ВЛИЯНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ РАЗНОЛИГАНДНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА КИНЕТИКУ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО РАСТВОРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

  • Vladimir I. Lutsik Тверской государственный технический университет
  • Yury V. Chursanov Тверской государственный технический университет
  • Anatoly V. Starovoytov Тверской государственный технический университет
Ключевые слова: золото, тиомочевина, тиоцианат, тиосульфат, кинетика растворения, вращающийся диск, разнолигандные комплексы

Аннотация

Методом вращающегося диска изучено растворение золота в присутствии окислителя и смеси разнородных лигандообразующих реагентов. Исследованы кинетические закономерности растворения золота в водных системах тиомочевина–тиоцианат с ионами Fe(III) и Cu(II) в качестве окислителя: тиомочевина–тиосульфат окислитель – комплекс Fe(III)EDTA и тиосульфат–тиоцианат окислитель – аммиачный комплекс [Cu(NH3)4]2+. Особенностью данных смешанных систем является возможность образования как монолигандных, так и гетеролигандных комплексов золота. Рассмотрено влияние образования разнолигандных комплексов золота на скорость растворения металла. Исследована зависимость скорости от соотношения концентраций лигандов и природы окислителя. Установлена взаимосвязь: использование разнородных лигандообразующих реагентов – более высокая термодинамическая устойчивость образующихся гетеролигандных комплексов золота (относительно гомолигандных) – синергетические увеличение скорости растворения золота. Установлено, что для системы тиомочевина–тиоцианат– Fe(III) макромеханизм гетерфазной реакции определяется близостью скоростей химической и диффузионных стадий (экспериментальная энергия активации – 21,6 кДж/моль; порядок реакции по частоте вращения диска – 0,23). Диффузионное лимитирование обусловлено медленным отводом продуктов реакции – соединений Au(I) от поверхности твердой фазы. Образование более прочных гетеролигандных комплексов и соответствующий рост концентрации продуктов реакции у поверхности приводит к увеличению скорости диффузии металла в раствор. Для системы тиомочевина–тиосульфат–Fe(III)EDTA отмечено образование пленки твердых продуктов реакции на поверхности золота. Для ее идентификации получены ИК-спектры отражения полированной поверхности золота после травления в изученной системе. На спектрах наблюдается сильная полоса поглощения при 804 см-1. Поглощение в этой области связано с валентными симметричными колебаниями связи группы –С=S адсорбированных или химически связанных с поверхностью молекул тиомочевины и продуктов ее окисления.

Литература

Hilson G., Monhemius A.J. Alternatives to cyanide in the gold mining industry: what prospects for the future. J. Cleaner Production. 2006. N 14. P. 1158-1167. DOI: 10.1016/j.clepro.2004.09.005.

Li J., Miller J.D. Reaction kinetics of gold dissolution in acid thiourea solution using ferric sulfate as oxidant. Hydrometallurgy. 2007. V. 89. P. 279-288. DOI: 10.1016/j.hydromet.2007.07.015.

Li J., Miller J.D. Reaction kinetics for gold dissolution in acid thiourea solution using formamidine disulfide as oxi-dant. Hydrometallurgy. 2002. V. 63. P. 215-223. DOI: 10.1016/S0304-386X(01)00212-2.

Li J., Safarzadeh M.S., Moats M.S., Miller J.D. LeVier K.M., Dietrich M., Wan R.Y. Thiocyanate hydrometallurgy for the recovery of gold. Part II: The leaching kinetics. Hydrometallurgy. 2012. V. 113-114. P. 10-18. DOI: 10.1016/j.hydromet.2011.11.007.

Muir D.M., Aylmore M.G. Thiosulphate as an alternative to cyanide for gold processing – issues and impediments. Mineral Proc. Extract. Metallurgy. 2004. V. 113. P. 2-12. DOI: 10.1179/037195504225004661.

