Извлечение золота цианированием кратко

Обновлено: 02.07.2024

Наряду с железом и медью, золото претендует на звание первого металла, который человек научился добывать и обрабатывать. При этом среднее содержание (кларк) железа в земной коре около 50 килограммов на тонну, меди — около 80 граммов на тонну, а золота — всего 0,005 грамма на тонну. Если бы золото было распределено в земной коре равномерно, то для того, чтобы набрать на небольшое колечко, необходимо было бы раздробить и перебрать по зернышку примерно три железнодорожных вагона горной породы.

К счастью, золото распределено неравномерно. И в определенных аномальных зонах — месторождениях — его содержание может достигать сотен граммов в тонне. Так, знаменитая россыпь Эльдорадо в Клондайке позволяла опытным старателям получить с одного лотка (5–6 литров или 14–17 килограммов песков) около килограмма золота. Но таких объектов в мире единицы, и именно они-то и породили золотые лихорадки. В большинстве же россыпей с лотка можно получить граммы, в лучшем случае — десятки граммов золота.

При таких низких содержаниях золото должно было обладать какими-то поистине удивительными свойствами, чтобы уже на заре цивилизации человек мог его находить, добывать и обрабатывать. Сегодняшние же технологии вообще позволяют получать золото из бедных (геологи говорят — убогих) руд, где его содержание не превышает 1–2 грамма в тонне горной породы, а сам металл рассеян на атомарном уровне и не всегда виден даже в электронный микроскоп.

Вода, ветер и золотое руно

Благодаря высокой плотности золото плохо переносится водой и ветром. Поэтому при разрушении горных пород, содержащих даже мельчайшие вкрапления золота, оно остается на месте, а более легкие минералы вымываются водой или выдуваются ветрами. Постепенно содержание золота в продуктах разрушения все увеличивается и может достигать десятков и сотен грамм на тонну. Так формируются россыпи — богатые золотом пески. Они-то и стали первой освоенной человеком формой месторождений золота.

Уже в бронзовом веке люди научились добывать золото и из руды. Тогда это было видимое самородное золото, и брали его чаще всего из кварцевых жил, блоки которых выламывали примитивными инструментами — или, там где это было возможно, разогревали, разложив на скалах костер, а затем резко охлаждали, поливая холодной водой.

И хотя в россыпи или железной шляпе золота уже в сотни тысяч раз больше, чем в среднем по земной коре, все равно его очень мало. А это значит, что для получения вожделенного металла золотоносные пески, накопившиеся по дну и берегам рек, или глины из железных шляп, или раздробленные кварцевые жилы надо освободить от всего лишнего. Такой процесс называется обогащением.

Хочется побогаче

Самым простым вариантом, пригодным в любой, даже засушливой местности, было провеивание. Естественный (из россыпей или зон окисления) или искусственный (дробленая руда) золотой песок подкидывали вверх и вперед, при этом стараясь бросать песок по направлению ветра. Более легкий материал отлетал в сторону, а тяжелое золото падало к ногам обогатителя. Всем хорош этот способ, кроме того, что он работает только в том случае, если частицы золота крупные, полмиллиметра и более в диаметре.

Чуть более сложным, но более эффективным методом была промывка. На пути золотоносного потока придумывали разного рода ловушки, помогающие задержаться тяжелым частицам золота. Все ведь помнят историю о золотом руне? Овечью шкуру натягивали на доски и выкладывали на пути золотоносных рек или искусственно организованного потока, по которому направляли материал россыпи или дробленую руду. Этот метод добычи описан греческим географом Страбоном и римским историком Апиканом. Индивидуальными (часто нелегальными) старателями метод применяется до сих пор.

Иногда промывку использовали почти в промышленных масштабах. Рудный прииск Лас-Медулас, расположенный на территории современной Испании, в 1997 году был внесен в список Всемирного наследия ЮНЕСКО как объект древней индустриальной культуры. Для античных времен Лас-Медулас представлял собой целый горно-обогатительный комбинат: в скалах вырублены каналы длиной по несколько километров для перенаправления воды из окрестных рек на золотоносные пески. Далее вода попадала в специальные дренажные канавы. Иногда канавы перекрывали особыми ловушками из хвороста. Мощью воды песок и глина уносились прочь, а золотины застревали между густо сплетенными ветками. После сжигания веток из золы выгребали золотые слитки.

