Kullan talteenotto takaisinuuttoliuoksista
Kymäläinen, Maria (2014)
Diplomityö
2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014120350405
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014120350405
Tiivistelmä
Työssä tutkittiin kirjallisuuden ja laboratoriomittausten avulla vaihtoehtoja kullan pelkistämiseen ja talteenottoon kultauuton takaisinuuttoliuoksista. Tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla saadaan puhdasta kiinteää lopputuotetta ilman kullan häviöitä. Käytettyjä pelkistimiä olivat D-(+)-glukoosi, natriumboorihydridi, L-askorbiinihappo, D-(-)-isoaskorbiinihappo ja aktiivihiili. Laboratoriokokeiden perusteella D-(-)-isoaskorbiinihappo sekä aktiivihiili olivat sopivimmat pelkistimet kokeissa käytetylle kultaliuokselle.
Isoaskorbiinihapolla suoritettiin panoskokeita lasireaktorissa eri alku-pH:ssa sekä erilaisilla pelkistimen ja kullan moolisuhteilla. Tulosten perusteella havaittiin pH:n ja pelkistimen ylimäärän vaikuttavan merkittävästi lopputuotteen puhtauteen. Myös redox-potentiaalia säätämällä ja happopesulla pelkistyksen jälkeen voidaan vaikuttaa lopputuotteen puhtauteen.
Aktiivihiilellä suoritettiin panoskokeita adsorptiotasapainojen (latausisotermi) ja kinetiikan tutkimiseksi. Hiileen on mahdollista saada kultaa 383 mg/g kuivaa hiiltä. Suurempi lataus voitaisiin saavuttaa käyttämällä hiiltä, jolla on pienempi partikkelikoko. Kolonnikokeita tehtiin eri virtausnopeuksilla. Kolonnikokeissa kullan dynaaminen adsorptiokapasiteetti hiileen odotetusti kasvoi virtausnopeuden laskiessa. Pienin käytetty virtausnopeus oli 2,40 BV/h, jolloin kapasiteetti oli 75,4 mg/g kuivaa hiiltä (c (Au feed) = 129 mg/L). Kullasta voidaan poistaa myös kolonnipelkistyksen jälkeen epäpuhtauksia happopesulla.
Isoaskorbiinihapolla pelkistyksen kinetiikka on nopea ja sillä saatiin pelkistettyä puhdasta lopputuotetta. Sekä isoaskorbiinihappo, että aktiivihiili ovat potentiaalisia menetelmiä kullan talteenottoon. In this work reduction and recovery of solid gold from solvent extraction stripping solutions was studied. The goal was to find a method, which could produce pure product with minor gold losses. D-(+)-glucose, sodium borohydride, L-ascorbic acid, D-(-)-isoascorbic acid and activated carbon were used for the reduction. D-(-)-isoascorbic acid and activated carbon were found to be the most suitable reducing agents in the screening experiments.
Batch experiments of gold reduction by isoascorbic acid were made in a glass reactor at different initial-pHs, and with different molar ratios between reducing agent and gold. Based on the results pH and excess amount of reducing agent have a major positive effect on the purity of the end product. The purity can be also affected by controlling the redox-potential and with acid wash after the reduction.
Maximum loading capacity, reduction kinetics, and adsorption isotherm of activated carbon were determined by batch experiments. It was possible to reach gold loading of 383 mg/g dry carbon. Greater loading capacity could be reached with smaller particle size of carbon. Column experiments were made with different flow rates. As expected the adsorption capacity of gold increased when the flow rate was reduced. The smallest flow rate used was 2.40 BV/h, which reached the capacity 75.4 mg/g dry carbon (c( Au feed) = 129 mg/L). Acid wash can be used to remove impurities.
Isoascorbic acid was able to reduce rapidly pure gold particles. Both isoascorbic acid and activated carbon are potential methods for gold recovery from stripping solutions.
Isoaskorbiinihapolla suoritettiin panoskokeita lasireaktorissa eri alku-pH:ssa sekä erilaisilla pelkistimen ja kullan moolisuhteilla. Tulosten perusteella havaittiin pH:n ja pelkistimen ylimäärän vaikuttavan merkittävästi lopputuotteen puhtauteen. Myös redox-potentiaalia säätämällä ja happopesulla pelkistyksen jälkeen voidaan vaikuttaa lopputuotteen puhtauteen.
Aktiivihiilellä suoritettiin panoskokeita adsorptiotasapainojen (latausisotermi) ja kinetiikan tutkimiseksi. Hiileen on mahdollista saada kultaa 383 mg/g kuivaa hiiltä. Suurempi lataus voitaisiin saavuttaa käyttämällä hiiltä, jolla on pienempi partikkelikoko. Kolonnikokeita tehtiin eri virtausnopeuksilla. Kolonnikokeissa kullan dynaaminen adsorptiokapasiteetti hiileen odotetusti kasvoi virtausnopeuden laskiessa. Pienin käytetty virtausnopeus oli 2,40 BV/h, jolloin kapasiteetti oli 75,4 mg/g kuivaa hiiltä (c (Au feed) = 129 mg/L). Kullasta voidaan poistaa myös kolonnipelkistyksen jälkeen epäpuhtauksia happopesulla.
Isoaskorbiinihapolla pelkistyksen kinetiikka on nopea ja sillä saatiin pelkistettyä puhdasta lopputuotetta. Sekä isoaskorbiinihappo, että aktiivihiili ovat potentiaalisia menetelmiä kullan talteenottoon.
Batch experiments of gold reduction by isoascorbic acid were made in a glass reactor at different initial-pHs, and with different molar ratios between reducing agent and gold. Based on the results pH and excess amount of reducing agent have a major positive effect on the purity of the end product. The purity can be also affected by controlling the redox-potential and with acid wash after the reduction.
Maximum loading capacity, reduction kinetics, and adsorption isotherm of activated carbon were determined by batch experiments. It was possible to reach gold loading of 383 mg/g dry carbon. Greater loading capacity could be reached with smaller particle size of carbon. Column experiments were made with different flow rates. As expected the adsorption capacity of gold increased when the flow rate was reduced. The smallest flow rate used was 2.40 BV/h, which reached the capacity 75.4 mg/g dry carbon (c( Au feed) = 129 mg/L). Acid wash can be used to remove impurities.
Isoascorbic acid was able to reduce rapidly pure gold particles. Both isoascorbic acid and activated carbon are potential methods for gold recovery from stripping solutions.