Гіпохлоритне одержання благородних металів з вторинної дисперсної мінеральної сировини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”

Спеціальність 05. 17. 01 - технологія неорганічних речовин

УДК 669.213

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

ГІПОХЛОРИТНЕ ОДЕРЖАННЯ БЛАГОРОДНИХ МЕТАЛІВ З ВТОРИННОЇ ДИСПЕРСНОЇ МІНЕРАЛЬНОЇ СИРОВИНИ

Прокопенко Віталій

Анатолійович

Київ - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті біоколоїдної хімії ім.Ф.Д. Овчаренка НАН України та Міжгалузевому науково-технологічному центрі видобутку і переробки руд рідкісних та благородних металів (МНТЦ) „Дорогметтехнологія” НАН України та Мінпромполітики України

Науковий консультант: академік Російської академії природничих наук, доктор хімічних наук, професор Перцов Микола Валерійович, Інститут біоколоїдної хімії ім.Ф.Д. Овчаренка НАН України - заступник директора; МНТЦ „Дорогметтехнологія” НАН України та Мінпромполітики України - керівник.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Запольський Анатолій Кирилович Національний університет харчових технологій, професор кафедри біохімії та екології харчових виробництв доктор технічних наук, професор Гринь Григорій Іванович

Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»,

проректор, професор кафедри хімічної технології неорганічних речовин, каталізу та екології доктор хімічних наук, професорКублановський Валерій Семенович Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І.Вернадського НАН України, завідувач відділу електрохімії водних розчинів Захист відбудеться “ 26 ” листопада 2008 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.13 при Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» за адресою: 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37, корпус 4, велика хімічна аудиторія.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут».

Автореферат розісланий „ 23 ” жовтня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук, доцент Мотронюк Т.І.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Благородні метали, в першу чергу золото, за значенням посідають одне з чільних місць у розвитку як світової економіки, так і економіки окремої країни. Тому науковим основам їх сировинної бази, ефективних технологій перероблення золотовмісної сировини та одержання кінцевих продуктів потрібних кондицій з утилізацією корисних компонентів і вирішенням супутніх екологічних проблем світовою науковою спільнотою приділяється особлива увага.

Нові економічні умови, в яких відбувається розвиток економіки України з часу набуття нею незалежності, зумовлюють необхідність створення вітчизняної ланки виробництва, яка б забезпечувала повний цикл обігу благородних металів, зокрема, у золотовидобувній та ювелірній галузях промисловості. Остання має річні обсяги використання тільки золота близько 12-13 тонн, а в 10 розвинутих країнах світу річний обіг ювелірного золота - більше 2000 тонн, з яких 5-8% - переходять у вторинну сировину (дисперсні мінеральні золотовмісні відходи - креці, низьковмісні сплави золота та інші) і вимагають утилізації для одержання кондиційного поверненого металу.

Відсутність в Україні ефективної технології перероблення такої сировини разом з недостатніми знаннями про її детальний склад та властивості зумовило вивезення її за кордон для утилізації, результати чого зводили нанівець доцільність такого підходу.

Світова ж практика, а останнім часом і кілька вітчизняних спеціалізованих підприємств для одержання благородних металів з вказаної сировини застосовують хіміко-технологічні процеси, створені ще у XVI сторіччі, які базуються, головним чином, на використанні суміші нітратної та хлоридної кислот, рідше - ціанідів, наслідком чого є шкідливі і небезпечні викиди у довкілля, зокрема, оксидів нітрогену, нітрозилхлориду, ціанідів тощо.

Крім вказаної вторинної дисперсної мінеральної сировини, дисперсне золото вміщують і продукти видобутку розсипного золота та збагачення природних мінеральних золотовмісних руд - шліхи та концентрати. Вміст цільового металу в них того ж порядку, що і у дисперсних мінеральних відходах ювелірної промисловості. Причому, концентрати, у зв'язку з розвитком вітчизняної золотовидобувної промисловості, привертають особливу увагу: застосовані у чинній технології традиційні металургійні процеси внаслідок особливостей складу руди призводять до одержання не чистого золота, а його сплавів. Це вимагає додаткових заходів хімічного та електрохімічного перечищення та афінажу зливків, що пов'язане як з суттєвим ускладненням технології одержання золота високих кондицій, так і додатковими екологічними проблемами.

Така ситуація, звісно, не може задовольнити сучасні вимоги до ефективності, екологічної чистоти та безпеки промислових технологічних процесів, тим більше, що екологічні законодавства більшості країн - споживачів благородних металів впроваджують все більш високі вимоги не тільки до наявності вказаних сполук у викидах, а й до присутності цих сполук у діючих технологіях.

В той же час накопичені теоретичні та практичні результати у галузі хімічних процесів розчинення золота та інших благородних металів малотоксичними реагентами, широка сучасна реагентна база та створені нові процеси запобігання шкідливих викидів у довкілля відкривають потенційну можливість вирішення вказаної проблеми у найближчий час.

