Способ обескислороживания золотосодержащих цианистых растворов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет повышения выхода по току кислорода. Раствор, содержащий 6,5 мг/л кислорода, подавали в катодное пространство электролизера, отделенное от анодного пространства ионообменной мембраной МК-40Л. Плотность тока на катоде поддерживали 5,0 А/м² , силу тока 0,5 А, необходимую скорость протока раствора через катодное пространство рассчитывали по формуле V_p= 1,25^-1·I·α/C = 1,25·0,5·300/6.5 = 18,5 л/ч. Степень обескислороживания 96,1%, выход кислорода по току 77,1%. Концентрация кислорода в отработанном растворе 0,25 мг/л. Изобретение позволяет повысить выход по току кислорода в 35 - 40 раз, т.е. интенсифицировать процесс.

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для обескислороживания золотосодержащих цианистых растворов перед осаждением благородных металлов методом цементации. В цианистых растворах, поступающих на осаждение благородных металлов, всегда присутствует некоторое количество растворенного кислорода. Обладая высоким окислительным потенциалом, кислород восстанавливается при цементации благородных металлов металлическим цинком. В результате значительная часть металлического цинка при цементации расходуется бесполезно, а сам процесс дестабилизируется. Поэтому на практике цианистые растворы перед осаждением из них благородных металлов подвергают обескислороживанию. Известен способ обескислороживания растворов (электролитов) путем электровосстановления растворенного кислорода на катоде электролизера (электрохимической ячейки) в процессе пропускания постоянного электрического тока через циркулирующий в ячейке раствор. К недостаткам известного способа относится то, что закономерности, определяющие скорость электровосстановления кислорода, справедливы лишь для ячеек со специальной геометрией электрода с кратковременным включением и других, в которых имеет место постоянство величин толщины диффузионного слоя кислорода у поверхности электрода и конвекции электролита. В связи с этим расчет скорости циркуляции электролита по известным закономерностям в промышленных электролизерах приводит к погрешностям, препятствующим осуществлению процесса. Кроме того, в известном способе наряду с электровосстановлением на катоде растворенного кислорода на аноде одновременно выделяется кислород и в результате раствор не обескислороживается. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обескислороживания золотосодержащих цианистых растворов, включающий электрохимическое восстановление кислорода в катодном пространстве мембранного электролизера. В известном способе ионообменные мембраны препятствуют проникновению в катодное пространство выделяющегося на аноде кислорода. В результате обеспечивается возможность обескислороживания растворов обработкой их в катодном пространстве мембранного электролизера. К недостаткам относится также низкая эффективность процесса в связи с низким выходом по току кислорода. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет повышения выхода по току кислорода. Это достигается тем, что в способе обескислороживания золотосодержащих цианистых растворов, преимущественно бедных по содержанию золота, включающем обработку растворов в катодном пространстве мембранного электролизера, обработку осуществляют при катодной плотности тока 2-10 А/м² и пропускании исходного раствора со скоростью, определяемой по формуле V_p= 1,25^-1·I· где V_p - скорость пропускания раствора, л/ч; 1,25 - коэффициент запаса; l - сила тока на электролизере, А; с - исходная концентрация кислорода в растворе, мг/л; α = 300, электрохимический эквивалент кислорода, мг/А ˙ ч. Способ осуществляется следующим образом. Исходный, например, золотосодержащий цианистый раствор с концентрацией золота 1-3 мг/л подают через катодное пространство мембранного электролизера и одновременно пропускают через раствор постоянный электрический ток при катодной плотности тока 2-10 А/м². Под действием электрического тока в обрабатываемом растворе сначала идет реакция электрохимического восстановления кислорода O₂+2H₂O+4e __→ 4OH^- (1) которая обеспечивает обескислороживание раствора, а затем реакция восстановления воды 2H₂O+2e-H +2OH^- (2) Выделяющийся в виде мелких пузырьков водород, длительное время удерживаясь в растворе, предотвращает насыщение его атмосферным кислородом. Одновременно в анодном пространстве электролизера в анолите 10%-ном растворе сернокислого натрия идет реакция электролитического разложения воды с выделением газообразного кислорода
2H₂O-4e __→ O +4H⁺ (3)
Однако насыщения обрабатываемого раствора выделяющимся кислородом не происходит, так как ионообменная мембрана препятствует проникновению кислорода в катодное пространство. Удельнообъемную скорость пропуска обрабатываемого раствора через катодное пространство регулируют в зависимости от силы тока на электролизере (катодной плотности тока) и исходной концентрации кислорода в растворе по формуле
V_p= 1,25^-1·I· где 1,25 - коэффициент запаса;
l - сила тока на электролизере, А;
с - исходная концентрация кислорода в обрабатываемом растворе, мг/л;
α - электрохимический эквивалент кислорода, 300 мг/А˙ ч. Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях для обескислороживания бедных золотосодержащих цианистых растворов в диафрагменном электролизере с рабочей поверхностью катодов 10 дм². Катодное пространство электролизера в виде шести катодных камер с катодными блоками, выполненными из титанового листа и имеющими сильноразвитую поверхность, отделено от анодного отсека, расположенного вдоль продольных стенок катодных камер, катионообменной мембраной МК-40Л. Обрабатываемый раствор объемом 1 дм³ с исходной концентрацией кислорода 6,5 мг/л подавали в электролизер через штуцер в нижней части первой катодной камеры, последовательно пропускали из одной камеры в другую по синусоиде и выпускали из электролизера через штуцер в верхней части последней катодной камеры. Скорость протока раствора через катодное пространство электролизера регулировали согласно формуле V_p= 1,25^-1·I· . Одновременно через обрабатываемый раствор пропускали постоянный электрический ток при напряжении 6 В и силе тока 0,1-1,1 А (при катодной плотности тока 1,0-11,0 А/м²). После пропуска через раствор 0,003 А·ч количества электричества концентрация кислорода в растворе составила менее 0,3 мг/л. Экспериментально установлено, что осуществление способа проходит наиболее эффективно при пропускании через раствор постоянного электрического тока катодной плотностью 2-10 А/м², так как при этом скорость пропуска раствора через катодное пространство мембранного электролизера обеспечивает достижение выхода по току кислорода более 80%. Осуществление способа при плотности тока менее 2 А/м² возможно (степень обескислороживания 95,4%, выход по току 78,5%), но нецелесообразно, так как скорость протока раствора через катодное пространство снижается в два раза. При плотности тока более 10 А/м² одновременно идет реакция выделения водорода, в результате выход по току снижается, а концентрация кислорода в растворе увеличивается и возможно осаждение золота и серебра на катоде. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса обескислороживания растворов.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБЕСКИСЛОРОЖИВАНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРОВ, преимущественно бедных по содержанию золота, включающий обработку растворов в катодном пространстве мембранного электролизера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет повышения выхода по току кислорода, обработку осуществляют при катодной плотности тока 2 - 10 л/м² и пропускании исходного раствора со скоростью, определяемой по формуле
V_p= 1,25^-1·I·
где V_р - скорость пропускания раствора, л/ч;
1,25 - коэффициент запаса;
l - сила тока на электрлизере, А;
C - исходная концентрация кислорода в растворе, мг/л;
α = 300 , электрохимический эквивалент кислорода, мг/А · ч.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---