Quy trình trích xuất vàng từ quặng arsenopyrit sử dụng Gold Dressing Agent ở pH kiềm 9-11

Dưới đây là một quy trình tham khảo (theo dạng công thức tổng quát) cho việc trích xuất vàng từ quặng arsenopyrit sử dụng dung dịch Gold Dressing Agent ở môi trường pH 9–11, không dùng cyanide. Lưu ý rằng các số liệu dưới đây mang tính chất tham khảo học thuật và cần được tối ưu hóa qua các thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, vì đặc tính quặng và hiệu suất phản ứng có thể khác nhau theo từng mẫu và điều kiện cụ thể.

1. Tổng Quan Quy Trình

Quy trình trích xuất vàng từ quặng arsenopyrit theo phương pháp không dùng cyanide ở pH 9–11 thường bao gồm hai giai đoạn chính:

1. Tiền xử lý quặng (Pre-treatment):
   Mục tiêu là phá vỡ ma trận khoáng arsenopyrit (FeAsS và các thành phần đi kèm) để giải phóng vàng vốn bị “khóa” bên trong. Phương pháp tiền xử lý có thể sử dụng nhiệt (roasting) hoặc áp suất oxy hóa (POX) trong điều kiện không khí giàu oxy, giúp chuyển hóa các khoáng sulfide thành các oxit và axit, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hòa tan vàng.

2. Hòa tan vàng bằng dung dịch Gold Dressing Agent:
   Ở môi trường kiềm (pH 9–11), hệ thống ammoniacal thiosulfate được sử dụng để hòa tan vàng. Trong hệ thống này, vàng được chuyển đổi thành phức vàng thiosulfate có dạng [Au(S₂O₃)₂]³⁻, qua đó tạo ra dung dịch vàng hòa tan để thu hồi.

2. Công Thức Phản Ứng Tổng Quát

Trong hệ thống ammoniacal thiosulfate, phản ứng trích xuất vàng có thể được mô phỏng theo công thức tổng quát sau (các con số cân bằng mang tính chất minh họa):

4Au (s)+8S2​O32−​+O2​+2H2​O⟶4[Au(S2​O3​)2​]3−+4OH−

Trong đó:

• S₂O₃²⁻ được cung cấp từ dung dịch ammonium thiosulfate (hoặc sodium thiosulfate) trong môi trường ammoniacal.
• Oxygen (O₂) giúp duy trì quá trình oxy hóa, và các gốc tự do thiosulfate (có thể phát sinh từ quá trình phân hủy các chất oxy hóa bổ sung như Na₂S₂O₈ nếu hệ thống được kết hợp) cũng góp phần hỗ trợ phản ứng.
• Quá trình diễn ra ở môi trường pH kiềm (9–11), được điều chỉnh bằng dung dịch ammonia.

Để tăng tốc độ phản ứng và ổn định quá trình hòa tan vàng, một lượng nhỏ ion đồng (Cu²⁺) thường được thêm vào như chất xúc tác.

3. Liều Lượng Hóa Chất Tham Khảo

Do quy trình có nhiều biến số, các số liệu dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo ban đầu cho quy trình thí nghiệm:

Giai đoạn 1: Tiền xử lý quặng

• Nhiệt độ xử lý (roasting/POX): Khoảng 700–800 °C (hoặc theo điều kiện tối ưu của mẫu quặng cụ thể).
• Thời gian xử lý: 2–4 giờ.
• (Các điều kiện về tỷ lệ than cốc, oxy, v.v. cần được điều chỉnh theo đặc tính của quặng.)

Giai đoạn 2: Hòa tan vàng

• Dung dịch thiosulfate:
  • Sử dụng dung dịch ammoniacal thiosulfate với nồng độ khoảng 150–200 g/L (theo dạng natri hoặc ammonium thiosulfate).
• Điều chỉnh pH:
  • Sử dụng dung dịch ammonia để điều chỉnh pH của dung dịch từ 9 đến 11.
• Chất xúc tác:
  • Thêm ion Cu²⁺ với hàm lượng từ 0,5 đến 2 mg/L để kích thích phản ứng.
• Nhiệt độ phản ứng:
  • Đặt ở khoảng 40–60 °C để đạt hiệu suất hòa tan vàng tối ưu.
• Thời gian phản ứng:
  • 2–3 giờ (để đảm bảo quá trình tạo phức vàng diễn ra đầy đủ).

4. Cách Thu Hồi Vàng

Sau khi vàng được hòa tan thành dạng phức [Au(S₂O₃)₂]³⁻, có thể áp dụng một trong các phương pháp sau để thu hồi vàng:

• Hấp phụ bằng than hoạt tính: Dung dịch được đưa qua cột than hoạt tính để hấp phụ phức vàng, sau đó giải phóng vàng qua quá trình điện phân hoặc kết tủa tái chế.
• Điện phân: Sử dụng điện phân để khử phức vàng về dạng vàng kim loại.
• Kết tủa: Điều chỉnh pH hoặc thêm chất kết tủa để đưa vàng ra ở dạng kết tủa, từ đó tách rời và tinh chế.

5. Lưu Ý Chung

• Kiểm soát điều kiện phản ứng:
  Việc duy trì pH từ 9–11 và nhiệt độ ở mức tối ưu là yếu tố quyết định hiệu suất hòa tan vàng.
• Tối ưu hóa tỷ lệ hóa chất:
  Các liều lượng cần được điều chỉnh dựa trên đặc tính mẫu quặng, hàm lượng vàng và tạp chất có trong quặng.
• An toàn và môi trường:
  Quy trình này nhằm mục đích thay thế cyanide, do đó cần đảm bảo rằng các bước tiền xử lý và hòa tan vàng được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm tránh tạo ra các chất phụ hại. Đảm bảo trang bị đầy đủ đồ bảo hộ và tuân thủ quy định an toàn môi trường.

6. Kết Luận

Quy trình trích xuất vàng từ quặng arsenopyrit không sử dụng cyanide ở pH 9–11 dựa trên hệ thống ammoniacal thiosulfate có thể được tổng quát hóa qua phản ứng:

4Au (s)+8S2​O32−​+O2​+2H2​O⟶4[Au(S2​O3​)2​]3−+4OH−

Kết hợp với việc sử dụng các chất xúc tác như Cu²⁺ và điều chỉnh pH bằng dung dịch ammonia, quy trình này hứa hẹn giúp giải phóng vàng từ quặng refractory và giảm lượng cyanide cần thiết. Tuy nhiên, để ứng dụng thực tế, các điều kiện phản ứng (nhiệt độ, thời gian, liều lượng hóa chất) cần được tối ưu qua thử nghiệm cẩn thận trên mẫu quặng cụ thể.

Lưu ý: Thông tin trên chỉ mang tính chất tham khảo học thuật và cần được kiểm chứng, tối ưu hóa trong điều kiện phòng thí nghiệm chuyên sâu trước khi áp dụng vào sản xuất công nghiệp. Đảm bảo luôn tuân thủ các quy định an toàn lao động và môi trường trong quá trình thực hiện.

Từ khóa SEO:Na₂S₂O₈, sodium persulfate, Gold Dressing Agent, trích xuất vàng, quặng arsenopyrit, không dùng cyanide, hệ thống ammoniacal thiosulfate, pH 9-11, oxy hóa vàng, khai thác vàng refractory