Senanayake G. Analysis of reaction kinetics, speciation and mechanism of gold leaching and thiosulfate oxidation by ammoniacal copper(II) solutions. Hydrometallurgy. 2004. V. 75. P. 55-75. DOI: 10.1016/j.hydromet.2004.06.004.

Senanayake G. The role of ligands and oxidants in thiosulfate leaching of gold. Gold Bulletin. 2005. V. 38. N 4. P. 170-179. DOI: 10.1007/BF03215257.

Senanayake G. Gold leaching by thiosulphate solutions: a critical review on copper(II)–thiosulphate–oxygen interac-tions. Mineral. Eng. 2005. V. 18. P. 995-1009. DOI: 10.1016/j.mineng.2005.01.006.

Senanayake G., Zhang X.M. Gold leaching by copper(II) in ammoniacal thiosulphate solutions in the presence of additives. Part II: Effect of residual Cu(II), pH and redox potentials on reactivity of colloidal gold. Hydrometallurgy. 2012. V. 115-116. P. 21-29. DOI: 10.1016/j.hydromet.2011.11.010.

Chursanov Yu.V., Potashnikov Yu.M., Gortsevich S.L. The kinetics of silver oxidation with oxygen in solutions containing thiocyanate-thiourea and thiocyanate-thiosufate mixtures. Russ. J. Phys. Chem. 2007. V. 81. N 2. P. 176-178. DOI: 10.1134/S0036024407020057.

Potashnikov Yu.M., Chursanov Yu.V., Gortsevich S.L. Kinetics of dissolution of silver sulphide in the presence of heterogeneous ligands. Zhurn. Fizich. Khim. . 2000. V. 74. N 9. P. 1593-1598 (in Russian).

Yang X., Moats M.S., Miller J.D., Wang X., Shi X., Xu H. Thiourea-thiocyanate leaching system for gold. Hydrometallurgy. 2011. V. 106. P. 58-63. DOI: 10.1016/j.hydromet.2010.11.018.

Marco D., Bellomo A., DeRobertis A. Formation and thermodynamic properties of Ag(I) complexes with S2O32−, SCN2H4 and SCN− as ligands. J. Inorg. Nucl. Chem. 1980. V. 42. N 4. P. 599-609.

Kakovskiy I.A., Potashnikov Yu.M. The kinetics of disso-lution. M.: Metallurgiya. 1975. 224 p. (in Russian).

Panchenko E.V., Skakov Yu.A., Krimer B.I. Laboratory of metallography. M.: Metallurgiya. 1965. 440 p. (in Russian).

Krasil'nikova Yu.A., Chursanov Yu.V., Starovoytov A.V., Lutsik V.I. Photometric determination of gold with thioketone Michler and pre-allocated by co-precipitation with tellurium. Vestn. TvGU. Ser. Khimiya. 2016. N 3. P. 76-81 (in Russian).

Perera W.N., Senanayake G., Nicol M.J. Interaction of gold(I) with thiosulfate–sulfite mixed ligand systems. Inorg. Chim. Acta. 2005. V. 358. P. 2183-2190. DOI: 10.1016/j.ica.2004.09.058.

Bekturganov N.S., Gogol D.B., Bisengalieva M.R., Muku-sheva A.S., Koyzhanova A.K., Osipovskaya L.L. Calculation of thermodynamic properties of mixed composition complexes of gold and silver. Zhurn. Neorg. Khimii. 2014.

V. 59. N 4. P. 492-499. DOI: 10.7868/S0044457X14040035 (in Russian).

Pilipenko A.T., Tananayko M.M. Heteroligand and mixed metal complexes and their application in analytical chemistry. M.: Khimiya. 1983. 224 p. (in Russian).

Chursanov Yu.V., Lutsik V.I., Starovoytov A.V., Potashnikov Yu.M. The kinetics of gold oxidative dissolu-tion by thiourea-thiocyanate system. Vestn. TvGU. Ser. Khimiya. 2015. N 2. P. 52-60 (in Russian).

Опубликован
2018-08-21
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений