ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физико-химические основы осаждения золота цинком из "Металлургия благородных металлов " Теоретические основы процесса цементации благородных металлов цинком были разработаны зарубежными и отечественными учеными. Из отечественных ученых надо особо отметить И. Н. Плаксина, Н. А. Суворовскую, О. К- Будникову, И. А. Каковского, Г. Н. Шиврина. [c.165] Ряд напряжений металлов в цианистых растворах приведен ниже. [c.165] Константа равновесия реакции (146) равна 1,0-а реакции (147) 1,4-10 Следовательно, в термодинамическом отношении золото и серебро могут быть осаждены практически полностью. [c.166] Наряду с основными реакциями (146) и (147) во время процесса цементации в значительной степени протекают также побочные реакции. [c.166] Теоретический расход цинка на осаждение золота по реакции (146) составляет 0,19 г на 1 г Аи. Практически же вследствие окисления цинка по реакциям (150) и (151) его расход в десятки раз выше. [c.166] Согласно современным представлениям, процесс цементации является электрохимическим и может быть уподоблен работе гальванического микроэлемента. При погружении металлического цинка в цианистый раствор между цинком и раствором начинается обмен ионами, в результате которого на анодных участках цинка происходит его ионизация, а на катодных — восстановление золота, кислорода и воды. Электроны при этом перетекают по металлу от анодных участков к катодным. [c.166] Если в первом приближении пренебречь омическим сопротивлением электролита (цианистого раствора) и металлов, го можно считать, что катодные и анодные участки цементационного элемента имеют один и тот же стационарный потенциал. Величина этого потенциала должна обеспечивать равенство анодного и катодного токов. Как видно из рис. 76, а, этому условию удовлетворяет потенциал фс. [c.167] Более того, при известных условиях может начаться обратное растворение золота. Действительно, если вследствие продолжающегося окисления цинка кислородом и водой поверхность его сильно уменьшится, значительно возрастет анодная поляризация (анодная поляризационная кривая 5 приблизится к оси абсцисс), стационарный потенциал сдвинется в сторону положительных значений п начнется обратное растворение ранее вытесненного золота. [c.168] На рис. 77,6 такому состоянию соответствует анодная поляризационная кривая 5 и значение стационарного потенциала ф. [c.168] Рассмотренные диаграммы позволяют наметить пути достижения возможно большей глубины и скорости процесса цементации. Для уменьшения остаточной концентрации золота в растворе необходимо сдвинуть потенциал катода в сторону электроотрицательных значений. Проще всего-это сделать уменьшением анодной поляризации, достигаемой применением цинка с высокоразвитой поверхностью. В этом случае анодная поляризационная кривая 5 (см. рис. 77,6) пойдет круче, стационарный потенциал уменьшится, а достижимая глубина цементации возрастет. [c.168] Скорость осаждения золота ограничена величиной предельного тока, т. е. скоростью диффузии анионов Au( N) к поверхности катодных участков. [c.168] Поэтому для ускорения цементации применимы все методы, способствующие возрастанию скорости диффузии — увеличение катодной поверхности, интенсивное перемешивание, повышение температуры. [c.168] Интенсивное перемешивание дает при цементации двоякий эффект. С одной стороны, оно приводит к увеличению предельного тока восстановления золота и, следовательно, ускорению его осаждения с другой — одновременно возрастает предельный ток восстановления кислорода, вследствие чего увеличивается бесполезный расход цинка. Кроме того, при интенсивном перемешивании существует опасность отрыва пленок вытесненного золота от частиц металлического цинка. При отсутствии контакта золота с цинком стационарный потенциал поверхности золота сдвинется в положительную сторону (в результате поляризации растворенным кислородом), и начнется обратное растворение вытесненного металла. [c.169] Поэтому ыа практике цианистые растворы перед осаждением из них благородных металлов в большинстве случаев подвергают операции деаэрации (обескислороживанию), само осаждение осуществляется просачиванием обескислороженного раствора через слой дисперсного цинка. Это юбеспечивает достаточно высокую скорость диффузии анионов Au( N) -7к поверхности цинка, и в то же время, благодаря сохранению структуры цементного осадка и отсутствию кислорода, сводится к минимуму возможность обратного растворения золота и сокращается расход цинка. Кроме того, в методе просачивания наиболее богатый по благородным металлам раствор соприкасается с наименее активным (отработанным) цинком, а раствор, все более -обедняющийся по мере просачивания, вступает в контакт со все более свежим осадителем, т. е. осуществляется принцип противотока. В результате дополнительно увеличиваются скорость и глубина осаждения. [c.169] Гидроксид и простой цианид цинка являются главными составляющими так называемого белого осадка, образующегося при осаждении золота и серебра из цианистых растворов, имеющих недостаточную концентрацию щелочи и свободного цианида. Отлагаясь на поверхности цинка, белый осадок препятствует контакту цинка с раствором и тем самым затрудняет процесс осаждения. Кроме того, образование Zn(0H)2 и Zn( N)2 ведет к разубоживанию золотого осадка и усложняет его дальнейшую переработку. [c.170] Однако чрезмерное повышение концентрации реагентов также нежелательно, ибо вследствие интенсификации реакций (150)—(153) значительно возрастает расход цинка, цианида и щелочи. [c.170] Весьма существенно и в большинстве случаев вредно на процесс цементации влияют примеси, находящиеся в цианистом растворе. Действие их сводится, в основном, к образованию на поверхности цинка плотных пленок, замедляющих, а иногда и совсем прекращающих осаждение. [c.171] Вернуться к основной статье