CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN VÀNG

S ơ khai c ủa ph ương pháp nung luyện vàng bạc đã được phát minh vào khoảng thế kỳ 250200 trước công nguyên và trải qua bao nhiêu giai đoạn cho đến ngày nay phương pháp nung luyện vàng bạc đã được hoàn thiện. Phương pháp nung luyện vàng bạc dựa vào tính chất khi các khoáng v ật được nung chảy với một hỗn hợp chất gây chảy ở nhiệt độ cao (9001000 0C) sẽ hình thành một hợp chất nóng chảy ít nhất là ở hai pha: Một pha là hỗn hợp dung dịch xỉ borăc – silicat kim loại và một pha là khí lỏng có khối lượng nhất định. Độ hòa tan của các kim loại quý (Au, Ag) trong kim loại Chì (Pb) nóng chảy cộng với sự khác nhau lớn v ề t ỷ tr ọng gi ữa Chì và xỉ, cho phép tách các kim loại quý ra khỏi xỉ dưới dạng một h ợp ch ất với Chì vàngbạc. Sau đó loại bỏ Chì nhờ oxi hóa thành oxit chì (PbO) trong một cái chén tinh luyện ở nhiệt độ 8509000C. Còn lại trên đáy chén cùng với các h ạt vàng và bạc còn có Platin, Osmi, Paladi, Iridi…

CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN VÀNG PHƯƠNG PHÁP NUNG LUYỆN VÀNG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VÀNG VÀ BẠC TRONG QUẶNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUNG LUYỆN (trong phòng phân tích) Vàng bạc kim loại quý phát sớm khoảng 2600-1950 năm trước công nguyên người ta tìm thấy mỏ vàng Troi II Capadoxi thuộc Anh Đến kỷ 25 trước công nguyên nước Tiểu Á tinh luyện bạc nguyên chất sau tìm cách tinh luy ện chì từ quặng galenit (PbS), điều cho phép khẳng định “S khai c ph ương pháp nung luyện vàng bạc phát minh vào khoảng kỳ 250-200 trước công nguyên trải qua giai đoạn ngày phương pháp nung luyện vàng bạc hoàn thiện Phương pháp nung luyện vàng bạc dựa vào tính chất khoáng v ật nung chảy với hỗn hợp chất gây chảy nhiệt độ cao (900-1000 0C) hình thành hợp chất nóng chảy hai pha: Một pha hỗn hợp dung dịch xỉ borăc – silicat kim loại pha khí lỏng có khối lượng định Độ hòa tan kim loại quý (Au, Ag) kim loại Chì (Pb) nóng chảy cộng với khác lớn v ề t ỷ tr ọng gi ữa Chì xỉ, cho phép tách kim loại quý khỏi xỉ dạng h ợp ch ất với Chì- vàng-bạc Sau loại bỏ Chì nhờ oxi hóa thành oxit chì (PbO) chén tinh luyện nhiệt độ 850-9000C Còn lại đáy chén với h ạt vàng bạc có Platin, Osmi, Paladi, Iridi… mà mẫu có Cuối tách bạc khỏi vàng axit nitơric loãng (HNO 3) tao ̣ ̀ AgNO3 sau cho Zn vao dung dich tao phan ứng: ̀ ̣ ̣ ̀ ̉ ̣ AgNO3 + Zn = Zn(NO3)2 + Ag thu lai Ag Các chất gây chảy phương pháp nung luyện thường là: 1- Natricarbonat (Na2CO3): Là chất gây chảy bazơ mạnh phản ứng nhạy với khoáng vật sufua để tạo thành sunfit sunfat kiềm trình nung chảy Natricarbonat coi chất khử lưu huỳnh oxy hóa, nóng chảy nhiệt độ 8520C Khi nung tới 9500C bị phân tích lượng nhỏ tạo lượng nhỏ CO2 giải phóng 0,4% kiềm tự Cả kiềm tự Natricarbonat lại phản ứng với SiO tạo thành silicat kiềm đóng vai trò chất xỉ 2- Chì oxit (PbO): Cũng chất gây chảy bazơ mạnh, đóng vai trò nh chất oxy hóa chất khử lưu huỳnh Nóng chảy nhiệt độ 883 0C bị khử giải phóng lượng chì kim loại cần thiết trạng thái nóng ch ảy