Transcript Výroba zlata, ortuti a olova

Prezentácia
Jozef Harčarufka
Výskyt :
 zlatonosné horniny (koloidne rozptýlené zlato
v sulfidoch Cu, Fe, Pb, Hg, Sb, teluridy, arzenidy)
 rýdze zlato (naplaveniny)
Spôsoby získavania :
• Ryžovanie
• Flotácia
• Amalgamácia
• Chlórovanie
• Kyanizácia
Ryžovanie (gravitačná metóda):



Ak sú prítomné makroskopické častice zlata.
Z nánosov odplavením ľahšej jaloviny silným prúdom vody.
„Corduroyovanie“ – jemne rozomletá ruda v podobe kalu preteká vibrujúcim
splavom potiahnutým tkaninou (corduroy), na ktorej sa zlato zachytáva.
Flotácia (fyzikálno-chemická metóda):





Na základe rozdielnej zmáčavosti zložiek rudy s vodou a rozdielnej schopnosti
pútať bublinky vzduchu.
Využíva sa, ak je zlato viazané sa sulfidy kovov v zmesnej rude.
Mletá ruda sa mieša s vodou, pridávajú sa kolektory (olejové látky viažuce sa
na častice a zvyšujúce ich hydrofóbnosť) a penotvorné tenzidy.
Privádzaný vzduch sa viaže na častice sulfidov kovov, ktoré prechádzajú do
peny, tá sa zberá a odstraňuje sa z nej vzduch.
Výsledkom je flotačný koncentrát, ktorý sa ďalej spracováva selektívnou
flotáciou.
Amalgamácia :


Rozdrvená ruda pri styku s ortuťou na platniach vytvára hubovitú zliatinu
zlato-ortuťový amalgám, ktorý sa v peci zahrieva a ortuť sa z neho oddestiluje.
Tento spôsob je už prekonaný a bol nahradený kyanizáciou.
Chlórovanie :
 Spracovanie výpražkov zlatonosných pyritov s chlórovým vápnom, kyselinou
sírovou a vodou, kedy vzniká chlorid zlatitý a následne jeho rozklad zelenou
skalicou alebo drevným uhlím :
AuCl3 + 3 FeSO4 → Au + FeCl3 + Fe2(SO4)3
4 AuCl3 + 6 H2O + 3 C → 4 Au + 12 HCl + 3 CO2

V surovom zlate sa nachádza aj zvyšok striebra a medi, na ich odstránenie sa
používa metóda kvartácia (s HNO3) a afinácia (s vriacou H2SO4), v ktorých sú
tieto kovy rozpustné, zlato zostáva nerozpustné.
Kyanizácia (lúhovacia metóda):
 Hlavný spôsob získavania zlata, na základe ľahkej rozpustnosti zlata v
zriedených roztokoch alkalických hydroxidov, potrebný je nadbytok O2.
 Vylúhovanie prebieha niekoľko dní v plytkých kruhových nádržiach s
prívodmi vzduchu a miešadlami podľa reakcie :
4 Au+ 8 NaCN + 2 H2O + O2 → 4 Na[Au(CN)2 ] + 4 NaOH

Roztok komplexného kyanidu sa zráža Zn alebo Al v kadiach.
2Na[Au(CN)2 ] + 4NaCN + 2 Zn + 2H2O → 4 Na2[Zn(CN)4 ] + 2 NaOH + 2Au + H2

Kal sa odfiltruje a rozpustí v olove, z retorty sa olovo a zinok oddestilujú
a zostane surové zlato.




Moderná lúhovacia technológia spočíva na metóde CIL (carbon in
leach), kedy sa na sorpciu zlatokyanidových komplexov používa
aktívne uhlie.
Aktívne uhlie s naviazaným komplexom sa premýva horúcim roztokom
NaCN a NaOH a zlato sa zachytáva na antikorozívnej oceľovej katóde.
Zbytkový kyanid sa pred vypustením na odkalisko detoxikuje
oxidáciou na oxidy uhlíka a dusíka.
V súčasnosti sa ako náhrada toxických kyanidov používajú tiosíran a
tiomočovina, hoci technológia je náročnejšia a vytvorené komplexy sú
menej stále ako kyanidokomplexy zlata.
Použitie : zliatiny - eletrotechnický priemysel, medicína, zlatníctvo,
mincovne, zlaté rezervy centrálnych bánk.
Výskyt :
 Cinabarit (HgS, hlavný zdroj),
 ostatné rudy : corderoit (Hg3S2Cl2), livingstonit (HgSb4S8),
montroydit (HgO), a kalomel(Hg2Cl2).
 Výroba ortuti z cinabaritu sa deje 3 spôsobmi :
 Oxidačné praženie :
HgS + O2 → Hg + SO2
 Rozklad páleným vápnom :
4 HgS + 4 CaO → 2 CaS +CaSO4 + 4 Hg
 Rozklad železom :
HgS + Fe → FeS + Hg