Отмывка золота в лотках актуальна с древнейших времен и по сей день. А еще отмывка золота в лотке стала своеобразным видом состязаний Чешская геологическая служба

Древние люди знали и более изощренные способы добычи и обогащения золота, многие из которых были впоследствии утеряны и переоткрыты заново уже в Новое время. Так, есть основания считать, что метод очистки золотых концентратов путем смешения их со ртутью (амальгамация) был известен уже более 2000 лет назад. Амальгамация применялась вплоть до середины ХХ века, что привело к загрязнению ртутью долин золотоносных рек. Ныне этот метод используется при лабораторных исследованиях руд.

Золото из подручных материалов

К началу раннего Средневековья доступные источники золота на территории Европы были практически исчерпаны. В эту пору золота вечно не хватало, и монархи щедро финансировали тех, кто обещал им превратить в него другие, более доступные и более дешевые вещества, — алхимиков.

Первым кандидатом на роль сырья для производства золота был второй по тяжести из известных людям металлов, свинец. Полезными для алхимических превращений качествами свинца были его ковкость и легкоплавкость. Обладающую похожими характеристиками медь использовали реже. Человечеству уже был хорошо известен золотистый сплав меди с цинком — латунь, и это превращение отнюдь не считалось чудом. Поэтому алхимики настойчиво стремились превратить в золото именно серый металл.

Другим кандидатом была жидкая ртуть. Знаменитый арабский алхимик VIII–IX веков Джабир полагал, что все известные на тот момент семь металлов — золото, серебро, медь, свинец, ртуть, железо, олово — образуются из смеси ртути и серы, которая должна вызреть в недрах земли. Но наиболее совершенный металл, золото, зреет дольше всего, и чтобы получать золото в лаборатории, необходимо ускорить созревание вышеназванной смеси, найдя для этого дополнительное особое вещество. Сейчас мы бы назвали это вещество катализатором, алхимики же называли его эликсиром или философским камнем.

Установки на обогащение

Со временем легко доступных и легко обогатимых руд становилось все меньше, а потребности человечества в золоте, с ростом численности населения и общим ростом экономики, — все больше. Эпоха великих географических открытий XV–XVII веков подарила европейцам Новый свет и новые источники золота. На какое-то время острота проблемы была снята, но к концу XVIII века и это золото закончилось.

И волей-неволей приходилось обращать внимание на все более и более трудные для разработки месторождения. Соответственно, приходилось совершенствовать и технику золотодобычи. В XIX веке в промышленный обиход вошел целый ряд обогатительных установок, в том числе, например, бутара и драга, которые используют до сих пор.

Бутара — это барабан цилиндрической или конической формы, стенки которого представляют собой сито. Внутрь бутары загружают дробленую руду, золотосодержащий песок или глину, заливают воду и начинают бутару вращать. Через отверстия в стенках из бутары удаляются тонкие песчинки и глинистые частицы — шлам, а обесшламленная руда потом поступает на дальнейшее обогащение.

Все эти средства все равно позволяли извлечь лишь относительно крупное, размером в миллиметры или по крайней мере в десятые доли миллиметров, золото. При этом в отходах, так называемых хвостах обогащения, оставались более тонкие золотины. Подход к этому тонкому золоту искали долго и трудно, а существенные открытия делались порой случайно.

Цианиду мне, цианиду

В 1843 году русский химик и инженер Петр Романович Багратион (племянник героя Бородинской битвы) изучал условия растворения золота в цианистых растворах и выяснил, что для этого необходимо присутствие кислорода. Чуть позже этот вывод подтвердили Л. Эльснер и Майкл Фарадей. Однако промышленное использование цианирования началось после того, как в 1887 и 1888 годах англичане Джон Стюарт Макартур и братья Роберт и Уильям Форест сумели не просто растворить золото, но и осадить его из раствора металлическим цинком. Уже в 1889 году они реализовали свой способ на месторождении Витватерсранд в ЮАР. Первоначально использовали цианистый калий, позже его заменили цианистым натрием, который используют и сегодня.