đ ể hòa tan kim loại quý Au, Ag tạo thành hợp kim v ới chúng PbO có m ột l ực mạnh với SiO2 mẫu quặng (đặc biệt mẫu đơn khoáng) không đủ SiO2 PbO ăn mòn thành cốc để lâu th ủng cốc (có th ể thay th ế PbO b ằng quặng Galen (PbS) =1= 3- Dioxitsilic (SiO2): Là chất phản ứng axit mạnh kết hợp với oxit kim loại để tạo thành silicat sở hầu hết chất xỉ Nó cho thêm vào hỗn hợp chất gây chảy mẫu quặng thi ếu SiO để làm cho kim loại tạo xỉ dễ chảy làm cho thành cốc tránh khỏi bị PbO ăn mòn phá h ủy Nếu cho dư từ đến 10gr SiO2 mẫu nung luyện phải làm lại Tiện lợi sử dụng bột kính XNa2O.CaO.2SiO2 thay cho SiO2 với lượng dư chất không ảnh hưởng đến trình nung chảy mẫu, xác tính axit 4Natritetraborat khan (NaB4O7) Thường gọi Boraăc hay Hàn the Là chất nhớt nung chảy Ở nhiệt độ nóng đỏ trở thành m ột ch ất lỏng chất gây chảy axit mạnh hòa tan làm nóng ch ảy hầu hết oxit kim loại, oxit axit oxit bazơ để tạo xỉ tetraborac kim loại nhiệt độ th ấp hạ bớt điểm nóng chảy tất xỉ Vì th ường s dụng rộng rãi phương pháp nung luyện Au 5- Canxiflorua (CaF2) hay gọi Fluorit: Là chất khử thêm vào nung luyện mẫu quặng có chứa khoáng vật cromit khoáng vật ch ứa nhôm với hàm lượng >1% Nó làm tăng nhanh độ lỏng h ầu h ết ch ất gây chảy 6- Kalinitrat KNO3 Là chất oxi hóa mạnh Nóng chảy nhiệt độ 339 0C, nhiệt độ cao KNO3 bị phân hủy để loại bỏ oxi mà oxi hóa sunfua thành sunfat nhiều kim loại Tuy nhiên phải tính lượng sử dụng, dư nhiều gây sôi làm trào mẫu cốc nung chảy 7- Các chất khử (Bột mỳ, đường, than ) : Được thêm vào mẫu quặng đặc trưng nhóm khoáng vật oxit sắt, dioxit mangan ho ặc khoáng vật nhóm trung gian silicat, cacbonat Từ thuốc thử nêu nung chảy vối nhiều loại mẫu khác nhau: mẫu tuyển đơn khoáng, đa khoáng tạo quặng, nhà phân tích nung luyện tìm hỗn hợp gây chảy bazơ có lợi cho phân tích, có khả nung ch ảy tất khoáng vật Chúng thường gồm thành phần : - Oxit chì PbO = phần tương đương 60,6% - Natricacbonat (Na2CO3) = phần tương đương 24,24% - Natritetraborat khan (NaB4O7) = phần tương đương 12,12% - Các chất khử (Bột mỳ, đường, than ) = 0,25 phần tương đương 3,03% Khả sử dụng hỗn hợp gây chảy tỷ lệ % thành phần tùy thuộc vào kiểu khoáng vật tạo quặng có mặt mẫu Để thành công nung luyện xác định hàm lượng vàng bạc thường phải kết hợp với phương pháp trọng sa, khoáng tướng… khoáng vật đặc trưng cho mẫu theo phân loại sau: Kiểu 1: Các khoáng vật đặc trưng mang tính khử khoáng vật sunfua, acsenit, antimonit, telunit, vật chất cacbon…chúng phân hóa oxit chì PbO chì kim loại nung chảy =2= Kiểu 2: Các khoáng vật có khả oxy hóa, đặc trưng nhóm oxit sắt, dioxit mangan, Khi nung chảy với hỗn hợp gây chảy s ẽ oxy hóa chì ho ặc tác nhân khử Đây nhóm khoáng vật đặc biệt Kiểu 3: (kiểu trung gian) Là khoáng vật silicat, cacbonat, oxit khác (ngoài oxit kiểu 2), khoáng vật mà mặt khoáng vật sunfua, acsenit, antimonit, telunit, vật chất cacbon…tức khoáng vật khả khử oxy hóa Dựa vào đặc tính riêng biệt kiểu, nhà nung luyện định hướng cho việc sử dụng chất gây chảy Kiểu 1: Thành phần hỗn hợp chất gây chảy không thêm ch ất