Особенности цементации золота электролизными цинковыми порошками в режиме перколяции

Изучены физико-химические особенности дендритных цинковых порошков и их влияние на показатели цементационного осаждения золота из цианистых растворов. В лабораторных условиях получены 3 цинковых порошка методом электроэкстракции при различных условиях, различающиеся по крупности и площади удельной поверхности. Свойства полученных цинковых порошков и порошка, применяемого для цементации золота в настоящее время, оценены методами SEM (Jeol JSM-6390LA), BET (Gemini VII 2390) и лазерной дифракцией (Sympatec HELOS & RODOS). Показано, что электролизные порошки обладают высокой удельной площадью поверхности (в 1,3–2,6 раз больше) и низкой насыпной плотностью (в 3,1–3,8 раз меньше) относительно цинкового порошка, используемого сейчас для цементации золота. Обнаружено, что за счет особых физических свойств электролизные порошки имеют низкое гидравлическое сопротивление, что дает возможность отказаться от внесения инертных добавок при цементации, увеличить производительность агрегатов и уменьшить нагрузку на оборудование. Отказ от применения инертных добавок дополнительно обеспечит повышение содержания золота в получаемом цементате. Дендритная форма полученных цинковых порошков компенсирует высокую крупность, что позволяет осаждать золото с высокой эффективностью. При длительном цикле цементации участок эффективного осаждения золота (извлечение более 97 %) у электролизного порошка оказался короче, чем у мелкодисперсного, используемого в данное время. Однако на практике цикл цементации всегда ограничен пропускной способностью мелкодисперсного порошка, и полностью реализовать потенциал цинка не представляется возможным. В разгружаемом цементате, как правило, содержится 25–35 % неизрасходованного цинка. Проведенные исследования показывают эффективность применения электролизного цинкового порошка для цементации золота из цианистых растворов.

1. Marsden J.O., House C.I. The chemistry of gold extraction. 2-nd ed. Colrado: Society for mining, metallurgy, and exploration, 2006.

2. Adams M.D. Developments in mineral processing. Vol. 15 (Advances in gold ore processing). Boston: Elsevier, 2005.

3. Мамяченков С.В., Якорнов С.А, Анисимова О.С., Козлов П.А., Ивакин Д.А. Исследование влияния технологических параметров на эффективность электролиза цинка из щелочных растворов. Известия вузов. Цветная металлургия. 2018. No. 6. С. 12—19.

4. Jiang J., Yang X., Zhao Y.Y. Recovery of zinc from EAF dust by alkaline extraction. Adv. Mater. Res. 2010. Vol. 113—116. P. 2299—2304.

5. Youcai Z., Stanford R. Integrated hydrometallurgical process for production of zinc from electric arc furnace dust in alkaline medium. J. Hazard. Mater. 2000. Vol. 80. P. 223—240.

6. Chairaksa-Fujimoto R., Maruyama K., Mikia T., Nagasaka T. The selective alkaline leaching of zinc oxide from Electric Arc Furnace dust pre-treated with calcium oxide. Hydrometallurgy. 2016. Vol. 159. P. 120—125.

7. Dutra A.J.B., Paiva P.R.P., Tavares L.M. Alkaline leaching of zinc from electric arc furnance steel dust. Miner. Eng. 2006. Vol. 19. P. 478—485.

8. Якорнов С.А., Наумов К.Д., Лобанов В.Г., Козлов П.А., Зелях Я.Д., Крутиков И.М., Скопин Д.Ю., Ивакин Д.А. Применение электролитических цинковых порошков для цементации золота из цианистых растворов. Металлург. 2018. No. 5. С. 50—55.

9. Naumov K.D., Lobanov V.G., Zelyah Y.D, Yakornov S.A., Skopin D.Y. Technogenic zinc usage possibilities investigation for gold cementation. In: Materials science (Technogen-2017). Ekaterinburg: Knowledgee, 2017. P. 28—33.

10. Youcai Z., Qiang L., Chenglong Z., Jiachao J. Production of ultrafine zinc powder from wastes containing zinc by electrowinning in alkaline solution. Brazil. J. Chem. Eng. 2013. Vol. 30. Iss. 4. P. 857—864.

11. Jiang J.C., Zhang C.L., Zhao Y.C. An experimental investigation of alkaline zinc electrowinning using magnesium alloy as cathode. Adv. Mater. Res. 2010. Vol. 113—116. P. 2208—2211.

12. Chandrasekar M.S., Srinivasan S., Pushpavanam M. Structural and textural study of electrodeposited zinc from alkaline non-cyanide electrolyte. J. Mater. Sci. 2009. Vol. 45. Iss. 5. P. 1160—1169.

13. Abbar A.H., Rushdi S.A., Al-Tameemi H.M. Electrochemical preparation of ultrafine zinc powder. Int. J. Electrochem. Sci. 2017. Vol. 12. Iss. 8. P. 7075—7088.

14. Pereira M.S., Barbosa L.L., Souza C.A.C., Moraes A.C.M., Carlos I.A. The influence of sorbitol on zinc film deposition, zinc dissolution process and morphology of deposits obtained from alkaline bath. J. Appl. Electrochem. 2006. Vol. 36. Iss. 6. P. 727—732.

15. Jiachao J., Jianli M., Xiaofu S., Yuan T., Ping1 L., Youcai Z. Particle size refinement of Zn electrodeposits in alkaline zincate solutions with polyethylene glycol and tween 80. Int. J. Electrochem. Sci. 2017. Vol. 12. P. 917—927.

16. Carvalho M.F., Barbano E.P., Carlos I.A. Influence of disodium ethylenediaminetetraacetate on zinc electrode-position process and on the morphology, chemical composition and structure of the electrodeposits. Electrochim. Acta. 2013. Vol. 109. Iss. 30. P. 798—808.

17. Li Q., Zhao Y., Zhang C. Influence of cetyltrimethylammonium bromide and sodium lauryl sulfate on production of zinc powders by alkaline electrowinning. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2014. Vol. 55. Iss. 1. P. 65—72.

18. Ortiz-Aparicio J. L., Meas Y., Ortega G.T., Chapman T.W., Chainet E. Effects of organic additives on zinc electrodeposition from alkaline electrolytes. J. Appl. Electrochem. 2013. Vol. 43. Iss. 3. P. 289—300.

19. Qiang Li., Zhao Y., Jiang J., Zhang C. Optimized hydrometallurgical route to produce ultrafine zinc powder from industrial wastes in alkaline medium. Procedia Environ. Sci. 2012. Vol. 16. P. 674—682.

20. Gurmen S., Emre M. A laboratory-scale investigation of alkaline zinc electrowinning. Miner. Eng. 2003. Vol. 16. Iss. 6. P. 559—562.

21. Jiang J., Guo C., Zhao Y. Production of zinc powder by alkaline hydrometallurgy. Appl. Mech. Mater. 2010. Vol. 20— 28. P. 1142—1146.

22. St-Pierre J., Piron D.L. Electrowinning of zinc from alkaline solutions. J. Appl. Electrochem. 1986. Vol. 16. P. 447—456.