Метод извлечения золота путем перевода его в растворы (на профессиональном жаргоне — жидкую фазу) называется гидрометаллургическим. На современных горно-обогатительных производствах он встречается в трех разновидностях: кучное, подземное и чановое выщелачивание. При кучном выщелачивании цианидными растворами поливают уложенные на специальной пленке штабеля (собственно, кучи) золотосодержащей руды. При подземном выщелачивании растворы закачивают прямо в недра, а при чановом — строят каскады огромных чанов.

Выбор конкретного метода зависит от особенностей состава руд и вмещающих их горных пород и даже от климата. Например, лишь недавно кучное выщелачивание стали пытаться использовать в северных районах, где и летом случаются заморозки — чтобы раствор не замерзал, кучи надо обогревать.

Но все эти технологии позволяют извлекать лишь золото, атомы которого могут контактировать с растворами, а это все равно самородное золото, не важно, тонкое или крупное. Во второй половине XX века — вы угадали — пригодных для промышленной разработки месторождений самородного золота стало не хватать, и человек взялся за руды, которые называют упорными.

Соревнование в упорстве

Наверное, интуитивно понятно, что речь идет о рудах, которые заставляют поломать голову и проявить упорство в поисках способа вынуть из них драгоценный металл. В этих рудах большая часть золота прячется в других минералах и недоступна выщелачивающим растворам. Достаточно часто в качестве такого укромного места, куда можно спрятаться, золото выбирает соединения серы с железом или серы с железом и мышьяком — минералы пирит и арсенопирит. Такие руды, в которых золото образует мельчайшие, вплоть до атомарных, включения в сульфидные минералы, так и называются — золото-сульфидные руды.

Дело в том, что если в смесь воды и измельченной руды (пульпу) подать воздух, то плохо смачиваемые (гидрофобные) зерна прилипнут к пузырьку воздуха и всплывут вместе с ним — и на поверхности сосуда будет образовываться минерализованная пена. А чтобы усилить природную гидрофобность сульфидных минералов, в пульпу добавляют специально подобранные реагенты. Так, пузырек за пузырьком, зернышко за зернышком, собирают золото-сульфидные концентраты.

Но золото-сульфидный концентрат — это еще далеко не слиток. Непосвященному даже трудно бывает поверить, что этот невзрачный темно-серый порошок и есть конечный продукт обогатительной фабрики, перерабатывающей золотые руды. Чтобы вытащить спрятавшиеся в сульфидах микропримеси золота, нужно разрушить минерал-хозяин. Это можно сделать несколькими способами, например, в автоклаве с помощью высоких температур и давлений. А можно добиться того же результата с помощью бактерий, которые едят содержащие золото сульфиды.

Каким бы способом ни вскрывали сульфидные минералы, после их разрушения материал, как и при обогащении руд со свободным золотом, обрабатывают цианидом, чтобы растворить и собрать ставшее доступным, высвободившееся из оков чужой кристаллической решетки золото.

Интересно, что, научившись извлекать из руды тонкое золото, человек лучше понял, как работает природа. Ведь большинство месторождений — продукт гигантской естественной гидрометаллургической фабрики, на которой происходит очень похожий процесс.

Позолоченная жизнь

Цианид — это общее название для химсоединений, содержащих цианогруппу CN. Цианид в низких концентрациях встречается в природе (например, содержится более чем в 1000 видов растений [1, 2]); в быту он используется в качестве стабилизатора поваренной соли и т.д. В сущности, люди и животные довольно часто имеют дело с цианидом при употреблении в пищу некоторых культурных и диких видов растений [3].

Также цианид широко используется в промышленности. Ежегодно более 1 млн тонн этого вещества идет для нанесения гальванопокрытия, переработки металлов, производства органических химикатов, пластика и т.д. [2]. В горнодобывающей промышленности для извлечения из руды золота его применяют уже 120 лет; на добычу приходится около 20 % мирового производства промышленного цианида [2, 4].

Несмотря на свою токсичность, при грамотном использовании цианид относительно безопасен и практически не вредит окружающей среде.