Таким чином, швидке створення ефективної, економічно доцільної та екологічно безпечної технології утилізації вторинної мінеральної, зокрема, ювелірної золотовмісної сировини, а також перероблення концентратів та шліхів, є важливим і актуальним завданням, яке має велике народногосподарське, екологічне та соціальне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась за тематичними планами Інституту та Центру в рамках проектів та завдань Державних науково-технічних програм, Державного інноваційного фонду України, програм фундаментальних досліджень та відомчого плану наукових досліджень НАН України, а саме: проектів 05.53.06/092-92 „Створити та перевірити в експериментальних умовах технології вилучення золота та інших благородних металів з руд та техногенних відходів” (1992 - 1994), 05.53.06/322-94 „Розробити енергозберігаючу технологію знешкодження підвідвальних, шахтних, кар`єрних вод, що вміщують важкі метали з селективним вилученням міді” ( 1994 - 1996) ДНТП 05.53. Пошук та добування мінерально - сировинних ресурсів та їх комплексна переробка”, 04.10/ 04933 „Розробити технологію селективного вилучення паладію з техногенної сировини” (1997-1998) ДНТП 04.10 „Технології пошуку, видобутку та переробки корисних копалин”, „Біогеотехнологія вилучення золота в дисперсному та іонному стані з одночасним знешкодженням стоків золотовидобувних підприємств” (1992-1997) Міждержавної науково-технічної програми „Новітні методи біоінженерії”; проекту № 30-0091/95 „Створення технології, обладнання та виробничої дільниці переробки відходів ювелірної промисловості України по замкнутому екологічно чистому технологічному циклу” (1996-1999) Державного інноваційного фонду України; проекту „Біологічні і колоїдні реакції при гетерофазних трансформаціях золота” (2002-2006 рр, № держреєстрації 0102U007052) Цільової наукової програми НАН України ”Фундаментальні основи створення нових речовин і матеріалів та фізико-хімічні принципи управління хімічними реакціями”; роботах за відомчим планом НДР НАН України: „Колоїдно-геохімічні основи процесів диспергування гірничих порід та вивільнення з них корисних компонентів, що знаходяться у дисперсному стані” (1985-1990 рр., № держреєстрації 0187.0.037074); „Дослідити структурно-механічні властивості головних золотовміщуючих порід України та розробити ефективні методи їх диспергування і утилізації відходів збагачення” (1996-1998 рр., № держреєстрації 0197U008539); „Процеси розділення і очистки природних і техногенних розчинів і дисперсій: створення нових технологій та апаратів” (1996-1998 рр. № держреєстрації 0179U008538); „Розробка колоїдно-хімічних методів збагачення та утилізації головних золотовміщуючих порід України” (1999-2001рр., № держреєстрації 0100U002372); „Теоретичне обґрунтування та розробка колоїдно-хімічних методів розподілу компонентів у промислових розчинах і дисперсіях з утилізацією корисних речовин” (1999-2001 рр., № держреєстрації 0100U002371); „Дослідження колоїдно-хімічних процесів та розробка на їх основі технологій вилучення золота з розчинів та рудних дисперсій, регулювання метаморфізму шламів” (2002-2004 рр. № держреєстрації 0102U007050); „Фіксація іонів важких металів нанорозмірними новоутвореннями на поляризованій поверхні заліза” (2003-2005 рр. № держреєстрації 0102U007051); „Розробка технології одержання та афінажу золотосрібних сплавів з продуктів збагачення упорних руд” (2002-2004 рр., № держреєстрації 0102U007197).

Мета і завдання дослідження: розробити теоретичні основи ефективного і екологічно прийнятного процесу екстракційної переробки мінеральних дисперсних об`єктів, що вміщують благородні метали, створити відповідну хімічну технологію селективного їх одержання, в першу чергу, з дисперсної мінеральної вторинної сировини, з утилізацією і знешкодженням утворених металовмісних розчинів.

Для досягнення цієї мети в роботі необхідно було вирішити наступні завдання:

- здійснити аналіз відомих реакцій розчинення золота в різних за природою розчинниках і запропонувати найбільш придатну для досягнення поставленої мети;

- дослідити особливості перебігу запропонованої реакції гіпохлоритного розчинення золота, залежність її кінетики від основних чинників - рН, концентрації гіпохлориту натрію, температури;

- встановити ймовірний механізм гіпохлоритного розчинення золота, а також супутніх металів, що входять до складу його сплавів, та шляхи керування процесом;

- визначити елементний, речовинний та мінеральний склад, фізико-хімічні, колоїдно-хімічні властивості золотовмісної дисперсної мінеральної сировини та реологічної поведінки систем на її основі; здійснити її первинну класифікацію;

- розробити технологічний процес гіпохлоритного одержання золота і супутніх металів та відповідне обладнання, визначити його оптимальні режими і головні експлуатаційні показники та встановити можливості формування з одержаного металу нових сплавів з кращими властивостями;

- проаналізувати існуючі методики досліджень властивостей і поведінки дисперсних мінеральних систем, виявити їх недоліки, розробити нові та вдосконалити існуючі, розробити методологію вивчення процесів фазоутворення при вилученні важких металів з розчинів;

- визначити склад технологічних розчинів, що утворюються після основного процесу - одержання золота, і розробити наукове підґрунтя наступного процесу - їх утилізації та знешкодження;

- встановити механізм завершальної стадії знешкодження розчинів - гальванокоагуляційного фазоутворення;

- розробити технологічний процес та визначити оптимальні режими утилізації і знешкодження відпрацьованих технологічних розчинів;

- на підставі отриманих експериментальних даних та результатів використання технології у виробничій практиці провести порівняльну техніко-економічну оцінку запропонованої технології і визначити її ефективність.

Об'єктом дослідження виступає технологічний процес одержання благородних металів з золотовмісної дисперсної мінеральної сировини.

Предметом дослідження є процеси розчинення та відновлення золота та супутніх металів, закономірності перебігу окремих стадій і їх технологічне втілення, безпосередньо золотовмісна вторинна дисперсна сировина - креці - та концентрати збагачення, технологічні розчини, що утворюються в основному процесі при їх знезолоченні, процеси утилізації та знешкодження розчинених в них металів, відповідне технологічне обладнання.

Методи дослідження. В роботі використано: рентгено-флуоресцентний, рентгенофазовий, хімічний, спектральний та диференційно-термічний аналізи, електронну мікроскопію, калориметрію, сорбційні та електрокінетичні методи. Розподіл частинок за розмірами визначали спеціально модифікованим седиментаційним аналізом, а кількісна оцінка агрегативної стійкості дисперсій - параметром стійкості, значення якого одержували за створеною методикою з реологічних даних. Вивчення механізмів та кінетики розчинення золота здійснювали у спеціальній електрохімічній комірці з електродом, що обертається, а фазоутворення при вилученні іонів важких металів з розчинів моделювали у спеціально розробленому пристрої з дисковим залізним елементом (електродом), що частково занурювався у розчин і повільно обертався.

Наукова новизна одержаних результатів.

§ Запропоновано та обґрунтовано нову концепцію екстракційного одержання золота та супутніх металів з креців та концентратів збагачення - розчиненням у кислих хлорид-гіпохлоритних розчинах з наступним селективним відновленням металів та гальванокоагуляційним знешкодженням відпрацьованих розчинів.

§ Вперше визначено особливості процесу розчинення золота у хлорид-гіпохлоритних розчинах: встановлена складна (з трьома максимумами) залежність швидкості розчинення металу від рН; залежність від температури, що має максимум при 304К, та концентрації реагенту - Натрію гіпохлориту, за яких швидкість процесу майже у 50 разів може перевищувати швидкість розчинення золота у розчинах ціанідів.