kh ử, tỷ l ệ thành phần gây chảy gồm: - Oxit chì PbO = phần tương đương 62,5% - Natricacbonat (Na2CO3) = phần tương đương 25,00% - Natritetraborat khan (NaB4O7) = phần tương đương 12,5% Ở nhiệt độ cao lò nung tốc độ khử khoáng vật sunfua đ ối với PbO xảy nhanh Để hạn chế tạo chì có khối lượng mong muốn cần cho thêm vào hỗn hợp gây chảy chất oxy hóa hay dùng KNO từ tới 5gr cho mẫu nung luyện Kiểu kiểu 3: Xử dụng hỗn hợp chất gây chảy thành phần có chất khử nêu Tuy nhiên mẫu cần cho thêm từ 0,5 tới 4gr chất khử (Bột mỳ, đường, than ), tạo lượng cacbon đủ để khử oxi, PbO oxit khác, tin chì mong muốn Sự khác gi ữa ki ểu kiểu lượng chất khử lượng bột kính hay bột SiO sử dụng có tỷ lệ khác nhau, ví dụ với 15gr mẫu manhetit (Fe2O3) phải thêm vào hỗn hợp nung chảy 15gr SiO2 4gr bột mỳ, với lượng cân quặng Dolomit cần thêm 6gr SiO2 3,2gr bột mỳ, điều phụ thuộc vào kinh nghiệm nhà nung luyện Đến kỹ thuật nung luy ện xác đ ịnh hàm lượng Au, Ag phương pháp nung luyện thực theo giai đo ạn sau: I- Giai đoạn nung chảy mẫu Cho vào cốc nung chảy hỗn hợp chất gây chảy có kh ối lượng tùy thuộc vào trọng lượng mẫu, sau cân mẫu sấy khô nhiệt độ 105 0C cân phân tích (0,2mg) Dùng dao inoc không rỉ trộn ch ất gây ch ảy v ới mẫu phủ kín Natritetraborat khan (NaB4O7) để làm thành nắp cho toàn chiếm khoảng 2/3 chiều cao cốc nung luy ện Đưa cốc nung chảy vào lò nung đặt nhiệt độ 1000 0C (nhiệt độ lò nung không tăng nhanh), với hàng cốc mẫu với m ục đích ều hòa nhiệt độ, đồng thời để thông gió lò thường có xung quanh cửa lò Đóng c lò nung lại, nhiệt độ giảm từ từ xuống 900 0C khoảng 17 phút, (20phút nung chảy 11 mẫu trở lên) Lần lò nung l ại đ ược nâng lên 1000 0C 15 phút (20phút nung chảy 11 mẫu trở lên), cuối th ời gian cửa =3= lò mở, dùng kẹp chuyển cốc ra, lắc nhẹ cho hỗn hợp chì – vàng – bạc cuộn lại xỉ bong khỏi thành cốc rót nhẹ nhàng vào khuôn mẫu đ ổ b ằng gang làm nóng để tránh bắn mẫu Kết thúc giai đoạn phải tạo hai sản phẩm sau: - Một chì có khối lượng phải từ 20-25gr, ch ất xỉ bao quanh chì không phá hủy cốc nung chảy chất lỏng, nguội quân ph ương tách đ ế khỏi chì- xỉ không chứa hạt kim loại nhỏ - Dùng búa đe đập vỡ xỉ, lượng nh ỏ xỉ bám lại b ề mặt chì làm axit HCl 10% nóng, gia công chì thành hình lập phương II- Giai đoạn tinh luyện Tách Au, Ag khỏi chì thực chén làm bột xương động vật 50% bột xương 50% xi măng porlan, chén manhezit nhi ệt độ 800- 9000C, chì gia công đặt chén nung luyện lò bị oxy hóa oxy thành tạo oxit chì (PbO) nóng chảy 98,5% PbO chén h ấp thụ vào khoảng 1,5% bay Quá trình kết thúc h ợp kim Au-Ag n ằm l ại đáy chén dạng hạt Chén tinh luyện coi màng th ấm oxit chì nóng chảy không thấm chì kim loại kim loại quý hi ếm khác Khối lượng chén tinh luyện phụ thuộc vào khối lượng chì, n ếu chì nặng 20-25gr nên dùng chén có khối lượng 40-45gr Trong giai đoạn nhiệt độ lò nung quan trọng Nếu nhiệt độ cao Ag b ị bay h m ột ph ần, nhiệt độ thấp lượng nhỏ chì lại tạo hợp kim với Au Ag Nhiệt độ thích hợp 8500C Trình tự tiện hành: Đầu tiên chén tinh luy ện đưa vào lò nung, g ần c ửa lò nung