Цианид для извлечения золота

Цианирование считается более безопасной альтернативой амальгамации, которая ранее была основным методом извлечения золота [5]. В 1970-х годах цианирование заняло доминирующую позицию среди технологий извлечения, хотя мелкомасштабные и кустарные золотодобытчики в некоторых странах до сих пор используют ртуть [3]. В Канаде более 90 % от общего объема добываемого золота извлекается с помощью цианида (около 90 тонн) [3].

Нормальная концентрация в рабочем растворе колеблется от 0,01 % до 0,05 % цианида натрия (100–500 частей на миллион) [2]. Добытчики стараются использовать настолько низкие концентрации, насколько это возможно с точки зрения защиты окружающей среды, безопасности и экономики [2]. Цианирование обычно проводится наряду с физическими процессами обогащения, например, измельчением, дроблением или гравитацией. Для того чтобы ионы цианида не преобразовались в токсичный цианидный газ HCN, с помощью добавления извести или другой щелочи поднимается уровень pH итогового раствора [6]. Затем золото концентрируется, извлекается и далее идет на плавку в слитки.

Токсичность и обращение с цианидом

Цианид в больших количествах токсичен. Во всем мире работа с ним строго контролируется соответствующими органами. При отравлении цианид угнетает усвоение кислорода, что приводит к удушью и, без правильного оказания первой помощи, к смерти [7]. Однако организм и человека, и животного способен быстро обезвредить нелетальный объем вещества без отрицательных последствий. Многие виды могут переносить частую интоксикацию небольшими дозами [3]. Согласно наблюдениям, цианид производит некоторый долгосрочный эффект на здоровье человека (например, разрастание щитовидной железы и нарушение ее функций) при регулярном употреблении в пищу цианидсодержащих растений, например, маниоки [8].

В высоких концентрациях цианид токсичен для водной фауны и флоры, особенно для рыбы, которая в тысячу раз чувствительней к данному химикату, чем человек [10]. Из-за огромной опасности для водных организмов в случае умышленной или неумышленной утечки цианида и попадания его в грунтовые воды чрезвычайную важность при разработке рудника приобретает вопрос мониторинга качества воды [11]. Устанавливаемые нормы часто ограничивают объемы цианида, который может быть сброшен в окружающую среду. Поэтому разработано и используется множество технологий для обеззараживания воды на рудниках [2].

Птицы и другие представители животного мира также находятся в зоне потенциального риска отравления цианидом, если среда их обитания распространяется на хвостохранилища [12]. Для предупреждения этого объемы цианида в хвостах можно снизить до безопасного уровня, минимизируя количество используемого химиката, удаляя его из отработанных вод, перерабатывая и применяя химические или биологические реакции преобразования цианида в менее опасные вещества [13].

Для животного мира безопасным уровнем цианида в воде обычно считается 50 мг/л слабокислотного диссоциирующего цианида. Это позволило существенно снизить гибель мигрирующих птиц [6, 11]. Каждый год из-за цианида погибает только несколько сотен представителей пернатых [11]. Для отпугивания птиц от хвостохранилищ на рудниках используются разнообразные средства: изгороди, полиэтиленовые шары и сети [3].

Растворенный цианид не приводит к возникновению рака, не влияет на пищевые цепочки [12]; в окружающей среде при воздействии солнечного света и воздуха он быстро распадается на менее токсичные вещества [2].

Об утечках цианида

Факты случайных утечек цианида в мире тщательно расследовались, что привело к многочисленным реформам в горнодобывающей промышленности, направленным на предотвращение подобных ситуаций в будущем. Одним из таких нововведений стало внедрение Международного кодекса использования цианида (International Cyanide Management Code). Толчком к разработке Кодекса стали нескольких случаев утечки, в частности в Бая-Маре (Румыния) в 2000 году. В результате прорыва дамбы цианид попал в близлежащие воды, что вызвало масштабное загрязнение, гибель рыбы. Был нанесен экономический ущерб, однако случаев смерти среди людей не зафиксировано.

При утечке цианид быстро разрушается под действием природных процессов, например, испарения, поэтому эффект, оказываемый на водную флору и фауну, хоть и масштабен, но не долгосрочен [3]. В Бая-Маре концентрация цианида стремительно понизилась с увеличением расстояния от места утечки. После прохождения загрязненных вод численность водных микроорганизмов, планктон восстановились за несколько дней [10].

В результате землетрясения в Японии в 1980 году большой объем цианида с золотого рудника попал в реку. Хотя утечка химиката и привела к уничтожению в ней всех живых организмов, его наличие фиксировалось на протяжении только 3 дней. В течение 1 месяца на надводных камнях начала заново расти флора, а за 6–7 месяцев восстановились популяции рыбы, водорослей и беспозвоночных [3, стр. 29].

С 1974 по 1976 год, несмотря на непрерывное поступление цианидсодержащих промышленных отходов с золотого рудника (такую практику сегодня бы не разрешили), в воде и иле залива Йеллоунайф в Северо-Западных территориях Канады следов химиката не обнаружили [3].

Правовая среда управления цианидом на рудниках

Законодательные власти многих стран, включая Канаду и Австралию, рекомендуют использовать цианид в рамках вышеупомянутого Кодекса, который предполагает максимальное снижение объемов использования этого вещества, разработку способов защиты поверхностных и грунтовых вод, создание систем сокращения уровня цианида в стоках и предупреждение утечек.

В Канаде цианид считается потенциально опасным веществом. Местное и федеральное законодательство требует, чтобы его перевозкой, обращением и переработкой занимался обученный персонал с использованием сертифицированных средств, например, специальных контейнеров [12]. Размещение и сброс цианида в окружающую среду на рудниках регулируется на уровне провинций через выдачу разрешений и лицензий [12]. Кроме того, концентрация цианида в сточных водах при добыче металлов должна быть ниже максимального уровня в 1 мг/л; это значение устанавливается Нормами по сточным водам при добыче металлов (Metal Mining Effluent Regulations) в рамках федерального Закона о рыболов-стве (Fisheries Act). Уровень цианида измеряется на основе проб воды. В 2010 году канадские рудники полностью удовлетворяли данному требованию [14].

Альтернативные технологии

Несмотря на то что цианид можно применять относительно безопасно, горнодобывающая промышленность продолжает разрабатывать альтернативные технологии, а также совершенствовать техники работы с химикатом. В некоторых случаях является возможной гравитационная концентрация золота, которая, однако, неэкономична и неосуществима, если содержание металла в руде мало или другие ее компоненты имеют такую же плотность [6].

Изучалась также возможность использования для извлечения золота альтернативных химикатов, но они оказались не менее и даже более вредными для окружающей среды [6, 11]. Оценка риска, проведенная Агентством охраны окружающей среды США (US Environmental Protection Agency) и Университетом Пурдю (Purdue University), показала, что системы цианид-известь — это самый безопасный метод химического извлечения золота с точки зрения возможных опасных последствий для экологии и персонала [11].

К инновациям в горнодобывающей промышленности относятся новые технологии разрушения цианида и стратегии работы с ним, позволяющие сократить концентрацию, токсичность и возможное негативное воздействие химиката на окружающую среду [2].

2. Minerals Council of Australia. Fact Sheet--Cyanide and its Use by the Minerals Industry. 2005.

3. Eisler, R. and S.N. Wiemeyer. Cyanide Hazards to Plants and Animals from Gold Mining and Related Water Issues. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 2004. 183: p. 21-54.

6. Australia Government, Department of Resources, Energy and Tourism. Cyanide Management. 2008. Commonwealth of Australia.

9. Hinton, J.J., M.M. Veiga, and A.T.C. Veiga. Clean artisanal gold mining: a Utopian approach? Journal of Cleaner Production. 2003. 11.

10. UNEP/OCHA. The Cyanide Spill at Baia Mare, Romania: Before, During and After. P. Csagoly, Editor. 2000. The Regional Environmental Center for Central and Eastern Europe.

