Исследование растворения золота в цианистых растворах методами циклической вольтамперометрии

Представлены результаты исследования растворения золота в цианистых растворах с применением метода циклической вольтамперометрии. Разработана методика исследования механизма выщелачивания золота в цианистых растворах путем определения зависимости силы тока от потенциала при различных концентрациях цианида натрия и кислорода. Известно, что с повышением электродного потенциала ток растворения золота возрастает до потенциала пассивации, а затем резко снижается в связи с образованием оксидной пленки, и происходит пассивация золота. Установлено, что максимальное значение тока пассивации достигается при концентрациях кислорода и цианида натрия в растворе 7,5 и 300–400 мг/дм³ соответственно. Определены математические зависимости потенциала и тока пассивации от концентраций цианида натрия и кислорода, которые описываются полиномиальными уравнениями с коэффициентами аппроксимации R² > 0,7. При смене направления поляризации полярность тока меняется, и образуется катодная кривая с максимумом при потенциале депассивации, которая связана с растворением пассивной пленки золота. Потенциал и ток депассивации слабо зависят от концентрации цианида натрия. Циклическая вольт-амперная кривая заканчивается в начальной точке при том же значении тока и потенциала, что свидетельствует об удалении оксидной пленки с поверхности золота. Толщина оксидной пленки установлена расчетными методами с учетом количества пропущенного электричества и составляет 0,007 мкм. Металлографические исследования показали, что толщина пленки этим методом не определяется. Дифрактограмма поверхности золота свидетельствует о том, что образующаяся пассивная пленка после нагрева до температуры 125 °С имеет кристаллохимическую формулу Na_0,66Au_2,66O₄. Показана возможность повышения извлечения золота из упорных руд путем электрохимической обработки щелочи. 

1. Leonov S.B., Bubeev P.P., Elshin V.V. Dissolution peculiarities of gold in alkaline oxygen-bearing sodium cyanide solutions. In: Proc. 5th Southern Hemi-Sphere Meeting Technology. Buenos Aires, Argentina, 1997. P. 205.

2. Баранов А.Н., Елшин В.В., Колодин А.А. Электрохимические исследования растворения золота в цианистых растворах при различных концентрациях кислорода. Теория и технология металлургического производства. 2023;(1):11—17.

3. Елшин В.В., Колодин А.А. Оптимальное управление процессом растворения золота в цикле измельчения золотосодержащих руд. Автоматизация в промышленности. 2023;(6):8—13. https://doi.org/10.25728/avtprom.2023.06.03

4. Александров А.Л., Баранов А.Н. Коррозионные исследования поведения золота в цианистых растворах. В сб.: Переработка природного и техногенного сырья. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. С. 72—75.

5. Bastidas D.M. Corrosion and protection of metals. Metals. 2020;10(4):458. https://doi.org/10.3390/met10040458

6. Azizi A., Petre C.F., Olsen C., Larachi F. Electrochemical behavior of gold cyanidation in the presence of a sulfiderich industrial ore versus its major constitutive sulfide minerals. Hydrometallurgy. 2010;101:108—119. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2009.12.004

7. Frankenthal R.P., Thompson D.E. The anodic behavior of gold in sulfuric acid solutions. Effect of chloride and electrode potential. Journal of the Electrochemical Society. 1976;123(66):799.

8. Нгуен В.Ч., Астафьева Н.А., Балановский А.Е., Баранов А.Н. Исследование коррозионной стойкости легированного поверхностного слоя составом CuSn— CrxCy после плазменного упрочнения. Упрочняющие технологии и покрытия. 2021;17(5):215—220.