§ Запропоновано вірогідний механізм розчинення золота у гіпохлоритних розчинах, який складається з двох основних стадій - іонізації Ауруму в активному центрі (під впливом адсорбованого ним сильного окиснювача - хлорнуватистої кислоти - з наступною миттєвою деструкцією її молекули і виділенням у зону реакції атомарного Хлору) і утворення за участю протонів іонізованим атомом Ауруму з атомарним Хлором молекули НAuCI2, подальша доля якої визначається рН середовища та/або наявністю СІ-.

§ Вперше встановлено формування на поверхні золота не тільки АuСlадс., а й малорозчинних сполук AuOHадс та Au(OH)CI-, які її блокують і уповільнюють швидкість розчинення у гіпохлоритному розчині; наявність іонів Cl-, кислотність середовища та температура визначають їх подальші перетворення і. тому, керуючи ними, можна контролювати перебіг реакції розчинення золота, зокрема, її кінетичні параметри.

§ Вперше одержано ґрунтовні дані про склад та основні властивості золотовмісних дисперсних мінеральних систем - креців та концентратів збагачення, здійснено систематизацію креців за складом і виявлено принципові відмінності високовмісних креців - хромоксидних та крокусних - від низьковмісних, які більш подібні до природних систем.

§ Вперше встановлено, що золотовмісна металева фаза знаходиться в концентратах збагачення - в основному у вигляді окремих частинок або частинок менше 20 мкм - на поверхні мінералу бариту, а в крецях - у вигляді нанорозмірних (50-100 нм) сферичних утворень на поверхні мінеральних частинок. Вони у кислому реакційному середовищі, завдяки суттєвому підвищенню в ньому агрегативної стійкості (більше ніж вдвічі), не утворюють агрегати, які б ускладнювали доступ реагентів до металевих поверхонь і накладали б додаткові дифузійні обмеження.

§ Обґрунтовано хімічну поведінку супутніх металів (Cu, Ag, Pd та інш.) у кислих хлорид-гіпохлоритних розчинах, яка полягає в тому, що метали, електронегативніші за золото, розчиняються з утворенням відповідних хлоридів з більшою швидкістю, ніж золото, і не впливають на кінетику його розчинення.

§ Вперше науково обґрунтовано процес переробки відпрацьованих (після вилучення з них благородних металів) технологічних розчинів з метою утилізації міді та їх знешкодження вилученням іонів інших супутніх металів - Ніколу, Цинку, Феруму та інших на основі послідовного поєднання стадій електрохімічного та цементаційного (в умовах обмеженого доступу кисню повітря) вилучення міді з розробленим гальванокоагуляційним процесом.

§ Вперше встановлено основні механізми гальванокоагуляційного фазоутворення, яке в залежності від потенціалу системи відповідного металу відносно компромісного потенціалу гальванопари зв'язує іони цих металів виключно у ферити або у оксиди, гідроксосолі і частково - у відповідні ферити.

§ Вперше створено технологічні засади ефективного та екологічно придатного хіміко-технологічного процесу одержання золота, який включає послідовні стадії розчинення металевої складової креців у хлорид-гіпохлоритних розчинах, селективне відновлення Ауруму, Паладію, Аргентуму з наступними утилізацією міді з знезолочених розчинів та їх знешкодженням гальванокоагуляційним вилученням іонів супутніх металів - Ніколу, Цинку, Феруму та інших.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено новий економічно ефективний та екологічно безпечний технологічний процес гіпохлоритного одержання золота та супутніх металів з креців та концентратів збагачення. Він включає: попередні температурне оброблення за удосконаленим режимом та диспергування креців у диспергаторі ЛИА-1; проведення реакції розчинення металевих складових за встановленими раціональними концентраціями реагентів та схемою їх сполучення, відділення продуктивного розчину від твердої фази фільтруванням, селективне відновлення благородних металів, утилізацію міді та гальванокоагуляційне знешкодження відпрацьованих розчинів.

Вперше розроблено, виготовлено, випробувано у виробництві типорозмірний ряд установок, впроваджено у практику виробничу ділянку одержання благородних металів з креців, в яких технологічні операції послідовно виконуються у 2-х пристроях-реакторах. Їх конструкція дає змогу вести процес у екологічно безпечному циклі з реалізацією принципу запобігання несанкціонованого доступу до металовмісних матеріалів.

Розроблені наукові основи технології та устаткування, що її реалізує, можуть тиражуватись як для вказаних цілей, так і для одержання золота з об`єктів, аналогічних крецям - шліхів, концентратів збагачення - з одержанням благородних металів високих кондицій (чистотою у %мас.): золота -до 99,99, паладію - до 95,0 (99,8), срібла - до 99,5, а також сплавів покращеної якості (патенти: України №№ 30510, 70682, Російської Федерації - № 2151008).

Розроблено і застосовано у виробничих умовах процес переробки відпрацьованих технологічних розчинів з рекуперацією міді та їх знешкодженням вилученням інших супутніх металів - нікелю, цинку, заліза та інших. Він включає поєднання стадій електрохімічного та цементаційного вилучення цільових металів з гальванокоагуляційним зв'язуванням у нерозчинні фази залишкових розчинених металів і може використовуватись також для інших систем - розчинів одержання гальванопокриттів, цинкування металів тощо (патенти України №№ 14362, 16385).