Цианирование золота (также известный как цианидный процесс или Процесс Макартура-Форреста) это гидрометаллургический техника извлечения золото из низкосортных руда превращая золото в водорастворимый координационный комплекс. Это наиболее часто используемый выщелачивание процесс для добыча золота. [1]

Изготовление реагенты на переработку полезных ископаемых с целью извлечения золота, меди, цинка и серебра составляет примерно 13% мирового потребления цианидов, а оставшиеся 87% цианида используются в других промышленных процессах, таких как пластмассы, клеи и пестициды. [2] Из-за высокой ядовитый природа цианид, этот процесс можно считать спорным, и его использование запрещено в небольшом количестве стран и территорий.

Содержание

История

В 1783 г. Карл Вильгельм Шееле обнаружил, что золото растворяется в водные растворы цианида. Благодаря работе Багратион (1844 г.), Элснер (1846 г.) и Фарадей (1847) было определено, что для каждого атома золота требуется два иона цианида, т. Е. стехиометрия растворимого соединения.

Промышленный процесс

Расширение добычи золота в Rand Южной Африки начала замедляться в 1880-х годах, так как новые обнаруживаемые месторождения имели тенденцию пиритная руда. Золото не могло быть извлечено из этого соединения ни одним из доступных тогда химических процессов или технологий. [3] В 1887 г. Джон Стюарт Макартур, работая в сотрудничестве с братьями Робертом и Уильямом Форрестами для Компания Теннант в Глазго, Шотландия, разработала процесс Макартура-Форреста для извлечения золота из золотых руд. В том же году было выдано несколько патентов. [4] Путем суспендирования измельченной руды в растворе цианида было достигнуто разделение до 96% чистого золота. [5] Впервые процесс был использован на Rand в 1890 году и, несмотря на эксплуатационные недостатки, привел к буму инвестиций, поскольку были открыты более крупные золотые прииски. [6] [3]

Химические реакции

4 Au (s) + 8 NaCN (водн.) + O₂(г) + 2Н₂O (l) → 4 Na [Au (CN)₂] (водн.) + 4 NaOH (водн.)

В этом редокс кислород удаляет, посредством двухэтапной реакции, один электрон от каждого атома золота с образованием комплекса Au (CN) −
₂ ион. [11]

заявка

В руда является измельченный с помощью шлифовального оборудования. В зависимости от руды он иногда дополнительно обогащается пенная флотация или по центробежная (гравитационная) концентрация. Вода добавляется для получения суспензии или мякоть. Базовый рудный шлам можно комбинировать с раствором цианид натрия или цианистый калий; многие операции используют цианид кальция, что более рентабельно.

Чтобы предотвратить создание токсичных цианистый водород при переработке гашеная известь (гидроксид кальция) или газировка (гидроксид натрия) добавляется к экстрагирующему раствору, чтобы обеспечить поддержание кислотности во время цианирования более pH 10,5 - сильно основной.Нитрат свинца может улучшить золото выщелачивание скорость и количество извлекаемых материалов, особенно при переработке частично окисленных руд.

Влияние растворенного кислорода

Кислород один из реагенты потребляется во время цианирования, и дефицит растворенный кислород замедляет скорость выщелачивания. Через пульпу можно продуть воздух или чистый газообразный кислород, чтобы максимально увеличить концентрацию растворенного кислорода. Внутренние контакторы кислород-пульпа используются для увеличения парциального давления кислорода в контакте с раствором, таким образом повышая концентрацию растворенного кислорода намного выше, чем уровень насыщения при атмосферное давление. Кислород также можно добавить, дозируя пульпу с пероксид водорода решение.

Предварительная аэрация и промывка руды

В некоторых рудах, особенно частично сульфидированных, аэрация (до введения цианида) руды в воде при высоком pH могут сделать такие элементы, как железо и сера, менее реакционноспособными по отношению к цианиду, тем самым делая процесс цианирования золота более эффективным. В частности, окисление железа до оксид железа (III) и последующие осадки так как гидроксид железа сводит к минимуму потерю цианида из-за образования комплексов цианида железа. Окисление сера соединения с сульфат-ионами позволяет избежать потребления цианида для тиоцианат (SCN − ) побочный продукт.