9. Рыбалка К.В., Бекетаева Л.А., Давыдов А.Д. Оценка скорости коррозии стали AISI 1016 анализом поляризационных кривых и методом измерения омического сопротивления. Электрохимия. 2021;57(1): 19—24. https://doi.org/10.31857/S0424857021010096

10. Бекетаева Л.А., Рыбалка К.В., Давыдов А.Д. Оценка скорости коррозии кобальт-хромового сплава Starbond-CoS в растворе NaCl. Электрохимия. 2021;57(5):309—315. https://doi.org/10.31857/S0424857021040034

11. Лиу М., Лао Ж., Ван Х., Су З., Лиу Ж., Вен Л., Йин З., Луо К., Пен Х. Электрохимическое определение тирозина на стеклоуглеродном электроде, модифицированном композитом графена и наночастицами золота. Электрохимия. 2021;57(1):47—58. https://doi.org/10.31857/S0424857020110067

12. Стрижко Л.С., Бобозода Ш.К., Новаковская А.О., Бобоев И.Р. Управление процессом и прогнозирование выщелачивания сырья с применением гидроакустического излучателя. Системы. Методы. Технологии. 2014;(4):115—122.

13. Елшин В.В., Колодин А.А., Овсюков А.Е. Мальчихин А.С. Особенности цианистого выщелачивания золота в цикле измельчения. Металлург. 2013;(7): 86—90.

14. Conway M.H., Gale D.C. Sulfur’s impact on the size of pressure oxidation autoclaves. The Journal of the Minerals, Metals & Materials Society. 1990;42:19—22. https://doi.org/10.1007/BF03221072

15. Mason P.G. Energy requirements for the pressure oxidation of gold-bearing sulfudes. The Journal of the Minerals, Metals & Materials Society. 1990;42(9):15—18.

16. Лавров А.Ю. Повышение эффективности освоения рудных месторождений на основе использования инновационных геотехнологий с фотоэлектрохимической активацией компонентов технологических систем. Вестник Забайкальского государственного университета. 2013;(2):31—37.

17. Bellec S., Hodouin D., Bazin C., Khalesi M.R., Duchesne C. Modelling and simulation of gold ore leaching. In: World Gold Conference 2009. The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2009. Р. 51—59.

18. Nikoloski A.N., Nicol M.J. The electrochemistry of the leaching reactions in the Caron process. II. Cathodic processes. Hydrometallurgy. 2010;(105):54—59.

19. Robertson S., Jeffrey M., Zhang H., Ho E. An introductory electrochemical approach to studying hydrometallurgical reactions. Metallurgical and Materials Transactions B. 2005;36:313—325.

20. Щадов И.М., Филиппова Е.В. Перспективы применения новой экологозащитной технологии при переработке золотосодержащих техногенных образований. Экология и промышленность России. 2017;21(12):24—27. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-12-24-27

21. Филиппова Е.В. Новая комплексная технология отработки техногенных отходов, позволяющая повысить экологическую безопасность. Системы. Методы. Технологии. 2016;(3):192—197. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2016-3-192-197

22. Syed S. Recovery of gold from secondary sources. Hydrometallurgy. 2012;115:31—51.

23. Баранов А.Н. Коррозия и защита металлов: Учеб. пос. Иркутск: ИРНИТУ, 2015. 178 с.

24. Справочник химика. 2-е изд. Т. 3. М.: Химия, 1964. 1025 с.

25. Химическая энциклопедия в 5 т. Т. 2. Под ред. И.А. Киуянц. М.: Советская энциклопедия, 1990. 617 с.

26. Takeno Naoto. Atlas of Eh—pH diagrams (Intercomparison of thermodynamic databases): Geological Survey of Japan Open File Report No. 419. Tsukuba, Ibaraki, Japan: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Research Center for Deep Geological Environments, 2005.

27. Fenge Lin, David Vera Anaya, Shu Gong, Lim Wei Yap, Yan Lu, Zijun Yong, Wenlong Cheng. Gold nanowire sponge electrochemistry for permeable wearable sweat analysis comfortably and wirelessly. ACS Sensors. 2024;9(10):5414—5424. https://doi.org/10.1021/acssensors.4c01635

28. Сидоров Д.С., Баранов А.Н. Интенсификация выщелачивания цветных металлов с применением электрохимической обработки щелочи. В сб.: Перспективы развития технологии переработки углеводородных минеральных ресурсов: Материалы X Всерос. науч.-практ. конференции с междунар. участием. Иркутск: ИРНИТУ, 2020. С. 51—53.