بازیابی مس و طلای موجود در غبار کوره‌های ذوب مس میدوک: بررسی حلال‌شویی اسیدی برای حذف مس و سیانیددارکردن برای استخراج طلا
محورهای موضوعی : مهندسی شیمی
کیهان رجبی
1
,
حمیدرضا باقری
2
*
,
ستار قادر
3
,
اسماعیل دره زرشکی
4
1 - دانشجوی کار شناسی ارشد بخش مهندسي شيمي، دانشكده فني و مهندسي، دانشگاه شهيد باهنر كرمان، كرمان، ايران.
2 - استادیار بخش مهندسي شيمي، دانشكده فني و مهندسي، دانشگاه شهيد باهنر كرمان، كرمان، ايران.
3 - دانشیار بخش مهندسي شيمي، دانشكده فني و مهندسي، دانشگاه شهيد باهنر كرمان، كرمان، ايران.
4 - دانشیار بخش مهندسي مواد، دانشكده فني و مهندسي، دانشگاه شهيد باهنر كرمان، كرمان، ايران.
کلید واژه: مس, پسماند حلال‌شویی, طلا, تیزاب سلطانی, سدیم سیانید, بازیابی طلا.,
چکیده مقاله :
غبار بهدست‌آمده از کوره‌های ذوب مجتمع مس میدوک حدود 20 درصد مس دارد که با حلال‌شویی با سولفوريك اسید، مقداری از مس آن بازيابي ميشود. پسماند حلال‌شویی حاوی مس، سرب، روی و همچنین، 2/1 میلی‌گرم بر لیتر فلز طلا است. مس در فرایند سیانیددارکردن طلا، مصرف یون سیانید را افزایش میدهد، به همین دلیل در این پژوهش، سعی شد در ابتدا با حذف مس از راه حلال‌شویی اسیدی با سولفوريك اسید در حضور ماده اکسیدکننده هیدروژن پراکسید و تعیین شرایط بهینه، از مصرف بیش‌ازحد یون سیانید در مرحله حلال‌شویی طلا جلوگیری شود. برای افزايش انحلال مس، عامل‌هاي غلظت سولفوريك اسید، دما، درصد جامد و زمان بررسي و با دستیابی به شرایط بهینه، شامل 200 گرم بر لیتر غلظت سولفوریک اسید، 10 درصد جامد و دمای 70 درجه سلسیوس، همراه با ماده افزودنی هیدروژن پراکسید با زمان حلال‌شویی 3 ساعت، 87/93 درصد مس بازیابی شد. برای استخراج طلا از پسماند بهدست‌آمده از حلال‌شویی، به کمک فرایند سیانیددارکردن، عامل‌های غلظت سدیم سیانید و زمان بررسی شد. بیشترین بازیابی طلا برابر با 69/21 درصد بود که در شرایط 10 درصد جامد، دمای 25 درجه سلسیوس،pH برابر 5/10، غلظت سدیم سیانید برابر با 4000 میلی‌لیتر بر گرم و زمان حلال‌شویی 6 ساعت بهدست آمد. انحلال طلا در تیزاب سلطانی با نسبت 1 به 3 نیز انجام و 27/81 درصد طلا بازیابی شد.
.The dust produced from the smelting furnaces of the Miduk copper complex contains approximately 20% copper. This dust undergoes leaching with sulfuric acid, facilitating partial copper recovery. The leaching residue contains copper, lead, zinc, and gold at a concentration of 1.2 mg/l. Since copper increases cyanide consumption during the gold cyanidation process, this study initially focused on removing copper through acidic leaching with sulfuric acid in the presence of hydrogen peroxide as an oxidizing agent, aiming to optimize copper leaching conditions and prevent excessive cyanide usage during the subsequent gold leaching stage. To enhance copper dissolution, parameters such as sulfuric acid concentration, leaching temperature, solid percentage, and leaching time were systematically investigated. The optimal conditions for copper removal were found to be a sulfuric acid concentration of 200 g/l, 10 % solids, a temperature of 70 °C, and the addition of hydrogen peroxide as an oxidant, with a leaching duration of 3 hours. Under these conditions, copper recovery reached 93.87 %. The residue remaining after copper leaching was then subjected to gold extraction. For gold recovery via cyanide leaching, sodium cyanide concentration and leaching time were examined. The highest gold recovery of 21.69 % was achieved at 10 % solids, 25 °C, pH equal to 10.5, sodium cyanide concentration of 4000 mg/l, and a leaching time of 6 hours. Subsequently, an experiment was conducted using aqua regia at a 1:3 ratios to determine the extent of gold dissolution in this medium. The gold recovery in aqua regia reached 81.27 %.
