Цементация золота и серебра

Процесс цементации заключается в образовании осадков металлов из их растворов за счет вытеснения этих металлов из раствора другими более электроотрицательными металлами. Он известен с давних времен, но стал конкурентоспособным и эффективным при цементации золота и серебра в результате использования цинка в виде тонкого порошка в 1904 г. (C.W. Merrill). Схема цепи аппаратов цементации представлена на рис. 4.8.

В ряду напряжений металлов в цианистых растворах (табл. 4.3) потенциал цинка более отрицателен, чем потенциал золота и серебра. Золото и серебро осаждаются полностью. Протекают также побочные реакции вытеснения водорода цинком, восстановления кислорода, присутствующего при цианировании, а также образование цианидов цинка Zn(CN)4в2-. По сравнению с теоретически потребным цинком (0.19 г на 1 г Аu) на практике его расход в десятки раз выше. Электрохимический процесс цементации золота может быть уподоблен работе гальванического микроэлемента. При погружении металлического цинка в цианистый раствор между цинком и раствором происходит обмен ионов, в результате которого на анодных участках цинка происходит его ионизация, а на катодных - восстановление золота, кислорода и воды. Электроны при этом перетекают по металлу от анодных участков к катодным. Для повышения скорости осаждения применяется прием, заключающийся в увеличении катодной поверхности предварительным освинцованием металлического цинка. Для этого цинк обрабатывают растворимой солью свинца (уксусно- или азотнокислой). На поверхности цинка образуется рыхлый губчатый слой металлического свинца, имеющий очень большую удельную поверхность. Для предотвращения обратного растворения золота и других благородных металлов растворы перед цементацией деаэрируют, а затем просачивают через слой дисперсного цинка. При недостаточной концентрации цианида и щелочи образуются гидроксиды и цианиды цинка, которые отлагаются совместно на поверхности частиц цинка в виде белого осадка, затрудняя процесс цементации. Однако при чрезмерно высоких концентрациях цианида и щелочи интенсифицируются реакции растворения цинка. Как следствие, увеличивается его расход, а также расход щелочи и цианида.

Для осаждения золота из необескислороженных растворов условием, препятствующим образованию белого осадка, является концентрация цианида 0,05-0,08% и столько же щелочи. Для предварительно деаэрированных растворов концентрацию каждого из этих реагентов можно снизить до 0,02-0,03%.

Некоторые примеси в растворе образуют на поверхности цинка плотные пленки, препятствующие цементации благородных металлов. Так, щелочные сульфиды дают пленки сульфидов свинца и цинка. Мышьяк дает пленки арсената кальция. Вредное влияние оказывает коллоидная кремнекислота, образующая силикат кальция в присутствии извести. Медь в виде аниона Cu(CN)3в2- легко вытесняется цинком, образуя на его поверхности пленку меди.

---