Вперше у світовій практиці гіпохлоритну технологію реалізовано у промисловому виробництві двох підприємств, що дозволило вилучати з їх креців до 60 кг золота на рік і одержати від її використання близько 1 млн. грн. Розроблений процес та відповідна схема знешкодження відпрацьованих технологічних розчинів з утилізацією металевих компонентів при застосуванні у технологічному циклі підприємства „Геофізприлад” (м. Київ) дозволила одержати протягом останніх двох років ще більше 100 тис. грн.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем разом з науковим консультантом роботи професором М.В.Перцовим, пам'яті якого автор присвячує цю дисертацію, сформульовано ідею використання хлорид-гіпохлоритних розчинів для вилучення благородних металів з дисперсної мінеральної сировини, принципи побудови технологічного процесу розчинення її металевих компонентів, а також обладнання, що реалізує цей процес. Формулювання ідеї екологічно безпечного технологічного процесу з використанням системи знезолочення одержаних у попередніх стадіях технологічних розчинів, їх утилізації і знешкодження, постановка наукових задач роботи, шляхи їх розв'язання, проведення більшості експериментальних досліджень, інтерпретація та узагальнення результатів експериментальних робіт, формулювання наукових висновків та їх практичне втілення належать безпосередньо здобувачу. Результати досліджень, виконаних у співавторстві, отримані за безпосередньою участю здобувача на всіх етапах.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались більше ніж на 20 міжнародних та вітчизняних наукових заходах, серед найбільш представницьких з яких - The 6-th conference on colloid chemistry, Balatonzeplak, Hungary, 1992; 2-rd International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe, Budapest, Hungary, 1994; Міжнародна конференція „Розвиток технічної хімії в Україні”, Харків, 1995; Конференція “Вилучення кольорових, рідкісних та дорогоцінних металів з відходів промислових і ювелірних підприємств України”, Ялта,1998; International Symposium on Electrokinetic Phenomena, Dresden, Germany, 2000; The 3-rd International Conference on Carpathian Euroregion Ecology, Miskolc - Lillafьred, Hungary, 2000; The NATO Advanced Research Workshop “Role of Interfaces in Environmental Protection”, Miskolc, Hungary, 2002; The International Symposium ”The Non-Equilibrium Colloidal Phenomena”, Cracow, Poland, 2004; Науково-практична конференція «Розвиток мінерально-сировинної бази отримання рідкісних металів і рідкісноземельних елементів та їх використання в сучасних технологіях», Київ, 2002; X наукова конференція «Львівські хімічні читання», Львів, 2005; І - IV міжнародні конференції з колоїдної хімії та фізико-хімічної механіки природних дисперсних систем, Одеса, 1997, 1999, 2001, 2003 рр.

Публікації. Основний зміст дисертації викладено у 46-х публікаціях: 28 статтях у наукових фахових виданнях, 4 патентах України, 3 статтях у фахових виданнях з хімічних наук та 11 публікаціях у збірниках матеріалів конференцій, симпозіумів, семінарів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, 7-ми розділів, висновків, списку використаних літературних джерел (275 посилань), 7 додатків; має обсяг 311 сторінок, ілюстрована 21 таблицею та 80 рисунками, з яких 12 займають площу сторінки повністю.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наводиться сутність і стан наукової проблеми створення екстракційної технології одержання благородних металів з вторинної дисперсної мінеральної сировини - креців та концентратів збагачення, обґрунтовано значущість та актуальність роботи, визначені її мета та завдання, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети, висвітлено наукову новизну та практичну значимість одержаних результатів.

У першому розділі здійснено аналіз літератури з проблеми одержання золота та супутніх металів з мінеральної дисперсної сировини, серед якої креці займають вагоме місце і в той же час відомості про них практично відсутні. Саме ж одержання базується на хімічному розчиненні її металевої складової, відділенні від мінеральної фази продуктивного розчину та наступному послідовному відновленні з цього розчину відповідних металів. Тут визначальним є реакція розчинення золота, яка реалізується у складній багатокомпонентній дисперсній системі і формує подальший перебіг процесу, його характеристики та властивості цільових продуктів. Тому на основі наведених термодинамічних умов її перебігу розглянуто широкий спектр розчинників: ціанідні, тіосульфатні, тіоціанатні, тіокарбамідні, азот- і кисеньвмісні водно-органічні, безкисневі водно-органічні, природного походження, галогенвмісні, які принципово можуть бути придатними для вказаних золотовмісних матеріалів - креців та концентратів збагачення.

Передумовами ж вибору базової реакції для створення технології були, зокрема, максимально можлива швидкість розчинення золота, високий ступінь екологічної безпеки як продуктів реакції, так і вихідних реагентів, мінімальні їх число та вартість, відсутність додаткових заходів - підвищених температур, тиску тощо, а також прогнозованість відновлення металів з продуктивних розчинів. Аналіз промислового одержання золота з високовмісних джерел свідчить, що найпоширенішими розчинними системами є суміш нітратної та хлоридної кислот (при вмісті золота >2% мас.) та ціанідний розчин (золота <2% мас.). Однак вони не відповідають наведеним умовам і не можуть розглядатися як базові для досягнення поставленої мети, а технологічне їх втілення є досить складним за основними операціями і апаратурним оформленням. Для концентратів збагачення, як правило, застосовується металургійна схема сплавлення розподіленого серед мінеральних фаз дисперсного золота з колектором - свинцем - з одержанням сплаву «веркблей». Зрозуміло, що вилучення благородних металів з «веркблею» є ще складнішим та екологічно небезпечним прийомом.

За проаналізованими даними літератури висунутим умовам найбільш відповідає гіпохлоритний розчинник. Він може забезпечити чи не найвищу серед відомих розчинників швидкість іонізації Золота з переведенням його та супутніх металів у міцні та прогнозовані хлоридні комплекси з очікуваною простотою реакцій їх відновлення. Для здійснення процесу необхідне мінімальне число реагентів та відсутня потреба у перелічених вище додаткових заходах, а сам процес відрізняється від ряду інших екологічною безпекою. Натрію гіпохлорит, як і хлор, є продуктом багатотоннажної хімії, виробляється у значних обсягах, не є дефіцитним і виступає чи не найдешевшим реагентом, а, враховуючи виключну токсичність хлору, викликає значний інтерес як його альтернатива для одержання хлоридних комплексів Ауруму та супутніх металів. Існуючі уявлення про механізм розчинення золота у кислих гіпохлоритних розчинах пов'язуються у переважній більшості з утворенням атомарного Хлору, який за різними схемами в залежності від умов, взаємодіючи з Аурумом, формує малорозчинні сполуки AuClтв. та AuCl2-адс. з наступним їх перетворенням у добре розчинний AuCl4-. Незважаючи на широке коло запропонованих механізмів, залишаються не з'ясованими особливості кінетичних закономірностей та тонкі механізми взаємодії всіх компонентів процесу розчинення золота: відсутні детальні дані про залежність швидкості розчинення золота від рН середовища, температури, концентрації гіпохлориту. Твердження ж про утворення лише однієї поверхневої сполуки AuCl відбиває не повну картину процесу, а склад і умови утворення інших поверхневих сполук Ауруму не прогнозуються цими механізмами, що вимагає більш детального дослідження.

Селективне відновлення Ауруму з хлоридних розчинів забезпечується широким колом металовмісних або сірковмісних реагентів, найбільш поширеним серед яких є Феруму (II) сульфат. Але відновлення Ауруму металовмісними сполуками додатково навантажує знезолочений розчин іонами відповідних металів і ще більше ускладнює процеси його утилізації та знешкодження, а сірковмісні - характеризуються присутністю або утворенням газоподібних токсичних речовин та викликаними ними технологічними складностями. Більш привабливими тут можуть виступати дорожчі органічні відновники: формальдегід, гідрохінон, сахароза, щавлева та аскорбінова кислоти тощо. Однак відсутність для них докладних відомостей про особливості реакцій відновлення золота, про їх технологічне застосування зумовлюють необхідність досліджень з вибору найбільш придатних для мінеральних систем, що вивчаються, а також з встановлення основних параметрів процесу.