[1] Oraby EA, Eksteen JJ, Tanda BC. Gold and copper leaching from gold-copper ores and concentrates using a synergistic lixiviant mixture of glycine and cyanide. Hydrometallurgy. 2017;169:339-45. doi: org/10.1016/j.hydromet.2017.02.019
[2] Mohammadzadeh M, Bagheri H, Ghader S. Study on extraction and separation of Ni and Zn using [bmim][PF6] IL as selective extractant from nitric acid solution obtained from zinc plant residue leaching. Arabian Journal of Chemistry. 2020;13(6):5821-31. doi: org/10.1016/j.arabjc.2020.04.019
[3] Kassymova D, Sapinov R, Kushakova L, Kulenova N, Shoshay Z, Adylkanova M. Optimization of copper recovery from cyanide leaching solutions used in gold-copper ore processing using pobabilistic–deterministic experimental design. Processes. 2024;13(1):61. doi: org/10.3390/pr13010061
[4] Birloaga I, De Michelis I, Ferella F, Buzatu M, Vegliò F. Study on the influence of various factors in the hydrometallurgical processing of waste printed circuit boards for copper and gold recovery. Waste management. 2013;33(4):935-41. doi: org/10.1016/j.wasman.2013.01.003
[5] Torres R, Lapidus GT. Copper leaching from electronic waste for the improvement of gold recycling. Waste Management. 2016; 57:131-9. doi: org/10.1016/j.wasman.2016.03.010
[6] Oraby EA, Eksteen JJ. The selective leaching of copper from a gold-copper concentrate in glycine solutions. Hydrometallurgy. 2014; 150:14-9. doi: org/10.1016/j.hydromet.2014.09.005
[7] Mohammadzadeh M, Bagheri H, Ghader S. Solvent extraction of nickel and zinc from nitric acid solution using D2EHPA: experimental and modeling. Journal of Solution Chemistry. 2022;51(4):424-47. doi: org/10.1007/s10953-022-01151-5
[8] Rao MD, Singh KK, Morrison CA, Love JB. Recycling copper and gold from e-waste by a two-stage leaching and solvent extraction process. Separation and Purification Technology. 2021;263:118400. doi: org/10.1016/j.seppur.2021.118400
[9] Tabelin CB, Park I, Phengsaart T, Jeon S, Villacorte-Tabelin M, Alonzo D, Yoo K, Ito M, Hiroyoshi N. Copper and critical metals production from porphyry ores and e-wastes: A review of resource availability, processing/recycling challenges, socio-environmental aspects, and sustainability issues. Resources, Conservation and Recycling. 2021;170:105610. doi: org/10.1016/j.resconrec.2021.105610
[10] Bas AD, Koc E, Yazici EY, Deveci H. Treatment of copper-rich gold ore by cyanide leaching, ammonia pretreatment and ammoniacal cyanide leaching. Transactions of nonferrous metals society of China. 2015;25(2):597-607. doi: org/10.1016/S1003-6326(15)63642-1
[11] Aydinoglu S, Biver T, Ceccarini A, Secco F, Venturini M. Gold (III) extraction and recovery and gold (III)/copper (II) separation using micelles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2015;482:324-8. doi: org/10.1016/j.colsurfa.2015.06.024
[12] Han J, Dai S, Deng J, Que S, Zhou Y. Technology for aiding the cyanide leaching of gold ores. Separations. 2024;11(8):228. doi: org/10.3390/separations11080228
[13] Tahmasebi Naderi Chegini Z, Alizadeh Ganji SM, Hayati M. Investigation of the recovery of gold from cell phone scraps by L-Valine amino acid. Journal of Mineral Resources Engineering. 2023;8(1):131-46. doi: org/10.30479/jmre.2022.16745.1569
[14] Barani K, Kogani Y, Nazarian F. Leaching of complex gold ore using a cyanide-glycine solution. Minerals Engineering. 2022;180:107475. doi: org/10.1016/j.mineng.2022.107475
[15] Haghdadi A, Mohammadnejad S. The role of glycine in cyanidation of copper bearing gold ores: An experimental and molecular modeling study. Journal of Mining and Environment. 2022;14(3):999-1009. doi: org/10.22044/jme.2023.13027.2363
[16] Wei FL, Xin XF, Tian ZY, Du CZ, CHEN L. Oxidation leaching of copper smelting dust by controlling potential. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018;28(9):1854-61. doi: org/10.1016/S1003-6326(18)64830-7
[17] Allahkarami E, Ghasemi MR, Mohebbi-Poorkani A, Azadmehr A. Assessment of kinetic models for oxidative leaching of copper and zinc from converter furnace dust: A sustainable approach to metal recovery. Separation and Purification Technology. 2025;378(1):134512. doi: org/10.1016/j.seppur.2025.134512
[18] Ismael MR, Carvalho JM. Iron recovery from sulphate leach liquors in zinc hydrometallurgy. Minerals Engineering. 2003;16(1):31-9. doi: org/10.1016/S0892-6875(02)00310-2