Những loại hóa chất khử hoặc kết tủa Au tốt nhất đến kém nhất

1. Chất kết tủa tốt nhất

1.1. Natri Metabisulfite (Na2S2O5​)

• Hiệu quả: Rất cao, đặc biệt trong dung dịch chứa ion AuCl4−​ (dung dịch aqua regia).
• Cơ chế: Chuyển đổi vàng từ dạng ion (Au3+) về dạng nguyên tố:

2AuCl4−+3SO2+6H2O→2Au+3H2SO4+8HCl

• Ưu điểm:
  • Tốc độ phản ứng nhanh.
  • Tinh khiết cao, ít lẫn tạp chất.
  • Dễ sử dụng và kiểm soát.
• Ứng dụng: Phổ biến trong công nghiệp tinh chế vàng.

---

1.2. Sodium Sulfite (Na2SO3​)

• Hiệu quả: Tốt, tương tự như Na2S2O5​, nhưng yêu cầu môi trường có pH kiểm soát tốt hơn.
• Cơ chế: Giảm Au3+ thành vàng nguyên tố:

2AuCl4−+3Na2SO3+3H2O→2Au+3Na2SO4+6HCl2

• Ưu điểm: Giá thành rẻ hơn so với Na2S2O5

1.3. Axit Oxalic (C2H2O4​)

• Hiệu quả: Cao, đặc biệt khi kết tủa vàng từ dung dịch chứa ít tạp chất.
• Cơ chế: Axit oxalic là chất khử mạnh, làm kết tủa vàng:

2AuCl4−+3C2H2O4→2Au+6CO2+8HCl2

• Ưu điểm:
  • Tạo vàng rất tinh khiết.
  • Ít tác động đến môi trường.
• Hạn chế: Tốc độ kết tủa chậm hơn so với Na2S2O5​.

  1.4. Hydrazine (N2H4​)

  Hiệu quả: Rất mạnh, sử dụng trong cả dung dịch cyanua và dung dịch chloride.
• Cơ chế phản ứng:

2AuCl4−+3N2H4→2Au+6HCl+3N2

• Ưu điểm:
  • Tốc độ nhanh, thu hồi vàng gần như hoàn toàn.
• Nhược điểm:
  • Độc hại, cần xử lý cẩn thận.

Chi phí cao hơn so với metabisulfite.

1.5 Kết tủa vàng bằng Hydroxylamin (NH2OHOH)

Phản ứng chính:

Hydroxylamin là chất khử mạnh, có thể giảm ion Au3+ trong dung dịch AuCl4− thành vàng kim loại:

AuCl4−+NH2OH⋅HCl→Au+4HCl+N2O+H2O

Ưu điểm:

• Hiệu suất cao: Kết tủa vàng nhanh và gần như hoàn toàn.
• Độ tinh khiết tốt: Vàng thu được ít lẫn tạp chất.
• Thân thiện với môi trường: Sản phẩm phụ là khí N2O (không độc hại) và nước.

• Nhược điểm:

• Yêu cầu kiểm soát pH: Cần môi trường axit nhẹ (pH khoảng 2–4) để phản ứng diễn ra hiệu quả.
• Tính ổn định: Hydroxylamin không bền, dễ phân hủy, nên cần lưu trữ và sử dụng cẩn thận.

• Ứng dụng:

  Thích hợp cho các phòng thí nghiệm và các quá trình thu hồi vàng với yêu cầu tinh khiết cao.
  1.6 Kết tủa vàng bằng Natri Borohydride (NaBH4​)

  Phản ứng chính:

  NaBH4​ là chất khử mạnh, có thể khử ion Au3+\ trong dung dịch AuCl4−−​ thành vàng kim loại:

  4AuCl4−+3NaBH4+9H2O→4Au+12HCl+3H3BO3

  Ưu điểm:

• Khả năng khử mạnh: NaBH4​ có thể khử cả Au3++ và Au+ một cách nhanh chóng.
• Vàng tinh khiết cao: Thu được hạt vàng mịn, dễ dàng rửa sạch tạp chất.
• Lượng chất khử nhỏ: Chỉ cần một lượng nhỏ NaBH4 để kết tủa hoàn toàn vàng.