Извлечение золота из цианидных растворов

В порядке снижения экономической эффективности распространены следующие способы извлечения солюбилизированного золота из раствора (некоторые процессы могут быть исключены из использования по техническим причинам):

Процессы восстановления цианида

Цианид, который остается в хвостовых потоках золотоперерабатывающих заводов, потенциально опасен. Таким образом, некоторые предприятия обрабатывают потоки цианидсодержащих отходов на стадии детоксикации. Этот шаг снижает концентрацию этих цианидных соединений. Процесс под лицензией INCO и Кислота Каро процесс окисления цианида до цианат, который не так токсичен, как ион цианида, и который затем может реагировать с образованием карбонатов и аммиака: [ нужна цитата ]

Процесс Inco обычно может снизить концентрацию цианида до уровня ниже 50 мг / л, тогда как кислотный процесс Каро может снизить уровень цианида до 10–50 мг / л, при этом более низкие концентрации достигаются в потоках раствора, а не в суспензиях. Каронова кислота - пероксомоносерная кислота (H₂ТАК₅) - превращает цианид в цианат. Затем цианат гидролизуется до ионов аммония и карбоната. Кислотный процесс Caro позволяет достичь уровня сброса WAD ниже 50 мг / л, что обычно подходит для сброса в хвосты. Для окисления цианида также можно использовать перекись водорода и щелочное хлорирование, хотя эти подходы менее распространены.

Более 90 шахт по всему миру теперь используют Inco SO₂/ контур воздухообезвреживания для преобразования цианида в гораздо менее токсичный цианат перед сбросом отходов в хвостохранилище. Обычно этот процесс продувает сжатый воздух через хвосты при добавлении метабисульфит натрия, который освобождает SO₂. Лайм используется для поддержания pH около 8,5, и сульфат меди добавляется в качестве катализатора, если в рудном экстракте недостаточно меди. Эта процедура может снизить концентрацию цианида, разлагающегося на слабую кислоту (WAD), до уровня ниже 10 ppm, установленного Директивой ЕС по отходам горнодобывающей промышленности. Этот уровень сравнивается с 66-81 ppm свободного цианида и 500-1000 ppm общего цианида в пруду при Бая-Маре. [12] Оставшийся свободный цианид разлагается в пруду, а цианат-ионы гидролизуются до аммония. Исследования показывают, что остаточный цианид, оставшийся в хвостах золотых рудников, вызывает постоянный выброс токсичных металлов (например, ртути) в подземные и поверхностные водные системы. [13] [14]

Воздействие на окружающую среду

Несмотря на то, что они используются в 90% при производстве золота: [15] цианирование золота противоречивый из-за токсичной природы цианида. Хотя водные растворы цианида быстро разлагаются на солнечном свете, менее токсичные продукты, такие как цианаты и тиоцианаты, могут сохраняться в течение нескольких лет. Знаменитые катастрофы убили несколько человек - людей можно предупредить, чтобы они не пили и не приближались к загрязненной воде, но разливы цианида могут иметь разрушительное воздействие на реки, иногда убивая все на несколько миль ниже по течению. Цианид вскоре вымывается из речных систем, и, пока организмы могут мигрировать из незагрязненных районов вверх по течению, пострадавшие районы вскоре могут быть вновь заселены. По данным румынских властей, в Некоторыеș река внизу Бая-Марепланктон вернулся к 60% нормы в течение 16 дней после разлива; цифры не были подтверждены Венгрией или Югославией. [12] Известные разливы цианида включают:

Год	Мой	Страна	Инцидент
1985-91	Summitville	НАС	Утечка с площадки для выщелачивания
1980-е годы по настоящее время	Ок Теди	Папуа - Новая Гвинея	Беспрепятственный сброс отходов
1995	Омай	Гайана	Обрушение дамбы хвостохранилища
1998	Кумтор	Кыргызстан	Грузовик проехал по мосту
2000	Бая-Маре	Румыния	Обрушение защитной дамбы (см. Разлив цианида в Бая-Маре в 2000 году)
2000	Толукума	Папуа - Новая Гвинея	Вертолет сбросил ящик в тропический лес [16]
2018	Сан-Димас	Мексика	Грузовик слил 200 литров раствора цианида в реку Пиакстла в Дуранго [17]

Такие разливы вызвали ожесточенные протесты на новых шахтах, связанных с использованием цианида, таких как Рошия Монтана в Румынии, Lake Cowal в Австралии, Паскуа Лама в Чили и Букит Коман в Малайзии.