У відпрацьованих (знезолочених) розчинах присутній широкий спектр розчинених металів, вилучення яких є необхідною економічною та екологічною задачею. Проведений аналіз свідчить про значну увагу до цього питання у практиці застосування ціанідних технологій, для яких розроблені досить детальні методи та технологічні прийоми. Для гіпохлоритного ж одержання золота такі дані відсутні, що потребує досліджень складу самих відпрацьованих розчинів і розробки відповідної технології їх утилізації та знешкодження.

Наприкінці розділу окреслено основні принципи організації процесу гіпохлоритного одержання золота та супутніх металів з креців та концентратів збагачення, що витікають з аналізу літератури, сформульовано мету дисертації та завдання, які необхідно вирішити для її досягнення.

У другому розділі йдеться про загальну методику, основні методи досліджень та використане у роботі експериментальне обладнання. Визначення складу золотовмісних мінеральних дисперсних систем, золотовмісних розчинів і металевих фаз, а також складу мінеральних фаз та розчинів, що утворювалися у процесах їх утилізації, проводилися за методикою дослідження золотовмісних руд з залученням рентгенофазового, атомно-абсорбційного (з використанням ацетилен-повітряної суміші, при необхідності - екстракційного або сорбційного концентрування (чутливість-5,0·10-5%) та рентгено-флуоресцентного аналізів (спектрометр „ElvaX” з Rh-анодом, 140 мкм Be-вікном та напівпровідниковим Si-pin - детектором, точність у %мас.- 0,1-0,3), скануючої електронної мікроскопії („Тesla” BS-340, модернізований системою “SEO - DISS”) та диференційного термічного аналізу (дериватограф „Q-1500 MOM”).

Для вивчення кінетики і механізму розчинення золота використовували електроди з золота чистотою 99,999 % з площею поверхні 150 мм2, які обертали у гіпохлоритних деаерованих аргоном розчинах з попередньо визначеною частотою 3 с-1. Це забезпечувало проведення реакції хімічного розчинення золота у кінетичній області і відтворювані гідродинамічні умови інтенсивної доставки реагентів до поверхні золота, що розчиняється, в закритій герметично і термостатованій з точністю 0,5 К електролітичній комірці об`ємом 40 см3. Поверхневі шари продуктів окиснення золота досліджували за допомогою електронного оже-спектрометра „JAMP-10S”( „JEOL”).

Взаємодія дисперсійного реагентного середовища з твердою дисперсною фазою та між частинками самої дисперсної фази визначає кінетичну та агрегативну стійкість системи, агрегатоутворення, пов'язані з ним структуроутворення та доступність для реагентів металевих фаз тощо. Фізико-хімічні та колоїдно-хімічні характеристики такої взаємодії є одними з головних для організації процесів розчинення металевої складової та відділення мінеральної фази від продуктивного розчину. Для їх встановлення в роботі за відомими методиками вивчались гідрофільність креців, їх питома поверхня, її потенціал, розподіл частинок за розмірами. Для кількісної оцінки агрегативної стійкості дисперсій розроблено методику, яка дозволяє з реологічних даних - початкової пластичної 0* (для маломіцних твердоподібних структур - МТС) або найбільшої пластичної (для структурованих рідин - СР) в'язкості 0, в'язкості максимально зруйнованої структури m та умовної границі міцності, відповідно, фr' або фr - одержувати параметр стійкості St:

Stмтс = 20*/(0* - m)ф r' [Stср = 20/(0 - m)фr].

Для достовірного визначення 0 водних дисперсій креців та концентратів збагачення (або подібних технічних суспензій) та їх належності до тиксотропних або дилатантних систем розроблено методику експериментального одержання її значень на ротаційних віскозиметрах.

Дисперсний склад креців вивчали модифікованим нами седиментаційним аналізом за кривими накопичення маси за Н.О. Фігуровським. Він виключає для систем з нерівномірною полідисперсністю, якими є креці, одержання від'ємних значень швидкості накопичення маси осаду у будь-якому діапазоні розмірів частинок, що дає логічнішу інтерпретацію кривої накопичення і призводить до більш достовірних результатів, а сам алгоритм розрахунку досить легко може бути формалізований у відповідну програму для обчислювальної техніки.

Дослідження процесів формування залізо-кисневих структур в гальванокоагуляційній системі в умовах фіксованих гальваноконтактів «залізо-вуглець» здійснювали на лабораторному пристрої: сталевий (Ст3) диск, закріплений на вісі у підшипниках ковзання, обертався (щ=0,033 с-1) двигуном з редуктором і складав залізний елемент гальванопари. Кокс, у вигляді кількох однакових паралелепіпедів 20х50х5 мм, закріплених на диску, у свою чергу, виступав вуглецевим елементом. Диск на вісі, розташованої паралельно поверхні рідини у кюветі, на ѕ радіуса занурювали у дистильовану воду або розчин і обертали, що забезпечувало постійне змочування його поверхні рідиною та насичення її тонких шарів киснем повітря. Утворені на диску та коксі залізокисневі шари послідовно відокремлювались і підлягали комплексним дослідженням речовинного та мінерального складів.

Вивчення систем з нефіксованими гальваноконтактами «залізо-вуглець» здійснювали на виготовленій діючій моделі промислового гальванокоагулятора. Він являє собою барабан робочою ємністю 12,5 дм3 (вміст якого - суміш у відповідному співвідношенні залізного скрапу і шматочків коксу), що обертали зі швидкістю 0,033 с-1 і експлуатували в проточному режимі.

Для з'ясування механізмів фазоутворення у вказаних системах визначали потенціали вказаних залізного та вуглецевого елементів гальванопари, а також потенціалу короткозамкненої гальванопари «залізо-вуглець» („компромісного”) у різних за рН, наявності Сг2О72-- , Zn2+-, Cu2+- , Ni2+- іонів середовищах. Виміри потенціалів проводили відносно потенціалів насиченого хлоросрібного електроду порівняння за допомогою цифрового мультіметра в умовах аерації киснем повітря та у відсутності кисню і у розчинах, і в зразках коксу, з яких він витіснявся аргоном та температурною обробкою зразків коксу при 573 К.

