So sánh khả năng "bắt" Au bằng Zn trong quá trình trích ly Au từ quặng dùng NaCN và GDA ở pH 9-11 giống và khác nhau thế nào?

Trong quá trình trích ly vàng từ quặng, việc “bắt vàng bằng Zn” (hay còn gọi là phản ứng khử vàng bằng kẽm) phụ thuộc rất lớn vào dạng phức của vàng trong dung dịch cũng như các điều kiện xử lý (đặc biệt là pH). Dưới đây là so sánh chi tiết giữa hệ thống trích ly bằng NaCN và hệ thống sử dụng gold dressing agent (Vichemgold) khi điều kiện pH duy trì trong khoảng 9–11.
 

1. Hệ thống trích ly bằng NaCN (Cyanidation)

• Dạng phức vàng chủ yếu:
  Trong dung dịch NaCN, vàng được hòa tan dưới dạng phức dicyanoaurate, [Au(CN)₂]⁻.

  • Ổn định ở pH 9–11: Ở dải pH này, cyanide chủ yếu tồn tại ở dạng CN⁻, giúp duy trì tính ổn định của phức [Au(CN)₂]⁻, đồng thời hạn chế mất cyanide dưới dạng HCN.

• Phản ứng bắt vàng bằng Zn:
  Phản ứng khử diễn ra theo cơ chế oxi hóa – khử, với phương trình cơ bản:

  2Au(CN)2−​+Zn→2Au +[Zn(CN)4​]2−
  • Điện thế khử: Phức [Au(CN)₂]⁻ có điện thế khử cao (do vàng có tính quý cao), tạo ra chênh lệch điện thế lớn so với kẽm (với tiềm năng tiêu chuẩn khoảng –0,76 V), giúp phản ứng khử diễn ra nhanh và hiệu quả.
  • Kinetics và ứng dụng công nghiệp: Phản ứng này đã được tối ưu qua nhiều thập kỷ (ví dụ, quy trình Merrill–Crowe) và cho hiệu suất bắt vàng rất cao dưới điều kiện được kiểm soát chặt chẽ.

• Ưu điểm trong điều kiện pH 9–11:

  • Duy trì tính ổn định của phức dicyanoaurate.
  • Ngăn ngừa mất cyanide qua HCN (do HCN dễ bay hơi khi pH giảm).

Phản ứng khử với Zn nhanh chóng và cho kết tủa vàng nguyên chất dễ xử lý.
2. Hệ thống trích ly sử dụng Gold Dressing Agent (Vichemgold) ở pH 9–11

• Dạng phức vàng:
  Khi không dùng NaCN, các hệ thống leaching không cyanide (ví dụ: thiosulfate, thiourea hay các dung dịch halide) tạo ra các dạng phức vàng khác nhau.

  • Ví dụ, trong hệ thống thiosulfate, vàng có thể tồn tại dưới dạng phức [Au(S₂O₃)₂]³⁻.
  • Các dạng phức này có đặc tính điện hóa và ổn định khác biệt so với [Au(CN)₂]⁻.

• Tác động của pH 9–11:

  • Ở dải pH 9–11, mặc dù các hệ thống không cyanide thường cố gắng duy trì điều kiện để ổn định phức vàng, nhưng tính chất của phức (như hằng số ổn định và điện thế khử) thường không “hấp dẫn” đối với kẽm như phức dicyanoaurate.
  • Điều này dẫn đến khả năng khử vàng bằng Zn không đạt hiệu quả tối ưu như trong hệ thống cyanidation.

• Phản ứng bắt vàng bằng Zn:

  • Điện thế khử: Với phức [Au(S₂O₃)₂]³⁻ hoặc dạng phức khác, điện thế khử có thể thấp hơn hoặc chênh lệch điện thế giữa phức vàng và Zn không đủ lớn để thúc đẩy phản ứng khử nhanh và hoàn toàn.
  • Kinetics: Phản ứng khử có thể chậm hơn, đòi hỏi thời gian phản ứng lâu hơn, liều lượng kẽm cao hơn hoặc thậm chí cần thêm các chất phụ gia để cải thiện hiệu quả bắt vàng.
  • Sản phẩm phụ: Quá trình khử có thể tạo ra các phức hợp phụ của kẽm với các ligands (vd: thiosulfate, thiourea) gây phức tạp trong quá trình lọc và tinh chế vàng.

Ứng dụng công nghiệp:
Do hạn chế của phản ứng khử bằng Zn trong các hệ thống gold dressing agent, thường cần tối ưu thêm các thông số như liều kẽm, nhiệt độ, thời gian phản ứng, hoặc thay đổi phương pháp phục hồi vàng (như hấp phụ bằng than hoạt tính CIP/CIL, điện giải…) để đảm bảo hiệu quả thu hồi.
​​​​​​​3. So sánh tổng quan

Kết luận:
​​​​​​​

• Với hệ thống NaCN:
  Ở pH 9–11, phức [Au(CN)₂]⁻ được hình thành và duy trì ổn định, cho phép phản ứng khử với kẽm diễn ra nhanh chóng và hiệu quả theo cơ chế:

  2Au(CN)2−​+Zn→2Au+[Zn(CN)4​]2−

  Đây là quy trình đã được công nghiệp chứng minh với hiệu suất cao (Merrill–Crowe).

• Với hệ thống sử dụng gold dressing agent (Vichemgold):
  Mặc dù điều kiện pH 9–11 vẫn được duy trì nhằm cố gắng ổn định dạng phức vàng, nhưng tính chất điện hóa của các phức vàng này thường khác, dẫn đến:

  • Khả năng khử bằng kẽm không được tối ưu do chênh lệch điện thế không lớn bằng hệ thống cyanide.
  • Phản ứng có thể diễn ra chậm hơn và không hoàn toàn, đòi hỏi tối ưu các điều kiện khác (liều kẽm, thời gian, nhiệt độ) hoặc bổ sung các bước phục hồi khác (như hấp phụ, điện giải).
  • Tình trạng tạo ra các phức hợp phụ phức tạp hơn trong quá trình xử lý.

Tóm lại, việc bắt vàng bằng Zn trong quy trình NaCN tại pH 9–11 được đánh giá là ổn định, hiệu quả và đã được ứng dụng rộng rãi, trong khi với các hệ thống gold dressing agent (Vichemgold) ở cùng dải pH, phản ứng khử bằng Zn gặp nhiều thách thức về mặt điện hóa và kinetics, đòi hỏi phải điều chỉnh và tối ưu thêm nhiều yếu tố để đạt được hiệu quả tương đương.