7.2.1. Цианид.

Цианид является ключевым ингредиентом растворов кучного выщелачивания. Цианид образует комплексы с более чем 28-ю металлами. Золото образует очень сильный комплекс с цианидом, достаточно сильный, чтобы растворить этот металл. Химики имеют метод, характеризующий прочность комплекса, называемый совокупной или валовой константой, Вn. Совокупная константа описывается для соответствующего металла и цианида следующей реакцией:

М+n(CN)n, где

Вn=^(M(CN)n)

(M) (CN)ⁿ

Концентрация комплексов измеряется в молях на литр.

Значения Вn в таб.7.1. показывают прочность цианидного комплекса. Принимая отношение металл - цианидного комплекса к металлу как 2.ОЕ+10, уравнение 1 может быть решено для содержания свободного цианида СN, необходимого для образования указанного комплекса – цианид – металл. Как видно из таб.7.1., свинец требует содержания цианида 1 моль/литр, тогда как другие металлы растворяются при меньших количествах свободного цианида. В руде могут быть представлены разные соединения этих металлов. Они могут быть более стабильными, чем цианидный комплекс золота. Наличие высоко стабильных соединений металлов может препятствовать растворению золота даже в присутствии больших количеств свободного цианида в растворе.

Там где поверхность металлов подвергается действию цианидосодержащих растворов, присутствие цианида является лимитирующей стадией: степень растворения металла возрастает прямо пропорционально концентрации свободного ииии в растворе.

Там, где поверхность металлов подвергается действию цианидосодержащих растворов, присутствие цианида является лидирующей стадией: степень растворения металла возрастает прямо пропорционально концентрации свободного ииииии в растворе. Это остается верным до достижения максимальной скорости растворения.

Таблица 7.1.

Прочность цианидного комплекса.

металл	валентность	n	Log (10) Bn	Log (10) CN
Кадмий	+2	4	16,85	-1,6
Кобальт	+2	6	19,09	-1,5
Кобальт	+3	6	64	-9,0
Медь	+1	4	27,3	-4,3
Золото	+1	2	47,5	-18,6
Золото	+3	4	56	-11,4
Свинец	+2	4	10,3	0
Ртуть	+2	4	41,4	-7,8
Никель	+2	4	31	-5,2
Серебро	+1	4	21,1	-2,7
цинк	+2	4	16,9	-1,7

После этого дальнейшее возрастание концентрации цианида может оказывать слаботормозящий эффект при растворении.

Основной принцип цианидного процесса (кратко обсуждался в главе 1) состоит в том, что слабощелочные цианидные растворы предпочтительно растворяют золото и серебро, содержащееся в руде. Конная реакции (уравнение Элсенера), которая традиционно принималась как основная для растворения золота цианидом, имеет вид:

4Au+8CN^-+O₂+2H₂O=4Au (CN)₂+4OH (2)

Большинство современных исследований по механизму растворения показывают, что реакция происходит в 2 стадии (Адамеон,1972). Наибольшее количество золота растворяется по реакции:

2Au+4CN^-+O₂+2H₂O=2Au (CN)₂+Н₂О₂+ 2OH (3)

Оставшаяся часть – по реакции 2, Скорость растворения золота зависит от концентрации натриевого цианида (NaCN) и щелочности раствора, при этом оптимальное значение рН=10,3

Как и большинство химических реакций растворение драгоценных металлов весьма чувствительно к изменениям температуры. Существует два температурных эффекта: (1) потребность энергии активации и (2) уменьшение растворения кислорода с повышением температуры. В хорошо перемешанном и хорошо аэрированном растворе оптимальная температура выщелачивания составляет около 85⁰С. Эта оптимальная температура при организации КВ никогда не достигается, а сезонные вариации в скорости выщелачивания могут иметь место при изменении температуры от 0⁰С зимой до 35⁰С летом. В этом диапазоне температур энергия активации при выщелачивании золота, серебра и меди раствором цианида оценивается от 2 до 5 ккал/моль. Эти величины типичны для диффузии, контролирующей процесс. Так как температурный контроль не доступен при эксплуатации штабеля, скорость выщелачивания в течение зимы может быть принята равной около 70% от достигнутой в течение лета.

Натриевый цианид является наиболее известным реагентом в процессе кучного выщелачивания и выпускается фирмой Du Pont. Обучение технике безопасности в обращении с цианидосодержащими продуктами требуется для всего персонала до начала работы.

Существуют две формы натриевого цианида, выпускаемые Du Pont брикеты и гранулы. Эти продукты могут быть доставлены в металлических бочках, бункерах, цистернах на открытых платформах или автоцистернах. Продукт является почти чистым натриевым цианидом (99%) с примесями основных загрязнителей; гидроокиси натрия и натриевой соли муравьиной кислоты в количестве приблизительно 0,4% каждый. Образование пыли от продукта является основным источником опасности во время обращения с ним. Попадание внутрь 180 миллиграммов пыли обычно смертельно.

Образование газообразного цианида водорода является основным источником опасности, которая возникает при приготовлении и обращении с раствором. Вдыхание воздуха, содержащего 100 мг/л цианида водорода, смертельно. Чтобы препятствовать образованию цианида водорода, все растворы при смешивании с натриевым цианидом или его соединениями должны быть щелочными. Du Pont рекомендует перед добавлением натриевого цианида смешивать раствор с едким натром. Крепкий раствор от 0,5 до 1% едкого натра и более 20% натриевого цианида может быть приготовлен этим методом для получения растворителя в карте выщелачивающих растворов.