У третьому розділі наведено результати дослідження фізико-хімічних характеристик креців та концентратів збагачення. Встановлено їх речовинний, мінеральний, дисперсний склад, форми та локалізацію знаходження в них золотовмісних складових. Визначено кількісні значення агрегативної стійкості та реологічні властивості їх водних дисперсій. У сукупності ці дані виступили вихідними, на яких базувалась розробка процесу гіпохлоритного одержання золота та його апаратурного втілення.

Встановлено, що креці мають істотні відмінності як за речовинним складом, так і за розподілом серед мінеральних фаз сплавів благородних металів. Вони можуть бути розподілені на високовмісні та низьковмісні. Перші при наявності благородних металів до 13 %мас. мають відносно простий мінеральний склад і представлені дисперсіями переважно Cr2O3 (хромоксидні креці) та системами, що вміщують дисперсні б-Fe2O3 (крокус), б-Аl2O3, SiО2, а також СаСО3, Са(ОН)2) та CaО (крокусні креці). Їх склад обумовлений мінеральним складом абразивів, у якому ювелірні сплави розподілені практично рівномірно у представлених фазах і по всіх класах розмірів мінеральних частинок. На рис. 1 наведено електронно-мікроскопічні зображення агрегатів б-Al2O3 та б-Fe2O3, на поверхні яких спостерігаються численні сферичні частинки золотовмісного сплаву розміром 50-100 нм, що сформувалися з тонких (2-5 нм) плівок цього сплаву на поверхні крецевих мінералів-абразивів при їх термічній обробці.

Виявлено, що невисокі кінетична і агрегативна стійкість водних дисперсій креців спричиняють формування ними міцних твердоподібних структур, які можуть заключати у внутрішніх порожнинах утворених агрегатів частинки золотовмісного сплаву і таким чином утруднювати доступ до нього реагентів-розчинників. У кислому середовищі агрегативна стійкість креців підвищується більше ніж удвічі і структура їх концентрованих систем (осадів) відповідає типу структурованих рідин, яка навіть за невисоких механічних навантажень може руйнуватися, вивільняючи внутрішні замкнені поверхні агрегатів для доступу реагентів, а при фільтруванні та відмиванні осаду від залишків продуктивного розчину - утворювати проникні осади, що легко розмиваються. Співставлення даних адсорбційних досліджень, питомої поверхні креців (для хромоксидного крецю - 12,6 м2/г, а для крокусного - 18,2 м2/г), з їх дисперсним складом (відповідно: 1-32 мкм з максимумом 14-16 мкм та 1-38 мкм з максимумом 18-20 мкм) дозволяє вважати їх непористими об'єктами, в яких відсутнє утримання у поровому просторі наночастинок золотовмісного сплаву і тим самим утруднення дифузії до нього розчинника. Разом ці дані обумовлюють можливість застосування на усіх технологічних стадіях висококонцентрованих суспензій дисперсного матеріалу, концентрованих реагентів та ненапружених умов перемішування, що сприяє ефективній організації процесу розчинення золотовмісного сплаву у складній гетерофазній системі і реалізації максимальної швидкості стадій розчинення металевих складових та відділення продуктивного розчину від мінеральної фази.

Низьковмісні креці (~ 1% мас. золота) мають у своєму складі окрім б-Al2O3 та SiO2 - СaSiO3, СaSO4, в-NaAl7O11, Fe3O4 та б-Fe2O3, Cr2O3, TiO2, Са(ОН)2 та (СаО), в яких частинки сплавів благородних металів можуть знаходитися у вільному стані або бути приурочені до силікатних фаз, що робить їх подібними до золотовмісних систем природного походження.

Виявлена у високовмісних крецях фаза Вуглецю, який є відновлювачем, істотно ускладнює вилучення благородних металів і потребує корекції режимів технологічній стадії обпалення креців.

Концентрати збагачення руди Мужіївського родовища представлені мінералами галенітом PbS та баритом BaSO4 з невеликою кількістю льоленгіту FeAs2 та домішками піриту FeS2, сфалериту ZnS, гематиту б- Fe2O3. Основна маса золота (~ 90 % мас.) розподілена серед них у вигляді окремих частинок, інша (~ 10 %мас.) - частинки < 20 мкм - утворюють завдяки гетерокоагуляції з крупними частинками бариту окремі агрегати, подібні до золото-мінеральних агрегатів у системах високовмісних креців. Відсутність золота у зростках та у внутрішніх порожнинах агрегатних утворень є позитивним чинником, який, подібно до крецевих систем, створює сприятливі умови для реакції його розчинення в кислому хлорид-гіпохлоритному середовищі і дозволяє реалізувати у створюваному процесі максимально можливу та керовану її швидкість.

У четвертому розділі представлені результати вивчення кінетичних залежностей реакції розчинення золота в хлорид-гіпохлоритних розчинах та механізму її перебігу. На рис. 2 наведено залежність швидкості корозійного розчинення поверхні зразка золота при п'ятихвилинному контакті з 6% хлорид-гіпохлоритним розчином з різним рН (6,0% NaOCI + nM HCl) при 298 К (крива 1) і, для порівняння, - дані швидкості розчинення золота в ціанідних розчинах (крива 2). Як свідчить хід кривої 1, швидкість розчинення золота (Au) у хлорид-гіпохлоритних розчинах складно залежить від рН: має максимуми 0,9310-1; 0,26 та 1,0 г/(м2с) при рН, відповідно, 13,5; 0,8 та -1,0, а за рН -0,1 та 12 - мінімуми, відповідно ~0,1 та 0,1810-2 г/(м2с). Вплив концентрації гіпохлориту при різних рН розчину на швидкість корозійного розчинення золота вказано.

Залежність Au=f(С[NaOCI]) ілюструється пучком прямих, які при продовженні перетинаються в одній точці нижче початку координат, і передається загальним рівнянням, визначеним з цього графіку:

Au = -0,022 + ·С[NaOCI] [г/(м2с)],

де - кутовий коефіцієнт. Як видно з графіка, для реакції розчинення золота у кислих гіпохлоритних розчинах при відповідних рН необхідна початкова концентрація NaOCl: при рН 1,06, 4,15 та 6,65 це, відповідно, 0,60, 1,25 та 2,63 %мас., нижче якої рівняння (2) не має позитивного рішення і втрачає фізико-хімічний зміст. За розрахунком з рис. 3 для гіпохлоритних розчинів із рН 1,06, 4,15 і 6,65 дорівнюють відповідно 0,052, 0,020 і 0,005, тобто зменшуються більш ніж на порядок, а швидкість Au - в 26,7 рази.

