Bản dịch tóm tắt: Chiết tách Au từ quặng dùng Thioure, Thiosulphat và các chất khác

Chủ Nhật, 29/06/2025

NGÔ XUÂN TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT, KHAI KHOÁNG, LUYỆN KIM VÀ ĐỊA LÝ
KHOA KỸ THUẬT LUYỆN KIM
THỦY LUYỆN KIM LOẠI QUÝ

Sinh viên: Miguel Alexis Padilla Frias
Mã số: 13160241
Giáo sư hướng dẫn: Angel Azañero Ortiz

Lixiviantes với thiourea, thiocyanate và các chất khác:
- Giới thiệu
- Phát triển nội dung
  - Lịch sử
  - Thị trường
  - Cơ sở vật chất
  - Nghiên cứu
  - Tài liệu tham khảo

Thiourea có công thức NH₂CSNH₂ hòa tan tốt trong axit, tạo phức ổn định với Au.
Hằng số pK của phức [Au(CS(NH₂)₂)₂]⁺ là 21,75, không gây thụ động hóa vàng.
Điện thế tối thiểu để phản ứng xảy ra nhanh là ≥ 0,5 V → Không dùng được O₂ hay không khí làm chất oxy hóa.
Cần chất oxy hóa mạnh như Fe(III), H₂O₂ hoặc O₃ để duy trì phản ứng với tốc độ mong muốn.

Phản ứng tổng quát:

2Au + 4CS(NH₂)₂ + 2Fe³⁺ ⇌ 2[Au(CS(NH₂)₂)₂]⁺ + 2Fe²⁺

Tỷ lệ hòa tan cao khi ~50% thiourea bị oxy hóa thành disulfua formamidin.
Các phản ứng phụ gây tiêu hao thiourea không mong muốn như:
- Thủy phân: CS(NH₂)₂ + H₂O → CO(NH₂)₂ + H₂S
- Phân hủy: CS(NH₂)₂ → NH₄⁺ + SCN⁻
- Oxy hóa tiếp: tạo ra S, CN(NH₂), HCN, gây tiêu hao.

Cải tiến: Thêm Na₂SO₃ (2,5 g/tấn) giúp giảm tiêu hao thiourea và tăng hiệu quả.

Điều kiện pH lý tưởng:

pH = 1,4 – 1,8
Tránh pH > 3 do:
- Fe³⁺ kết tủa thành Fe(OH)₃
- Thiourea oxy hóa nhanh → tiêu hao lớn

Hiệu suất thu hồi Au có thể vượt 95% nếu vàng phân bố tốt.
Nồng độ thiourea thường dùng: 5–50 g/L; chất oxy hóa đủ để oxy hóa 50% thiourea.
Lượng tiêu hao thiourea: 1–4 kg/tấn quặng, đôi khi lên tới 10–12 kg/tấn.
Chi phí vận hành gấp 2 lần so với xianua, chủ yếu do tiêu hao hóa chất: H₂SO₄, H₂O₂, SO₂.

Vàng hòa tan thành phức:
- Au + 2SCN⁻ ⇌ [Au(SCN)₂]⁻ E° = +0,662 V
- Au + 4SCN⁻ ⇌ [Au(SCN)₄]⁻ E° = +0,636 V
Chất oxy hóa: Fe³⁺ là phù hợp nhất (O₂ phản ứng quá chậm).
Nồng độ hiệu quả:
- SCN⁻: 0,5–5 g/L (0,01–0,1 M)
- Fe³⁺: 6–12 g/L (0,1–0,2 M)
pH tối ưu: 1,5 – 2,5
- Dưới pH = 1: SCN⁻ thành HSCN (kém ổn định)
- Trên pH = 3: Fe³⁺ dễ bị kết tủa
Tốc độ hòa tan Au tăng theo:
- Tăng nồng độ SCN⁻
- Giảm nồng độ Fe³⁺ vừa đủ
Tuy nhiên:
- SCN⁻ dễ bị oxy hóa tạo CN⁻, SO₄²⁻ → tiêu hao lớn
- Nhiệt độ cao (>40°C) làm giảm hiệu suất
Hiệu quả thu hồi vàng: ~55–65% (lab), có thể >50% (cột), tốt hơn xianua trong môi trường có sulfua.

Vàng hòa tan trong môi trường NH₃ + chất oxy hóa (O₂, Br₂, I₂...):
- Au + 2NH₃ ⇌ [Au(NH₃)₂]⁺
- Au + 4NH₃ ⇌ [Au(NH₃)₄]⁺
Điều kiện:
- NH₃: 2–8 M
- pH ~10,5
- Nhiệt độ >100°C
- NaCN: 0,5–1,5 kg/tấn
- Cu(II): 20–50 mg/L
Ưu điểm: phá vỡ lớp pasiv hóa trên Au, giảm độc hại.
Nhược điểm:
- Phức tạp, dễ mất NH₃, gây biến động pH
- Tiêu hao NH₃ lớn

Ví dụ:
- Au + 2Br⁻ + Br₂ ⇌ AuBr₄⁻ E° = +0,95 V
- Au + 2I⁻ + I₂ ⇌ AuI₄⁻ E° = +0,69 V
Tốc độ hòa tan rất cao, gấp 100–500 lần so với xianua, đặc biệt trong hệ NH₃–I₂/I⁻ hoặc NH₃–Br₂/Br⁻.
Nhược điểm:
- Chi phí rất cao
- Thiết bị chống ăn mòn đắt
- Rủi ro an toàn lao động và sức khỏe
Cần hệ tái sinh halogen điện phân để khả thi thương mại
Linkdownload tiếng Peru: https://drive.google.com/file/d/1fqoNhRuUbQX0BtAhsDWZfN-bsFFvbhrp/view?usp=drive_link