cinabarit





Hlavný spôsob je oxidačné praženie, kedy sa jemne rozomletá ruda
zahrieva v rotačných peciach za prístupu kyslíka.
Pri 357°C vytvorená ortuť sa odparuje a následne ochladením kondenzuje.
Surová ortuť obsahuje aj nečistoty ako sú oxidy a sulfidy kovov, hlavne Sb
a As vytvárajúce ortuťovú čerň na povrchu.
Ortuťová čerň sa odstráni filtráciou, keďže ortuť má vyššiu hmotnosť.
Ak sa ortuť používa na špeciálne účely, je potrebné ju čistiť elektrolytickou
rafináciou a vákuovou destiláciou.
Použitie : ako rozpúšťadlo kovov – tvorí amalgámy, pri elektrolytickej
výrobe hydroxidov, fyzikálne prístroje, svietidlá




Výskyt :
galenit (PbS, hlavný zdroj),
ostatné rudy : ceruzit (PbCO3), anglezit (PbSO4)
Galenit sa obohacuje selektívnou flotáciou na zvýšenie koncentrácie olova.
Spôsoby výroby olova :
1. Praženie a redukčné tavenie
 Flotačný koncentrát s obsahom PbS sa praží za intenzívneho prívodu vzduchu,
kedy sa spečie a oxiduje :
2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2
 Praženie sa urýchľuje pridaním CaO a Fe2O3, ktoré katalyticky oxidujú SO2 na
SO3 a ten pôsobí oxidačne na PbS :
PbS + 3 SO3 → PbO + 4 SO2
PbO + SO3 → PbSO4
3 PbSO4 + PbS → 4 PbO + 4 SO2






Výpražky sa redukujú v šachtovej peci a pridávajú sa kremeň a vápenec
ako tavivá, redukčným činidlom je koks :
PbO + CO → Pb + CO2
PbO + C → Pb + CO
PbSiO3 + CaO → PbO + CaSiO3
PbSO4 + 4 C → PbS + 4 CO
Ak sa do vsádzky pridá aj železný odpad, železo pôsobí redukčne a
zabraňuje stratám olova :
PbS + Fe → FeS + Pb
PbSiO3 + Fe → FeSiO3 + Pb
Roztavené olovo sa vplyvom svojej hmotnosti usádza na spodok nisteja a
nad ním je troska obsahujúca kovy kobalt, meď a nikel.
Po vypustení nasleduje proces rafinácie olova.
Metóda redukčného tavenia je vhodná pre akúkoľvek olovenú rudu.
2. Praženie a oxidačné tavenie
 Metóda je vhodná pri rudách bohatých na olovo.
 Flotačný koncentrát s obsahom PbS sa praží pri 600 °C a mení sa čiastočne
na PbO a PbSO4 , ktoré reagujú so zvyškom PbS :
2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2
PbS + 2 PbO → 3 Pb + SO2
PbSO4 + PbS → 2 Pb + 2 SO2
3. Zrážanie so železom
 Metóda vhodná pri rudách bohatých na olovo bez arzénu, antimónu a
zinku.
 Princípom metódy je väčšia afinita síry k železu :
PbS + Fe → FeS + Pb
Procesy rafinácie surového olova:
1.
Vyceďovanie : odstraňujú sa kovy s vyššou teplotou topenia (Cu, Ni,
Co,Fe), prebieha v šikmej nistejovej peci, olovo sa zahreje na teplotu
vyššiu ako je jeho teplota topenia, následne steká dole a zanecháva penu,
ktorú tvoria sulfidy a arzenidy kovov.
2.
3.
Harisovanie : vycedené olovo sa preháňa cez roztavenú zmes NaOH,
NaCl a NaNO3 a dochádza k oxidácii kovov As, Sb a Sn, vznikajú
arzeničnan, antimoničnan a ciničitan, zostáva striebro.
Elektrolytická rafinácia : získava sa olovo s čistotou 99,99%, anódy sú
zo surového olova, katódy sú olovené plechy, sú ponorené do roztoku
PbSiF6 a H2SiF6 , pri tejto metóde odpadá parkesovanie
Procesy rafinácie surového olova:
4.
Parkesovanie (odstriebrenie): využíva sa pri tom dobrá rozpustnosť
zinku v olove, roztavený zinok sa zmieša s roztaveným olovom a po
vychladnutí vypláva zinok na povrch vo forme peny spolu so striebrom,
na dobré odstriebrenie sa tento postup opakuje 4 krát.
5.
Konečná rafinácia: odstránenie zinku z olova vháňaním vodnej pary
alebo kyslíka do roztaveného olova, alebo harisovaním, kedy sa zinok
vylúči vo forme zinočnatanu sodného.
Použitie : káble, akumulátory, vodovodné rúrky, kyselinovzdorné nádoby,
ochrana voči RTG žiareniu, zliatiny – pájky, strelivo