Криві мають максимуми, які наочно визначаються і ілюструються рис. 5, де наведено експериментально одержані диференційні залежності ms = f(t). Максимальна Au в хлорид-гіпохлоритному розчині досягається в залежності від температури протягом 6102 с (289 К), 9,6102 с (297 К), 5,9102 с (304 К), 3,0102 с (313 К), 3,0102 с (333 К). При цьому за температур 289 і 297 К втрати маси зразка ms у початковий період різко зростають і досягають максимуму mмакс = 22,5 і 58,5 г/м2 відповідно, після t = 900 с. За температури 304, 313 і 333 К максимальні значення ms, рівні 65,0, 60,5 і 36,0 г/м2, досягаються через 600, 360 і 300 с відповідно. По проходженні максимуму реєстровані втрати маси зразків суттєво знижуються і підвищення температури цей спад не усуває.

Експериментальні дані про початковий період розчинення золота в досліджуваних хлорид-гіпохлоритних розчинах лінеаризуються в координатах lg С[Au+] = f(t) ( рис. 6). Це дозволяє розглядати процес як реакцію першого порядку, що відповідає рівнянню:

С = Смакс(1 - е-kt).

Розраховані з кутових нахилів (рис.6) початкових ділянок константи швидкості (lg k = f(1/Т)) у моль·(с-1·м-2 ) для температур 289, 297 і 304 К відповідно рівні 0,0790, 0,2695 і 0,4030, а для температур 313 і 333 К - 0,2510 і 0,3293, що менше, ніж за температур 289 і 304 К. На рис. 7 показана залежність середньої швидкості розчинення зразка золота від температури та часу контакту золота з розчином вказаного вище складу.

Як видно, криві Au = f(Т) проходять через максимум при 304 К і спад швидкості розчинення Au з підвищенням температури тим сильніше, чим вище температура. Наведені розраховані значення константи швидкості реакції і її енергія активації (Еа), яка дорівнює 53,43 кдж/моль, свідчать про кінетичний контроль швидкості розчинення золота в кислому хлорид-гіпохлоритному розчині.

Отже, швидкість розчинення золота в кислих гіпохлоритних розчинах (-1,0 рН 2,0) має високі значення, що обумовлено значною хімічною активністю і позитивним потенціалом хлорнуватистої кислоти в кислому середовищі. Розрахунок показує, що в кислих розчинах при відновленні НOСl до Cl- константа рівноваги реакції розчинення КРК1=1,2·106, а в лужних (рН = 13) КРЛ = 2,39102, тобто у 5,0·103 разів нижча. Останнє узгоджується з даними про залежність швидкості розчинення золота від рН розчину (рис. 2). Якщо процес розчинення золота вести в кислих розчинах у режимі відновлення НOСl до Cl2, то у цьому випадку КРК2=3,0·108, що перевищує КРЛ в 1,2·106 рази.

Вивчення хімічних особливостей гіпохлоритного розчинення золота дозволило запропонувати наступний ймовірний механізм процесу. У кислому хлорид-гіпохлоритному розчині здійснюється реакція гідролізу NaОCl (або ОСl-):

OСl- + H2O HOCl + OH

і в залежності від величини рН в системі безперервно встановлюється динамічна рівновага за реакцією:

NaОCI + HCI НОСl + NaCI,

а в самому розчині присутні HOCl, NaОCl, NaCl та HCl. У розчинах НСІ, NaCl, NaОCl іонізація слабкої кислоти НOСl пригнічується (КД.НOCl=(2,95-3,4)·10-8), а її розчинність значно зростає. Реакційна здатність HOCl зберігається постійною, оскільки його витрата компенсується гідролізом NaОCl (або ОСl- ), поки він є в розчині. Енергетичні складові атомних компонентів у молекулі НOСl, значення яких одержано за допомогою неемпіричного квантово-хімічного розрахунку електронної щільності в молекулі НОСl, є визначальними для механізму окиснення Ауруму в розчинах HOCl. При зануренні в гіпохлоритний розчин золотого зразку на його поверхні під впливом електричного поля атомів Ауруму і молекул НOCl відбувається взаємна поляризація і виникнення наведених негативних зарядів (у результаті індукції) у зв'язаних молекулярними орбіталями іонах О2-, Сl+, і, як наслідок, - орієнтована адсорбція молекул HOCl на двох атомах поверхні золотого зразка. На сусідніх атомах Ауруму також адсорбуються протиіони Сl-. Далі відбувається взаємодія окиснювача HOCl відповідно до його редокс-потенціалів з наведеними негативними зарядами (диполями) в іонах О2-, Сl+ з атомами Ауруму. При руйнуванні молекули HOCl відповідно до розглянутого двохстадійного механізму в процесі розчинення в гіпохлоритних розчинах золота на його поверхні послідовно виникають хемосорбційні центри двох типів - AuClадс.і AuOHадс., які спричиняють зниження швидкості розчинення золота, що спостерігалось експериментально за високих рН, і подальшу долю яких визначає кислотність хлоридного середовища. Ці малорозчинні сполуки, а також Au(OH)CI- були виявлені оже-електронною спектроскопією адсорбційних поверхневих шарів на глибині 50 мкм, що формуються при рН 3,1 на поверхні золотого зразка. За високих концентрацій лігандів (NaCl, HCl) AuОНадс. і AuClадс. можуть утворювати розчинні комплексні іони AuCI2-, Au(OH)2- та Au(OH)CI-, які звільняють поверхню золота. Це спостерігається на оже-спектрограмах при рН 0,75: на поверхні золота ідентифіковано тільки Au(OH)CI-. Окрім того, адсорбовані на поверхні золота молекули води, які, що відомо, також пасивують його поверхню, в присутності галогенид-іонів заміщуються ними, поверхня золота деблокується і реакція окиснення прискорюється.

Таким чином, регулюючи рН розчину і змінюючи концентрацію Cl- у хлорид-гіпохлоритній системі [Au| ClО-, Cl-, H+], можна керувати швидкістю розчинення золота.