có “hàng rào” chén không Nâng nhiệt độ lên 800 0C Muốn hạn chế khả oxy hóa cao độ lò gần cửa lò giáp v ới hàng chén không đặt hàng cốc có cục than Do oxy hóa th ực hi ện m ột tốc độ mong muốn, đồng thời tăng sức nóng không khí qua tránh đ ược tượng làm “đông lạnh “ chì Sau cửa lò nung đóng lại nhiệt độ nâng lên 10000C, nhiệt độ mở cửa lò chuyển dần chì vào chén nung luyện có số hiệu mẫu phù hợp Cửa lò đ ược đóng l ại vài phút mở quan sát quan sát xem chì oxy hóa thành oxit chì nóng chảy chưa (các chì tan chảy đỏ đều) Khi chì “đã mở” đ ể m c ửa lò nhiệt độ hạ thật nhanh xuống 840 0C (việc thực nhờ hệ thống quạt hút khí), giữ lò nhiệt độ từ 5-10 phút đến chì b ị oxi hóa nóng chảy nhiệt độ lại nâng lên 8600C khoảng 5-10phút nâng lên 8800C với thời gian tương tự Lúc chì giảm kích th ước xu ống đầu kim nhọn nậy khỏi đáy chén dủng búa rát mỏng đem cân cân vi lượng (1microgam) để tính tổng hàm lượng Au+Ag g/tấn Cuối đáy lò làm bột xương III- Giai đoạn tách Au-Ag Kết thúc trình nung luyện Ag cần tách khỏi Au cách đặt hạt hợp kim Au-Ag thu vào chén rót axit HNO3 nồng độ 20% vào chén cho chiếm khoảng 2/3 chiều cao chén ti ến hành đun b ếp điện nóng vừa (không đun đến sôi) để hòa tan Ag Khi Ag hòa tan hoàn toàn thành AgNO3 kết tủa màu trắng gạn cho vào bình chứa Ag + HNO = AgNO3 + H2 Sau dung phoi Fe hoăc Zn cho vao dung dich để hoàn nguyên Ag theo công ̀ ̣ ̀ ̣ thức: AgNO3 + Zn = Zn(NO3)2 + Ag Hạt Au lại chén rửa NH4OH loãng 4% nóng, sau rửa lại nước cất nóng, đem sấy khô chén để nguội dần phòng đem cân cân vi lượng (1microgam) tính hàm lượng Ag tách theo đ ơn v ị g/tấn Cần ý: + Khi hàm lượng Ag > lần hàm lượng Au hòa tan Ag đ ể l ại h ạt Au dễ dàng hàm lượng Ag ≤ 8lần hàm lượng Au HNO không hòa tan Ag Trong trường hợp phải thêm lượng Ag kim loại theo t ỷ l ệ (1Au/8Ag) Tốt mẫu nung luy ện lại t đ ầu cho thêm Ag kim loại + Ngày người ta phát minh phương pháp khác h ấp th ụ nguyên tử Au, Ag, kích hoạt Nơtron có độ nhạy cao, phát đến hàm lượng n.10-7 % Nhưng bỏ phương pháp nung luyện phương pháp nung luyện phương pháp làm giàu kim loại quý tốt nh ất loại bỏ hoàn toàn khóang vật cộng sinh + Các phương pháp có tính lý luận phân tích thí nghiệm Còn s ản xuất công nghiệp cần phân tích HTNT Au, Ag để làm sở chọn hóa chất + Phương pháp làm thủ công: - Dùng lọ gốm đất nung tương đối chín, không dùng lọ da lươn dùng than củi củi đốt với nhiệt độ cao làm nứt vỡ bình trào hóa ch ất vật chất nung - Đổ mẫu tinh quặng Au, Ag hóa chất nêu tới 2/3 chiều cao lọ, phần cho gạch vụn chịu lửa với mục đích lắp đậy quặng sôi khỏi trào khỏi lọ Cho thêm bột mì bột gạo ch ỉ dùng lò thí nghi ệm chén Platin chén bạch kim, ph ương pháp nung luy ện th ủ công không dùng =5= - Đốt củi vòng 4-5giờ Sau than tàn hẳn bình nung nguội sờ tay được, đem lọ chứa quặng nung luyện đập vỡ thu hồi Pb chứa Au- Ag Khi cục Pb bị bám xỉ phải tách xỉ cục Pb nh ẵn bóng không bám xỉ đảm bảo chất lượng giai đoạn tách Au-Ag kh ỏi cục Pb Nếu cục Pb lẫn xỉ phải đem đốt lại Lúc ch ỉ cần cho cục Pb vào lọ nhỏ cho Borăc vào để hạ nhi ệt độ nung, phía