• Nhược điểm:

• Chi phí cao: NaBH4có giá thành tương đối đắt.

• Ứng dụng:

  Phổ biến trong các ứng dụng công nghệ cao và các phòng thí nghiệm cần thu hồi vàng với độ tinh khiết rất cao.

• Xử lý phức tạp: Phản ứng sinh nhiệt, cần kiểm soát tốt để tránh phản ứng phụ.
• Nhạy cảm với môi trường kiềm: Phản ứng diễn ra hiệu quả hơn trong môi trường kiềm nhẹ.

  1.7 Ascorbic Acid (Vitamin C):

• Chất khử thân thiện với môi trường, thường dùng trong tổng hợp vàng nano.
• Có khả năng khử tốt, đặc biệt khi không cần tốc độ khử quá nhanh.
• Phương trình: 2Au3++3C6​H8​O6​→2Au+3C6​H6​O6​+6H+

• 2. Chất kết tủa trung bình

  2.1. Kẽm (Zn)

  Hiệu quả: Trung bình, dùng phổ biến trong công nghiệp khai thác vàng theo phương pháp cyanua hóa.
• Cơ chế: Kẽm thay thế ion vàng trong dung dịch phức cyanua
• 2Au(CN)2−​+Zn→2Au+Zn(CN)42−​
• Ưu điểm:
  • Giá thành rẻ, sẵn có.
  • Hiệu quả cao trong dung dịch cyanua.
• Hạn chế:
  • Vàng thu được lẫn nhiều tạp chất (cần xử lý thêm).

• 2.2. Đồng (Cu)

• Hiệu quả: Trung bình, hoạt động theo cơ chế thay thế kim loại (tương tự kẽm).
• Cơ chế: Đồng thay thế vàng trong dung dịch:
• 2Au(CN)2−​+Cu→2Au+Cu(CN)2​
• Ưu điểm: Giá rẻ hơn kẽm.

Hạn chế: Nhiều tạp chất, hiệu quả thấp hơn kẽm.

• 2.3 Glucose:

  • Hoạt động tốt trong môi trường kiềm.
  • Tốc độ khử chậm hơn so với NaBH₄ và hydrazine.
  • Ứng dụng trong tổng hợp hạt nano vàng thân thiện môi trường.
  • Phương trình: Au3++C6​H12​O6​→Au+C6​H10​O6​+2H+

• 2.4 Citric Acid (Axit Citric):

  • Là chất khử nhẹ, thường sử dụng cùng với các chất khác để kiểm soát kích thước hạt nano vàng.

Tốc độ khử chậm hơn ascorbic acid.
​​​​​​​3. Chất kết tủa kém

3.1. Sắt (Fe)

• Hiệu quả: Kém, chỉ sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt.
• Cơ chế: Sắt thay thế vàng trong dung dịch: 
  2Au(CN)2−​+Fe→2Au+Fe(CN)63−
• Ưu điểm: Giá thành rất rẻ.
• Hạn chế: Vàng thu được có độ tinh khiết thấp, khó xử lý.

3.2. Nhôm (Al)

• Hiệu quả: Rất kém, ít được sử dụng.

Cơ chế: Tương tự như sắt và kẽm, nhôm có khả năng khử yếu hơn.
​​​​​​​3.3 Formaldehyde (HCHO):

• Có khả năng khử Au3+, nhưng không mạnh như NaBH₄ hoặc hydrazine.
• Tốc độ phản ứng chậm hơn, yêu cầu kiểm soát điều kiện tốt.

3.4 Alcohol (Ethanol, Methanol):

• Chỉ hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc trong điều kiện xúc tác.

Tốc độ khử thấp, không hiệu quả so với các chất khử khác.

4. Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả

• pH của dung dịch: Một số chất khử (như glucose, ascorbic acid) hoạt động tốt hơn trong môi trường kiềm.
• Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ có thể thúc đẩy tốc độ khử đối với các chất khử yếu như ethanol.
• Tính ổn định của ion Au3+: Nếu vàng tạo phức bền (với Cl− hoặc CN−), cần chất khử mạnh hơn.

 

​​​​​​​