Кислі хлорид-гіпохлоритні розчини мають високу реакційну здатність і до інших металів, зокрема, Cu, Ag, Pd, які є супутниками золота в крецях та концентратах збагачення. За відомими електрохімічними потенціалами розраховано константи рівноваги Кр0 відповідних реакцій. З їх одержаних високих значень та більш негативних значень потенціалів по відношенню до Ауруму витікає, що ці метали можуть бути окиснені у хлорид-гіпохлоритних розчинах у хлориди та хлоридні комплекси з більшою швидкістю, ніж Аурум, а швидкість розчинення сплавів золота з цими металами, електронегативнішими за Аурум, буде визначатися швидкістю розчинення останнього, яка і буде лімітувати кінетичні параметри процесу.

П'ятий розділ присвячено розробці основних стадій нового технологічного процесу: розчинення у водному середовищі металевої складової креців (концентрату збагачення); селективному відновленню золота з одержанням з нього відповідних сплавів з покращеними властивостями; відновленню супутніх благородних металів.

Розчинення металевої складової креців (концентратів збагачення) у кислих хлорид-гіпохлоритних розчинах окрім вказаних вище має ще три переваги у порівнянні з лужними. По-перше, вузький діапазон рН розчинення у лужній області може ускладнювати реалізацію процесу, потребуючи постійного контролю рН та точного дозування реагентів для підтримки максимальної швидкості реакції розчинення. По-друге - наявність в об'єктах переробки дисперсних Cr2O3, Fe2O3 та інших, які за рН 8-10 каталізують кисневе розкладання гіпохлориту Натрію з екзотермічним ефектом. Це спричиняє, як експериментально встановлено, активне піноутворення та підвищену його витрату. По-третє - присутні у сплаві золота мідь, нікель, цинк, утворюють у лужному середовищі на його поверхні гідроксидні сполуки, перешкоджаючи його розчиненню, що спостерігалося експериментально.

Встановлені особливості розчинення золота в кислих хлорид-гіпохлоритних розчинах висвітлюють необхідність застосування найбільш можливих концентрацій NaОCl і НСІ, що окрім високої швидкості реакції розчинення золотовмісної фази, як буде йти далі, забезпечує ефективність відновлення Ауруму з одержаного продуктивного розчину та якість металу: чим вище його концентрація, тим легше утворюються крупнорозмірні агрегати металу та вище його чистота.

З позицій найбільшої доступності та мінімально можливої вартості реагентів процес одержання продуктивного золотовмісного розчину перевірено на товарних формах хлороводневої кислоти марки ХЧ концентрацією 37 %мас. та Натрію гіпохлориту марки «А» концентрацією 16-18 %мас. - максимальною при виробництві його товарної форми (переважно 16 %мас.).

Іонізація Ауруму під дією вказаних компонентів протікає стадійно. На першій стадії при стехіометричному співвідношенні 2Au:1NaОСl окиснення Au (0) відбувається до стану Au (І) за сумарною реакцією першої стадії:

2 Au + NaOCl + 4HCl > 2 H[AuCl2] + NaCl + H2O

з утворенням хлориду Ауруму (І) і константою рівноваги у присутності СІ- при Е01=0,34В Крк1 = 1,2·106, а в присутності СІ2 при Е02= 0,50В Крк2 = 3,0·108.

Стандартний потенціал реакції іонізації Ауруму до ступеня окиснення (ІІІ) у хлоридному розчині

H[AuCl2] + 2Сl- > H[AuCl4] + 2з

Е03 = 0,93В, а різниця потенціалів Е01 та Е03 реакцій (6) та (7) складає 0,59В. Тому гіпохлорит Натрію у кислих розчинах здатний окиснювати Аурум (І) за реакцією:

H[AuCl2] + NaOCl + 2HCl > H[AuCl4] + NaCl + H2O

з утворенням комплексу H[AuCl4] у кислих середовищах (друга стадія).

При окисненні іонів Au (І) до Au (ІІІ) за реакцією (8) в присутності розчиненого Хлору ДЕ0 = (Е0AuX- Е0Осl-/Cl2) = (1,63 - 0,926) В = 0,704В, а константа рівноваги реакції окиснення іонів Au (І) до Au (ІІІ) дорівнює Крк3 = 5,02·1024. Одержане значення Крк3 свідчить, що рівновага реакції (8) повністю зміщена праворуч до утворення H[AuCl4]. Сумарна ж реакція окиснення Au (0) за реакціями (6) та (8) відповідає рівнянню:

2 Au + 3NaOCl + 8HCl > 2H[AuCl4] + 3NaCl + 3H2O.

На розчинення 1,0 кг металевого золота Au (0) в кислих розчинах NaOCl за стехіометричним розрахунком за (9) повинно витрачатися:

- 567,3 г NaOCl або 3,30 дм3 16% мас. розчину NaOCl (щільність с= 1,075 кг/дм3);

- 741,1 г HCl або 1,70 дм3 37% мас. розчину хлоридної кислоти HCl - ( с= 1,18 кг/дм3).

Найбільш поширений ювелірний сплав золота вміщує (%мас.): золота - 58,3, міді -33,7 та срібла - 8,0, а це означає, що його складають ще 578,04 г міді та 137,22 г срібла, на розчинення яких за вказаними вище реакціями також потрібна відповідна кількість реагентів (для срібла враховано, що за одержаними експериментальними даними 81,8 % мас. залишається у креці у вигляді AgCl, а 18,2 % мас. переходить до продуктивного розчину у вигляді комплексу [AgCl2]-).

Узагальнені обсяги 16 %мас. розчину NaOCl та 37% мас. розчину HCl, що витрачаються на розчинення сплаву з вмістом 1,0 кг золота за стехіометричними розрахунками складають, відповідно, 7,60 дм3 та 3,35 дм3. Експериментально ж для повної реалізації процесу його розчинення необхідно витратити 9,90 дм3 16% мас. розчину NaOCl та 3,50 дм3 37% мас. розчину HCl, що, загалом, лежить близько до стехіометричних витрат цих реагентів.

Перевищення витрат товарної НCl - на 0,15 дм3 над значеннями за стехіометричними розрахунками зумовлене витратами на нейтралізацію лужного середовища товарного NаОСl, завдяки додатковому введенню NaOН для запобігання гідролізу солі і утворенню НОСl; витратами на створення кислого середовища рН~1 для досягнення високої швидкості процесу розчинення золота (рис. 2), розчиненням частини мінеральної складової креців - оксидів Феруму або Хрому, Алюмінію та інш. у кислому реагентному середовищі.