l ọ cho bột chịu lửa làm nắp tránh trào nung luyện Để nguội cho Pb thu hút Au Ag nóng hỗn hợp th ể l ỏng (nh lòng đ ỏ tr ứng gà) phân kim - Cần chọn hóa chất cẩn thân Bột xương động vật khó mua, xương động vật để lâu khó khăn, cần tăng canxi cho mẫu thúc đẩy kết tủa nhanh =6= TÓM TẮT QUY TRÌNH LUYỆN VÀNG (theo sách “Luyện vàng” Bùi Văn Mưu Phùng viết Ngữ) Quy trình luyện vàng không kể phương pháp phài g ửi m ẩu phân tích khoáng tướng, nung luyên, HTNT… để xác định thành h ệ qu ặng từ lựa chọn đưa phương pháp tuyển hợp lý Song quy trình ển luy ện vàng tiến hành theo bước sau: A- NGHIỀN QUẶNG Quặng vàng loại trước luyện vàng không kẻ phương pháp phải đưa vào xưởng nghiền quặng tới cỡ hạt ≤ 0,076mm B- LÀM GIÀU QUẶNG Có nhiều phương pháp làm giàu quặng tóm tắt phương pháp sau: 1- Làm giàu quặng phương pháp trọng lực Đây phương pháp thông dụng nhất, thường áp dụng trước tiên kết hợp với phương pháp khác Quy trình gồm: cho qu ặng vàng nghiền mịn vào nước tạo thành dung dịch nước-quặng có pha lỏng rắn Đem đãi bàn đãi gằn quặng, đãi quặng máy đãi lắng dùng máy Hydrociclon Nguyên lý máy Hydrociclon đưa dung dịch nước - quặng vào máy, quay với tốc độ 18-20 m/s Do trọng l ực c Au - Ag quăng chứa chúng lớn nên lắng xuống phần đáy máy thoát van đáy, tạp chất bùn, mạt đá… nằm phần thoát đường xả phần máy 2- Tuyển trọng lực máng đãi (bate, máng chớp) Phương pháp tuyển dùng lấy vàng quặng vàng phương pháp thủ công, áp dụng rộng rãi tất bãi đào vàng nước Song sản xuất vàng công nghiệp không sử dụng phương pháp 3- Làm giàu quặng vàng phương pháp tuyển Với quặng vàng sunfua, vàng đa kim, vàng pyrit vài lo ại qu ặng ch ứa khoáng vật kim loại khác phương pháp tuyển làm giàu qu ặng b ằng phương pháp trọng lưc hiệu nên phải dùng phương pháp ển n ổi Phương pháp tuyển bọt phương pháp sử dụng rộng rãi Quy trình tuyển bọt tóm tắt sau: - Bùn quặng từ máy nghiền mịn đưa dẫn vào máy tuyển người ta nạp thuốc tập hợp, thuốc tạo bọt, thuốc đè chìm, thuốc kích thích vào khoáng tương khuấy sục khí Nhờ chất tạo bọt khuấy mạnh bọt khí tạo thành khắp bề mặt khoáng tương, lúc hạt vàng khoáng chứa vàng tác dụng chất tập hợp không bị thấm ướt nên bám quanh bọt khí lên mặt khoáng tương Đây tinh quặng đ ược g ạt vào máng riêng =7= - Các tạp chất bùn, mạt đá… tác dụng chất đè chìm nên bị th ấm ướt chìm xuống đáy thùng tuyển tạo thành đuôi quặng sả van sả đáy thùng tuyển Hiện giới có loại máy tuyển là: Máy ển khí nén, máy tuyển học máy tuyển hỗn hợp học nén khí C- LUYỆN VÀNG Có nhiều phương pháp luyện vàng khác sau: I- Luyên vang băng phương phap hoa luyên (xem Phương phap nung ̣ ̀ ̀ ́ ̉ ̣ ́ ̣ luyên vang) ̀ II- Luyện vàng phương pháp hỗn hống thủy ngân 1- Các phương pháp hỗn hống thủy ngân Khi quặng vàng từ máy nghiền đưa vào thủy ngân (Hg) tạo thành hợp chất AuHg2, Au2Hg Au3Hg Độ hòa tan Au thủy ngân phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ độ thấm ướt Hg lên bề mặt hạt vàng a- Phương pháp hỗn hống Trước tiên người ta nghiền quặng vàng với nước, cho thêm b ột vôi (CaO) để tạo nên môi trường kiềm gây cản