So sánh hai phương pháp thu hồi Au từ dịch chiết Au dùng Thiourea + H₂O₂ ở pH 2–4. Thu hồi bằng than hoạt tính (Activated Carbon) và Thu hồi bằng kẽm (Zinc cementation)
so sánh hai phương pháp thu hồi Au từ dịch chiết chứa Thiourea + H₂O₂ ở pH 2–4, bao gồm:
-
(1) Thu hồi bằng than hoạt tính (Activated Carbon)
-
-
(2) Thu hồi bằng kẽm (Zinc cementation)
-
I. BỐI CẢNH CHUNG
-
Dung dịch chiết tách: Chứa Au-thiourea phức [Au(CS(NH₂)₂)₂]⁺ hình thành trong môi trường axit yếu (pH 2–4) với chất oxi hóa là H₂O₂.
-
Dung dịch có tính axit, thiourea dễ bị oxy hóa, và hệ chứa muối sunfat/amoni.
II. CƠ CHẾ THU HỒI
1. Bằng than hoạt tính (adsorption onto activated carbon)
-
Cơ chế: Hấp phụ vật lý và hóa học của phức [Au(CS(NH₂)₂)₂]⁺ lên bề mặt than hoạt tính (có tính xốp cao và nhiều nhóm chức như -OH, -COOH).
-
Không cần tái tạo hay khử trong quá trình hấp phụ, Au vẫn còn tồn tại dưới dạng phức.
Phải tiến hành giải hấp (elution) bằng dung dịch như NaCl thioure hoặc HCl-thiourea để tái thu hồi Au sau đó.
2. Bằng kẽm (Zinc precipitation / cementation)
-
Cơ chế: Phản ứng khử-kết tủa. Kẽm (Zn) có thế điện cực thấp hơn vàng (Au) nên khử Au(I) thành Au(0) theo phản ứng:
2[Au(CS(NH2)2)2]++3Zn→2Au0+3Zn2++4CS(NH2)2 -
Au được thu hồi dưới dạng kim loại rắn (vàng mịn) kết tủa ra khỏi dung dịch.
III. SO SÁNH GIỐNG & KHÁC NHAU
Tiêu chí | Than hoạt tính (AC) | Kẽm (Zn) |
---|---|---|
Giống nhau | Cùng thu hồi Au từ phức thiourea | Cùng áp dụng được ở pH 2–4 |
Bản chất quá trình | Hấp phụ bề mặt (physical + weak chemisorption) | Phản ứng khử – tủa kim loại |
Hiệu suất thu hồi | 70–90% (phụ thuộc loại than, thời gian, khuấy) | >95% nếu kiểm soát tốt điều kiện |
Ảnh hưởng của pH | pH thấp dễ giảm hấp phụ nếu quá thấp (<2) | pH thấp tăng tốc độ khử nhưng dễ ăn mòn Zn |
Chi phí | Than đắt hơn, nhưng tái sử dụng được (sau đốt hoặc elution) | Kẽm rẻ, nhưng tạo nhiều bùn, khó xử lý hơn |
Tạp chất đi kèm | Ít kéo theo tạp chất (nếu hấp phụ chọn lọc tốt) | Dễ kết tủa đồng, sắt, thiếc, Pb nếu có mặt |
Quy mô áp dụng | Thích hợp quy mô lớn – công nghiệp liên tục | Phù hợp quy mô vừa và nhỏ, batch |
Xử lý sau thu hồi | Cần giải hấp than → điện phân Au hoặc kết tủa | Lọc – nấu chảy bùn vàng trực tiếp |
Ô nhiễm thiourea | Thiourea còn lại trong dịch → tái sử dụng | Một phần bị phá hủy do phản ứng |
IV. KHUYẾN NGHỊ CHỌN LỌC
Mục tiêu | Nên chọn phương pháp |
---|---|
Thu hồi Au triệt để, ít quan tâm bùn | Kẽm (Zn) |
Tái sử dụng dung dịch, cần chọn lọc cao | Than hoạt tính |
Cần vận hành đơn giản, chi phí thấp | Kẽm |
Quy mô lớn, quy trình liên tục | Than hoạt tính |
V. LƯU Ý KỸ THUẬT
-
Kẽm:
-
Nên dùng bột kẽm mịn hoặc kẽm hạt có bề mặt lớn.
-
Cần khuấy đều và kiểm soát pH, tránh tạo H₂ quá mức (ăn mòn Zn).
-
-
Than hoạt tính:
-
Phải chọn loại chịu axit (acid-washed AC).
-
Có thể hấp phụ cả các hợp chất hữu cơ cạnh tranh → làm giảm hiệu suất.
-
KẾT LUẬN
-
Thu hồi bằng kẽm: hiệu quả cao, rẻ tiền, đơn giản, nhưng tạo nhiều bùn – phù hợp cho quy mô phòng thí nghiệm, quy mô vừa.
-
Thu hồi bằng than hoạt tính: tinh khiết, kiểm soát chọn lọc, thích hợp quy mô lớn nhưng đắt hơn và yêu cầu bước giải hấp sau đó.