.
Потери цианида могут быть значительно снижены при правильном ведении процесса. Первым условием для этого является введение в состав раствора защитной щелочи Ca(OH)2 или NaOH, значительно сокращающей расход реагента вследствие химического взаимодействия.
Введение щелочи в состав цианистых растворов вызывается прежде всего необходимостью защитить цианистые соли от разложения в результате гидролиза, действия углекислоты и кислот, образующихся из составных частей руды, а также от расхода на образование комплексных солей закисного железа. Кроме этих основных функций щелочь попутно необходима в других стадиях процесса обработки. К числу последних можно отнести действие щелочи в качестве коагулятора на взвешенную пульпу при сгущении.
Если изолировать цианистый раствор (например, раствор, находящийся в запасных чанах) от взаимодействия с рудой, то главными причинами разложения цианида в растворах будут гидролиз и растворение углекислого газа, содержащегося в воздухе. Поэтому растворы, не находящиеся в контакте с рудой, также должны содержать защитную щелочь определенной концентрации.
Вследствие гидролиза цианистого калия или другой употребляемой соли происходит следующая обратимая реакция:
KCN + H3O ⇔ KOH + HCN.

Синильная кислота HCN, образующаяся в результате гидролиза цианистой соли, представляет собой довольно летучее соединение, которое может легко улетучиваться из водного раствора.
Определение потерь цианида в форме HCN в закрытых чанах показало, что при содержании защитной щелочи CaO около 0,01 % большую часть расхода цианида при обработке руды составляют потери вследствие улетучивания HCN. При содержании 0,025% CaO наблюдаются только следы выделяющегося газообразного HCN.
Потерю HCN вследствие улетучивания приписывают не только гидролизу, но и в значительной степени действию углекислоты воздуха, а также разложению цианида с образованием ряда соединений азота и углерода.
Действие CO2 нельзя противопоставлять гидролизу, так как при действии CO2 происходит нейтрализация защитной щелочи, и тогда часть цианида присутствует в водном растворе в результате гидролиза в форме HCN:
[KOH]*[HCN] / [HCN] = K.

Для температуры 18 °С установлено, что:
К18°С = 2,54 * 10-5.

В случае отсутствия защитной щелочи в вышеприведенном отношении молекулярные концентрации KOH и HCN можно считать равными. Зная величину К, можно для различных концентраций растворов цианистого калия подсчитать процент гидролизованной части по отношению ко всему количеству KCN (табл. II.2).
Введением одноименных ионов можно подавить гидролиз. Вводя в раствор некоторое количество щелочи с концентрацией а, можно достигнуть подавления гидролиза согласно следующему уравнению:
[HCN] = 2,54*105 [KCN] / [KOH+a]

Результаты вычисления поданному уравнению величины гидролиза также приведены в табл. 11.2.
Данные этой таблицы показывают, что в присутствии 0,004% NaOH гидролиз значительно понижается и при столь низкой концентрации, как 0,016% KCN, достигает всего 2,44% (вместо 10% в отсутствие щелочи).
Присутствие в растворе 0,008% NaOH ограничивает гидролиз при концентрации 0,016% KCN до 1,2%.
Причины, вызывающие расход цианида. Защитная щелочь

Таким образом, можно считать, что присутствие в растворе 0,01% NaOH защищает цианистые растворы от разложения вследствие гидролиза.
Эта концентрация щелочи гарантирует от гидролиза растворы, не находящиеся в контакте с рудой, но ввиду того, что они подвергаются действию углекислоты воздуха, через некоторое время концентрация щелочи снизится, и гидролиз достигнет значительной величины.
Концентрацию щелочи повышают для нейтрализации кислот, образующихся при окислении сульфидных минералов. Создание условий для коагуляции илов также требует определенной концентрации щелочи.
Вследствие этих причин концентрация щелочи должна быть значительно выше указанного предела, чтобы защитить растворы от гидролиза.
Ряд условий ведения цианистого процесса не позволяет повышать концентрацию щелочи выше минимума, определяемого указанными причинами. К числу условий, ухудшающих извлечение золота и серебра в присутствии щелочи, относятся следующие.
1. В цианистых растворах с повышенной концентрацией щелочи понижается скорость растворения золота и серебра.
Падение скорости растворения золота с ростом концентрации щелочи в растворе происходит вследствие возникновения на поверхности металла тонкой пленки в результате взаимодействия гидрата оксида натрия или кальция с поверхностью растворяющегося металла.
Эти пленки в большей степени снижают извлечение при выщелачивании перколяцией. При обработке руды агитацией и измельчении в цианистом растворе присутствие щелочи обусловливает меньшее и не столь закономерное понижение скорости растворения, так как рыхлые пленки вследствие трения непрерывно удаляются с поверхности выщелачиваемого металла.
2. Значительная концентрация щелочи вызывает непроизводительный расход цинка при осаждении металла из цианистого раствора. Слишком обильное выделение водорода при этом затрудняет осаждение.
3. Взаимодействие цианистого раствора с некоторыми минералами значительно усиливается в присутствии щелочи.