trở cho trình hoàn nguyên đồng từ muối nó, đồng thời kết tủa số kim loại dạng hydroxit Sau cho thủy ngân vào khoang nghiền theo chế độ gián đoạn bắt đầu công việc quặng nghiền tới cỡ hạt 0,1- 0,2mm Để tăng cường khả thấm ướt vàng, trước nạp thủy ngân người ta cho KMnO (thuốc tím) K2CrO2 lượng nhỏ xianua (NaCN hay KCN) Thời gian hỗn hống máy khoảng 2-10giờ Bùn quặng sau h ỗn h ống đưa vào thùng có đáy nghiêng hỗn hống chứa Hg-Au s ẽ l ắng xuống đáy phần nghiêng thùng b- Phương pháp hỗn hống Bàn hỗn hống chế tạo gỗ có kích thước dài 5-6m, rộng 1-2,5m, góc nghiêng 8-100 Trên mặt bàn có rãnh cắt ngang cách 1-1,5m, cuối bàn có máng thu gom hỗn hống van xả Chuẩn bị mặt bàn hỗn hống Trên mặt bàn hỗn hống người ta phủ lên đồng dày 3-5mm, không nên mỏng dễ bị ăn mòn Sau làm kỹ bề mặt đồng ủ (có thể sấy nóng đồng) hỗn hợp Amonclorua (NH 3Cl), cát thủy ngân hỗn hống đồng tạo bề mặt t ấm đồng có kh ả giữ chặt lớp thủy ngân mỏng tráng miết Đưa dung dịch nước-quặng vàng nghiền mịn ≤0,076mm chảy mặt bàn hỗn hống, hạt vàng chuyển động phần đáy c dòng ch ảy bùn tiếp súc với Hg mặt bàn bị thấm ướt tạo thành hỗn hống Hg-Au nằm lại mặt bàn Phần bùn chứa vàng khoáng v ật ch ứa vàng v ẫn đ ược thu gom vào bể để sử lý xianua =8= Dùng nạo da cao su để gom hỗn hống Hg-Au đem rửa s ạch nước ấm, thủy ngân có bề mặt trắng bóng Tiếp tục chuy ển h ỗn hống vào máy ép tách Hg khỏi Au Thông tường người ta sử dụng lò chưng cất hỗn hống có phận làm lạnh để thu hồi Hg Muốn hỗn hống lần sau phải rửa đồng mặt bàn làm công đoạn chuẩn bị mặt bàn hỗn hống (NH4Cl + cát + Hg) Xử lý hỗn hống lò chưng nằm ngang hay lò đứng nhằm tách vàng khỏi thủy ngân thu hồi thủy ngân tránh lãng phí gây ô nhiễm môi trường Ưu điểm - Rất phù hợp với sử lý quặng vàng sa khoáng Nhược điểm - Thủy ngân chất độc hại cho sức khỏe người - Không sử lý quặng vàng – sunua, vàng đa kim có dạng hạt xâm tán mịn khó sử lý Trong trình chưng, thành phần sản phẩm dạng bột b ọt x ốp, vàng (ở lò múp chiếm 60-80%, lò ống 75-90%) có số tạp ch ất Hg, Cu, Pb.v.v sản phẩm cô lại nồi graphit có cho thêm chất trợ dung tạo xỉ nitơrat kiềm, Borăc Cuối vàng thô đúc thành anot để đưa tinh luyện IIILuyện vàng xianua (NaCN, KCN) Từ năm 1783 Shecie phát hòa tan chọn lọc xianua kim loại kiềm vàng tới năm 1876 Ensner công b ố k ết qu ả tách vàng b ằng xianua Năm 1889 người Mỹ nhận phát minh hòa tách vàng b ằng xianua kết tủa vàng từ dung dịch xianua kẽm Năm 1890 nhà máy lọc vàng xây dựng phương pháp Từ công nghiệp luyện vàng có bước tiến nhảy vọt phương pháp luyện vàng xianua trở thành phương pháp chủ yếu công nghệ luyện vàng So với phương pháp amagam thủy ngân nêu phương pháp xianua có ưu điểm bật nh hiệu suất thu hồi vàng cao, suất lớn, vốn đầu tư thấp, xử lý có hiệu quặng vàng xâm tán khó sử lý, quặng nghèo, quặng vàng đa kim, vàng pyrit… quặng đuôi nghèo vàng phương pháp tuyển trọng lực, tuyển n ổi hay amagam thủy ngân để tận thu Au nêu Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm lớn độc h ại cao, tác h ại tới sức khỏe người công nhân ảnh hưởng tới môi trường