Bản dịch tóm tắt: "Ứng dụng tiềm năng của thiourea trong xử lý vàng" đăng trên tạp chí khoáng sản Kim loại năm 1977

Tài liệu được cung cấp, "Potential applications of thiourea processing of gold" của T. Groenewaldt, Ph.D., D.I.C., xem xét tiềm năng của thiourea trong hydrometallurgy vàng và các ứng dụng khác. Bài báo nhấn mạnh thiourea là một thay thế đầy hứa hẹn cho các hóa chất truyền thống như cyanide, giải quyết một số thách thức liên quan đến độc tính và hiệu quả.

1. Giới thiệu và Bối cảnh Lịch sử

Gold(I)-thiourea ion, Au(CS(NH2)2)2+, được xác định là một loài cation có tiềm năng công nghiệp quan trọng, đặc biệt vì tính chất cation của nó tương phản với các phức vàng anionic thông thường (cyanide, sulphite, halide).

• "Mặc dù thiourea tương đối rẻ. Lợi ích gần đây có lẽ chủ yếu là do công nghệ mới có thể phát sinh từ tính chất cation của ion vàng-thiourea."
• Việc hòa tan vàng trong dung dịch thiourea axit đã được báo cáo từ năm 1941, nhưng chỉ trong thập kỷ qua, nghiên cứu mới đạt đến giai đoạn ứng dụng công nghiệp.

2. Phản ứng oxy hóa khử và hòa tan vàng

Sự hiểu biết về phản ứng oxy hóa khử của thiourea là rất quan trọng để mô tả tác dụng của dung dịch thiourea đối với vàng.

• "Sản phẩm đầu tiên là formamidine disulphide, được hình thành dễ dàng trong dung dịch axit do tác dụng của chất oxy hóa như hydrogen peroxide ở nhiệt độ phòng." Formamidine disulphide được coi là chất oxy hóa hoạt động chính để hòa tan vàng trong dung dịch thiourea.
• Tốc độ hòa tan vàng nhanh và tăng lên khi nồng độ thiourea và chất oxy hóa tăng lên, được kiểm soát một phần bởi các hiện tượng hóa học và vận chuyển.
• Tỷ lệ hòa tan vàng nhanh nhất đạt được với iron(III) làm chất oxy hóa. Tuy nhiên, việc sử dụng iron(III) dẫn đến tiêu thụ thuốc thử cao, làm cho kỹ thuật này không kinh tế so với các kỹ thuật cyanidation thông thường.
• "Tuy nhiên, dung dịch thiourea axit có thể chứng minh là một thay thế ít độc hại và ít ăn mòn hơn so với cyanide, aqua regia hoặc các phương pháp điều trị hydrogen bromide (bromine) hiện đang được sử dụng trong chiết xuất vàng hóa học ướt từ vật liệu chứa vàng và trong khắc hóa học vàng và hợp kim vàng."

3. Mạ điện không dùng điện (Electroless Plating)

Một số bằng sáng chế liên quan đến dung dịch mạ vàng không dùng điện có chứa thiourea đã được phát hành.

• Các bằng sáng chế đầu tiên có vẻ liên quan đến "mạ ngâm" hơn là "mạ không dùng điện" thực sự, vì các dung dịch không chứa chất khử.
• Vai trò của thiourea trong các dung dịch mạ vàng không dùng điện có khả năng là chất làm phẳng.

4. Điện hóa học và điện phân

Điện hóa học của thiourea đã được nghiên cứu trên các bề mặt trơ như bạch kim và than chì.

• Thiourea bị oxy hóa thành formamidine disulphide trên bạch kim.
• Sự hòa tan anốt của vàng nhanh chóng, với phản ứng được đưa ra bởi: Au(CS(NH2)2)+ + e- ← Au + 2CS(NH2)2.
• Hiệu suất dòng điện của hòa tan vàng là 100%. Tuy nhiên, ở thế anốt vượt quá 0,4 V, thiourea bị oxy hóa thành formamidine disulphide và các hợp chất chứa lưu huỳnh khác, làm giảm hiệu suất dòng điện của hòa tan vàng.
• Khử gold(I)-thiourea xảy ra theo phản ứng (2) và được kiểm soát khuếch tán ở thế catốt vượt quá -0,15 và -0,35 V.
• Có thể sử dụng điện phân catốt vàng từ dung dịch thiourea axit để thu hồi vàng hoặc sản xuất tấm vàng. Một lợi thế là hydrogen được tạo ra ở catốt được tăng cường đáng kể khi có thiourea, giúp giảm nguy cơ hình thành polymer trong mạ vàng.

5. Thu hồi vàng: Vàng(I)-Cyanide và Vàng(I)-Thiourea

Các phương pháp thu hồi vàng truyền thống chủ yếu dựa vào ion vàng anionic, chẳng hạn như cyanide.

• Thiourea đóng một vai trò quan trọng trong việc lột vàng từ các chất chiết xuất amin.
• Việc tách các phức kim loại-cyanide từ các chất chiết xuất amoni bậc bốn thường ngược lại với thứ tự chiết xuất, cho phép tách vàng và bạc một cách chọn lọc vào dung dịch thiourea axit.
• Dung dịch thiourea axit đã được sử dụng để cải thiện tính chọn lọc của việc chiết xuất gold(I)-cyanide từ nhựa trao đổi ion.
• Các kỹ thuật khác nhau đã được nghiên cứu để thu hồi vàng trong dung dịch thiourea axit, bao gồm kết tinh trên bột chì hoặc bằng điện phân.
• Than hoạt tính cũng được sử dụng để hấp phụ vàng từ dung dịch thiourea axit, và nhựa trao đổi cation axit mạnh có hiệu quả như than hoạt tính trong việc chiết xuất gold(I)-thiourea axit.

6. Kết luận

Các ứng dụng hứa hẹn nhất của thiourea trong hydrometallurgy vàng là trong lĩnh vực trao đổi ion, nơi tính chất cation của phức gold(I)-thiourea cho phép thu hồi vàng chọn lọc.

• "Tốc độ hòa tan vàng nhanh trong thiourea cũng nên tìm thấy ứng dụng trong hóa phân tích vàng, trong hoàn thiện bề mặt vàng trong ngành trang sức và trong việc chuẩn bị các mẫu để điều tra luyện kim."
• Tiềm năng của thiourea để trở thành quan trọng thứ hai sau cyanide trong xử lý vàng.
• Cần nghiên cứu thêm để hiểu rõ hơn về hóa học cơ bản của hệ thống gold(I)-thiourea, động học và cơ chế của phản ứng oxy hóa khử giữa gold(III) và thiourea, và quá trình lột gold(I)-cyanide thành gold(I)-thiourea trong dung dịch axit.

Tóm lại, bài báo này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về các ứng dụng tiềm năng của thiourea trong ngành công nghiệp vàng, nhấn mạnh vai trò của nó như là một chất thay thế ít độc hại và hiệu quả hơn cho các phương pháp hiện có. Trong tương lai, thiourea có tiềm năng trở thành lựa chọn thay thế cyanide quan trọng thứ hai, đặc biệt trong các ứng dụng chọn lọc hoặc môi trường hạn chế dùng cyanide.
Link download: https://drive.google.com/file/d/1y6Gmh5Ueyj4e1wY-qUVCksAVXwSpNhYL/view?usp=sharing