Carbonation-assisted liberation and integrated recovery of refractory Au/Ag associated with PbSO₄ and BaSO₄ in copper anode slime processing
Questo studio presenta un processo idrometallurgico assistito da carbonatazione che converte PbSO₄ e BaSO₄ nei fanghi anodici del rame in carbonati solubili per liberare e recuperare l'Au e l'Ag intrappolati, consentendo al contempo il riciclo dei reagenti e la minimizzazione dei rifiuti.
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Nel mondo industriale della fusione del rame, un sottoprodotto noto come fango anodico di rame si accumula sul fondo delle celle elettrolitiche. Questo fango non è un rifiuto nel senso tradizionale del termine; è un tesoro concentrato di metalli preziosi, tra cui oro, argento e vari elementi del gruppo del platino. Per decenni, i metallurgisti hanno sviluppato complessi processi chimici per estrarre questi materiali preziosi. Un approccio standard prevede l'uso di ammoniaca per dissolvere l'argento, seguito da altri trattamenti per recuperare l'oro. Tuttavia, questo metodo lascia dietro di sé un residuo ostinato. All'interno di questo fango residuo, minuscole particelle di oro e argento rimangono intrappolate all'interno di una matrice di solfato di piombo e solfato di bario. Questi composti solfati agiscono come un guscio protettivo, sigillando i metalli preziosi e rendendoli difficili da raggiungere con i prodotti chimici standard. Se questo residuo viene semplicemente rimandato in una fonderia, i metalli preziosi possono essere recuperati, ma il processo invia anche elementi indesiderati come stagno e bario nella scoria, creando un ciclo meno efficiente.
Ricercatori della Daye Nonferrous Metals Co., Ltd. e dell'Università di Fuzhou hanno sviluppato una nuova strategia chimica per risolvere questo specifico problema. Il loro lavoro si concentra sulla rottura di quel guscio protettivo di solfato senza distruggere i metalli preziosi all'interno. Invece di cercare di dissolvere direttamente i solfati, il che è difficile, utilizzano un processo chiamato conversione per carbonatazione. In termini semplici, introducono una soluzione contenente carbonato di sodio al residuo. Questo agente chimico prende il posto del solfato, trasformando il difficile da dissolvere solfato di piombo e il solfato di bario in carbonato di piombo e carbonato di bario. Queste nuove forme di carbonato sono molto più facili da dissolvere. Una volta completata la trasformazione, i ricercatori trattano il materiale con acido cloridrico. L'acido dissolve facilmente i nuovi carbonati formati, rilasciando il piombo e il bario nel liquido e lasciando l'oro e l'argento dietro di sé in forma solida, ora libero dalla sua gabbia di solfato.
Lo studio dimostra che questo metodo è altamente efficace. Quando il team ha applicato il proprio processo al residuo di lisciviazione con ammoniaca, è stato in grado di rimuovere il 94,43 percento del piombo e il 98,24 percento del bario. Questa rimozione non riguardava solo la pulizia del materiale; si trattava di liberazione. Una volta che il piombo e il bario sono stati rimossi, l'oro intrappolato nel residuo è diventato accessibile. I ricercatori hanno poi trattato questo residuo pulito con una soluzione clorurata ossidante, che ha estratto con successo il 98,33 percento dell'oro. L'argento, tuttavia, si è comportato diversamente; è stato rimosso solo parzialmente da questo passaggio, richiedendo un trattamento finale separato con ammoniaca per essere completamente recuperato. Il processo si è anche dimostrato capace di separare il piombo e il bario l'uno dall'altro, permettendo di recuperarli come prodotti di solfato distinti e puri che potrebbero essere venduti o riutilizzati.
Una parte critica di questa innovazione è la sua capacità di riciclare i propri prodotti chimici, riducendo gli sprechi e la necessità di nuovi reagenti. Il processo genera un flusso liquido ricco di carbonato di sodio e solfato di sodio. I ricercatori hanno scoperto che, raffreddando questo liquido, potevano congelare il solfato di sodio sotto forma di cristalli, lasciando dietro di sé una soluzione che conteneva ancora abbastanza carbonato di sodio da poter essere utilizzata nuovamente nel ciclo successivo di lavorazione. Hanno anche recuperato i cristalli di carbonato di sodio, che potevano essere riportati all'inizio del ciclo. Questo design a ciclo chiuso significa che il sistema richiede pochissimo nuovo apporto chimico e produce acque reflue minime. Il team ha confermato che questo riciclo poteva funzionare su più cicli, mantenendo un'alta efficienza e mantenendo stabile l'equilibrio chimico.
Il risultato finale è un flusso snello che trasforma un prodotto di scarto misto e difficile in una serie di flussi preziosi e separati. Il processo produce un concentrato ricco di oro, un flusso ricco di argento e prodotti di solfato di piombo e bario puri. Lascia inoltre un residuo arricchito con altri elementi recuperabili come bismuto e antimonio, che possono essere ulteriormente lavorati se economicamente vantaggiosi. Convertendo i persistenti solfati in solubili carbonati e riciclando i prodotti chimici utilizzati per il lavoro, i ricercatori hanno creato un metodo che è al contempo efficiente e rispettoso dell'ambiente. Questo approccio offre un modo pratico per massimizzare il recupero dei metalli preziosi dal fango anodico di rame minimizzando al contempo l'impronta ambientale dell'operazione.
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