xung quanh Vì ngày song song với việc sử dụng công nghệ xianua người ta tìm dung môi hòa tan phương pháp luyện vàng khác độc hại h ơn, có hiệu suất cao Luyện vàng xianua bao gồm hai khâu hòa tách vàng dung dịch xianua kiềm tách vàng từ dung dịch xianua Ngoài hai khâu phụ tái sinh dung dịch xianua sử lý bã vàng kết tủa để vàng =9= 10 Trước đưa vào sản xuất, sử lý loại quặng vàng đ ều phải thí nghiệm nhằm nghiên cứu chế độ hòa tan vàng dung dịch xianua tối ưu 1Các tác nhân ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan vàng dung d ịch xianua a- Ảnh hưởng nồng độ xianua Phản ứng hòa tan vàng dung dịch xianua 2Au + 4CN- +1/2 O2 + H2O = 2[Au(CN)2]- +2OH- (1) Khi nhân tố khuyếch tán loại trừ nồng độ oxy dung dịch đủ lớn tốc độ phản ứng (1) phụ thuộc vào nồng độ xianua Khi tăng nồng độ xianua tốc độ hòa tan vàng tăng theo, tới giá trị định Nếu tiếp tục tăng nồng độ xianua tốc độ hòa tan Au bị chậm lại giảm dần b- Ảnh hưởng nồng độ oxy Khi nồng độ xianua thấp tốc độ hòa tan Au phụ thuộc vào nồng đ ộ xianua, nồng độ xianua cao tốc độ hòa tan Au không ph ụ thuộc vào nồng độ xianua mà phụ thuộc vào áp suất oxy hòa tan dung dịch xianua Tuy nhiên cần phải điều chỉnh hài hòa nồng độ xianua hàm lượng oxy dung dịch phải đảm bảo cho tỷ lệ phân tử chúng CN - mol/O2 mol = Để tăng cường vai trò oxy sử dụng chất oxy hóa làm chất xúc tác Một số chất xúc tác thường dùng anthraquinone, sunphonic c- Ảnh hưởng nhiệt độ tới tốc độ hòa tan Au Nhiệt độ có ảnh hưởng tới hầu hết giai đoạn trình hòa tan Au vào dung dịch xianua ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng, tốc độ hòa tan chất tham gia phản ứng ảnh hưởng tới tốc độ hòa tan oxy dung dịch xianua d- Ảnh hưởng khoáng vật kèm quặng vàng tới t ốc đ ộ hòa tan Au Một số khoáng vật liên kết với vàng thường gặp pyrit, arsenopyrit, galenit, sphalerit, stipnit, chancopyrit, uranit.v.v magnetit, inmenit Còn khoáng vật tạp chất thường thạch anh, felspat, mica, granat.v.v + Tác động thúc đẩy tốc độ hòa tan Au khoáng v ật ch ứa chì, th ủy ngân, Bismutin talc + Tác động kìm hãm tốc độ hòa tan Au khoáng vật pyrotin, khoáng chứa sunfua pyrit, arsenopyrit 2- Thiết bị công nghệ hòa tách vàng dung dịch xianua a- Công nghệ thẩm thấu ngâm chiết Thiết bị ngâm chiết thẩm thấu gồm hai loại thùng ch ứa ch ất đống = 10 = 11 Cần lưu ý sau : - Trước tiên quặng vàng đập nghiền phân cấp để loại trừ h ạt bé bùn quặng - Tốc độ dung dịch thẩm thấu qua lớp quặng thông số công nghệ quan trọng phụ thuộc vào tính chất, chủng loại quặng, cấp h ạt, hình d ạng h ạt, áp suất nhiệt độ dung dịch Thông thường tốc độ khoảng 0,03m/h loại quặng có độ hạt đồng - Nồng độ xianua thông dụng từ 0,05-0,2% - Chu kỳ hòa tan quặng vàng xianua khoảng 120-140giờ, trường hợp đặc biệt tới 200giờ Một số tiêu ngâm chiết thùng sau : Tiêu hao xianua 0,25- 0,75kg/tấn quặng, tiêu hao kiềm 1-2kg/tấn quặng, hiệu suất thu h ồi vàng 70- 90% b- Công nghệ khuấy tan Cho dung dịch xianua quặng vàng nghiền nhỏ vào thùng khuấy tan làm tăng tiếp súc hai pha lỏng – rắn trạng thái cưỡng bức, tốc độ hòa tan