Кинетические закономерности цементации золота с применением дендритных цинковых порошков

Изучены кинетические особенности цементации золота из цианистых растворов с применением двух цинковых порошков различного происхождения. Первый из них (традиционный) получен методом дистилляции и используется на практике при цементации золота из цианистых растворов, другой (экспериментальный, электролизный) – приготовлен электрохимическим восстановлением цинка из щелочного раствора. Определяющим параметром порошков, используемых для цементации, является их удельная поверхность. Данный показатель у электролизного порошка в 2,6 раза выше, чем у традиционного (3,02 и 1,16 м² /г соответственно), что связано с его дендритной формой. Для исследований использован раствор с содержанием золота 50,8 мкмоль/дм³ , цианистого натрия (NaCN) 0,04 моль/дм³ . В динамике цементации выявлен период депассивации порошка, связанный с растворением оксидной пленки и преодолением диффузионных затруднений. Длительность периода депассивации традиционного порошка (10–15 с) выше, чем электролизного (5–8 с). Определены значения экспериментальных констант скорости реакции цементации для процесса с применением обоих исследуемых порошков при различном соотношении массы цинка к массе золота в растворе. Экспериментальные константы скорости реакции для электролизного порошка в изученных условиях в 1,3–1,6 раза выше, чем для традиционного порошка. Установлено, что скорости окисления сопоставляемых порошков цинка при различном соотношении масс цинка и золота, отнесенные к удельной поверхности в начальный период времени, практически не отличаются. В то же время абсолютные скорости растворения электролизного порошка в начальный момент времени больше практически в 2 раза. При реагировании порошка с щелочным раствором абсолютные скорости растворения электролизного и традиционного порошков сопоставимы.

1. 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.

2. Abbar A.H., Rushdi S.A., Al-Tameemi H.M. Electrochemical preparation of ultrafine zinc powder. Int. J. Electrochem. Sci. 2017. Vol. 12. No. 8. P. 7075—7088.

3. Kim H.I., Shin H.C. SnO additive for dendritic growth suppression of electrolytic zinc. J. Alloys Compd. 2015. Vol. 645. P. 7—10.

4. St-Pierre J. Piron D.L. Electrowinning of zinc from alkaline solutions at high current densities. J. Appl. Electrochem. 1990. Vol. 20. No. 1. P. 163—165.

5. Gürmen S., Emre M. A laboratory-scale investigation of alkaline zinc electrowinning. Miner. Eng. 2003. Vol. 16. No. 6. P. 559—562.

6. Palimakaa P., Pietrzyk S., Stępień M., Ciećko K., Nejman I. Zinc recovery from steelmaking dust by hydrometallurgical methods. Metals. 2018. Vol. 8. No. 7. P. 547.

7. Kamran Haghighi H., Moradkhani D., Sardari M.H., Sedaghat B. Production of zinc powder from Co—Zn plant residue using selective alkaline leaching followed by electrowinning. Physicochem. Probl. Miner. Proces. 2015. Vol. 51. No. 2. P. 411—425.

8. Алкацев М.И. Процессы цементации в цветной металлургии. Москва: Металлургия, 1981.

9. Yap C.Y., Mohamed N. An electrogenerative process for the recovery of gold from cyanide solutions. Chemosphere. 2007. Vol. 67. No. 8. P. 1502—1510.

10. Fabian M., Balaz P., Briancin J. Study of the silver ions cementation after mechanical activation of cementator. Hydrometallurgy. 2009. Vol. 97. P. 15—20.

11. Наумов К.Д., Лобанов В.Г. Особенности цементации золота электролизными цинковыми порошками в режиме перколяции. Известия вузов. Цветная металлургия. 2020. No. 1. С. 19—26.

12. Буйновский А.С. Концентрирование золота и металлов платиновой группы на углеродных сорбентах. Северск: СГТИ, 2005.

13. Оо М.Т., Tran T. The effect of lead on the cementation of gold by zinc. Hydrometallurgy. 1991. Vol. 26. P. 61—74.

14. Nguyen H.H., Tran T., Wong P.L.M. A kinetic study of the cementation of gold from cyanide solutions onto copper. Hydrometallurgy. 1997. Vol. 46. P. 55—69.

15. Lee H.Y., Kim S.G., Oh J.K. Cementation behavior of gold and silver onto Zn, Al and Fe powders from acid thiourea solutions. Canadian Metallurgical Quarterly. 1997. Vol. 36. P. 149—155.

16. Mpinga C.N. Evaluation of the Merrill—Crowe process for the simultaneous removal of platinum, palladium and gold from cyanide leach solutions. Hydrometallurgy. 2014. Vol. 142. P. 36—46.

17. Gal-Or L., Calmanovici B. Gold recovery from cyanide solutions. Part I. Electrochemical deposition. Metal Finishing. 1983. Vol. 15. P. 15—21.

18. Martinez G.V.F., Torres J.R.P., García J.L.V., Munive G.C.T., Zamarripa G.G. Kinetic aspects of gold and silver recovery in cementation with zinc power and electrocoagulation iron process. Adv. Chem. Eng. Sci. 2012. Vol. 2. P. 342—349.

19. Karavasteva M. Kinetics and deposit morphology of gold cemented on magnesium, aluminum, zinc, iron and copper from ammonium thiosulfate—ammonia solutions. Hydrometallurgy. 2010. Vol. 104. P. 119—122.

20. Gamboa G.V., Noyola M.M., Valdivieso A.L. The effect of cyanide and lead ions on the cementation rate, stoichiometry and morphology of silver in cementation from cyanide solutions with zinc powder. Hydrometallurgy. 2005. Vol. 76. P. 193—205.

21. Hsu Y.J., Tran T. Selective removal of gold from coppergold cyanide liquors by cementation using zinc. Miner. Eng. 1996. Vol. 9. P. 1—13.