Альтернативы цианиду

Хотя цианид дешев, эффективен и поддается биологическому разложению, его высокая токсичность привела к появлению новых методов извлечения золота с использованием менее токсичных реагентов. Были исследованы другие экстрагенты, включая тиосульфат (S₂О₃ 2− ), тиомочевина (SC (NH₂)₂), йод / йодид, аммиак, жидкая ртуть и альфа-циклодекстрин. Проблемы включают стоимость реагентов и эффективность извлечения золота. Тиомочевина применяется в промышленных масштабах для руд, содержащих стибнит. [18]

Законодательство

Штаты США Монтана [19] и Висконсин, [20] то Чехия, [21] Венгрия, [22] запретили добычу цианида. В Европейская комиссия отклонил предложение о таком запрете, отметив, что существующие правила (см. ниже) обеспечивают адекватную защиту окружающей среды и здоровья. [23] Несколько попыток забанить цианирование золота в Румынии были отклонены румынским парламентом. В настоящее время в Румынии проходят протесты, призывающие к запрету использования цианида в горнодобывающей промышленности (см. 2013 Румынские протесты против проекта Roșia Montană).

В ответ на Разлив цианида в Бая-Маре в 2000 году, то Европейский парламент и Совет принял Директива 2006/21 / EC по управлению отходами добывающих производств. [28] Статья 13 (6) требует, чтобы «концентрация слабокислотного диссоциируемого цианида в пруду была снижена до минимально возможного уровня с использованием наилучшие доступные методы", и в большинстве случаев все шахты, запущенные после 1 мая 2008 года, не могут сбрасывать отходы, содержащие более 10 частей на миллион цианида WAD, шахты, построенные или разрешенные до этой даты, изначально допускают не более 50 частей на миллион, снизившись до 25 частей на миллион в 2013 году и 10 частей на миллион к 2018 году.

В соответствии со Статьей 14 компании также должны предоставить финансовые гарантии для обеспечения очистки после завершения шахты. Это, в частности, может повлиять на более мелкие компании, желающие строить золотые прииски в ЕС, поскольку они с меньшей вероятностью будут иметь финансовые возможности для предоставления таких гарантий.

Промышленность придумала добровольный "Цианидный код" [29] которая направлена на снижение воздействия на окружающую среду с помощью сторонних аудитов управления цианидами компании.

Применяется в тех случаях когда содержание золота очень малы и его осаждение с помощью механизмов невозможна .

Руду предварительно измельчают до нужных размеров в зависимости от состава и плотности , а цианирование золота проводят при перемешивании . Дальше твёрдую фракцию отделяют от золотосодержащих растворов путём разгрузки руды на водонепроницаемую площадку для отделения жидкого от твёрдого . Из получившегося золотосодержащего раствора извлекают золото , а жидкость цианистого раствора после извлечения золота перемещают на объект с перемешиванием руды для извлечения золота .

Переработанная цианидами руда подвергается обязательному обезвре- живанию , далее её отвозят на отвал .

Цианирование включает в себя дополнительные факторы по перерабо — тке такие как фильтрование , осаждение и декантация , данное производство очень трудоёмко и энергозатратно неправильное применение приводит к нерентабельности . В основном добыча золота методом цианирования используется только в больших производственных масштабах которые с успехом используются в США и России .

Амальгамация золота

В случае когда золота из за мелкого состояния невозможно выделить из руды методом осаждения , иногда применяется амальгамация золота ртутью , в основном применяется старателями в Африке . Руду тщательно измельчают и перемешивают с ртутью до образования тягучего вещества ( сплав золота с ртутью амальгама ) .

Получившееся материал подвергают перегонке с испарением ртути , в результате золото остаётся в емкости для перегона , а ртуть испаряется и конденсируется . Далее её используют для дальнейшей амальгамации для получения золота . Золото очищают с помощью химического рафинирования .

Недостаток амальгамации чрезвычайная токсичность ртути , в дальнейшем с тяжелыми последствиями . Использование не применяется кроме некоторых стран в Африке .