tăng nhanh, hiệu hòa tan cao suất thiết bị lớn Khuấy tan dùng để xử lý loại bùn quặng mà phương pháp ngâm chiết không xử lý Có loại thiết bị khuấy tan Cơ học, khuấy sục khí khuấy hỗn hợp hai loại 3- Tách vàng từ dung dịch xianua Trong trình hòa tan Au, Ag dung dịch xianua Au, Ag tan vào dung dịch tồn dạng Au(CN)2 Ag(CN)2 Để thu hồi Au, Ag sử dụng phương pháp sau a- Tách vàng phương pháp xi măng hóa Năm 1889 hai nhà hóa học J Arthur R Forrest phát minh ph ương pháp tách vàng từ dung dịch xianua kim loại (chủ yếu dùng Kẽm kim loại) Bằng việc dùng bột Zn làm tác nhân kết tủa Au từ dung d ịch ki ềm xianua Được hoàn thiện đưa vào áp dụng nhiều mỏ vàng giới Phương trình tóm tắt sau: 2[Au(CN)2] + Zn = 2Au + [Zn(CN)2] + 2OH- Điều kiện kết tủa tối ưu là: - Khử oxy dung dịch trước tiến hành kết tủa - Dùng kẽm kim loại dạng bột để tăng diện tiếp xúc bề mặt - Chì hóa Zn (nhúng bột Zn vào dung dịch chì axetat gọi chì hóa kẽm) - Điều chỉnh cho nồng độ xianua kiềm không cao mức - Khuấy mạnh dung dịch xianua-quặng Au Các tạp chất có hại axetatcanxi, canxisilicat, đồng kết tủa thánh đồng kim loại v.v cản trở trình kết tủa vàng Vì lúc đ ầu ph ải dùng b ột Zn để kết tủa chất có hại, sau dùng bột Zn chì hóa đ ể k ết t Au Người ta tiến hành kết tủa Au phoi kẽm hay bột kẽm sau : = 11 = 12 + Kết tủa Au phoi kẽm Kẽm kim loại cán mỏng tạo thành nhỏ rộng 1-3mm, dày 0,02-0,04mm Nhúng phoi kẽm vào dung dịch chì axetat hay chì nitrat (PbNO 3) vòng 1-2phút (chì hóa), lượng muối chì dùng để chì hóa ch ỉ khoảng 10% khối lượng kẽm Cũng chì hóa b ể k ết t b ằng cách cho dung dịch muối chì chảy qua bể khoảng 1-2 phút + Kết tủa Au bột kẽm Bột Zn phải đảm bảo chất lượng kim loại Zn = 90-95% ZnO ch ỉ chiếm 510%, kẽm kim loại dạng bột hay bị oxy hóa Trước tiến hành kết tủa Au người ta cho bột Zn vào muối chì đ ể chì hóa với khối lượng muối chì 10% khối lượng bột kẽm trộn Chi phí bột Zn từ 15-20g/tấn dung dịch hàm lượng Au bé, 40-80g/tấn dung dịch hàm ượng Au lớn Phản ứng tách Au phương pháp xi măng hóa tóm tắt sau: 2Au(CN2) = Zn = 2Au + [Zn(CN4)]-2 Với Ag(CN2) phản ứng tương tự b- Tách vàng phương pháp trao đổi Ion Khi hàm lượng vàng dung dịch xianua thấp mà tách vàng phương pháp xi măng hóa dùng bột kẽm hiệu người ta tách vàng phương pháp trao đổi ion hay phương pháp hấp thụ vàng than hoạt tính để chuyển hóa Au vào pha trung gian có hàm l ượng Au cao h ơn sau tách vàng phương pháp điện phân hay xi măng hóa Người ta tạo chất ion hóa « nhựa Anionit « loại nhựa có độ hạt nhỏ, độ xốp lớn, diện tích riêng bề mặt lớn hệ số nở cao Các tính chất nhựa trao đổi ion anionit sau: Khả trao đổi ion 3,2 đ ương lượng/g, kích thước hạt 0,6-1,2mm, diện tích 32m 2/g, trọng lượng đống 0,42g/cm3, hệ số nở dung dịch 2,7 + Tái sinh anionit thu hồi vàng Nhựa anionit sau bão hòa vàng phải tách Au tái sinh nh ựa anionit để dùng lại Thông thường nhựa anionit bão hòa vàng chứa 20% trọng lượng Au sau phục hồi hàm lượng Au lại 5-6% Công đoan ̣ Au Ag Zn Cu Ni Co CN- Cr OH- ̃ ̀ Anionit bao hoa mg/g 15,2 21,3 8,0 4, 1,6 0,95 22 7, 13,4 ̣ ̀ Anionit sau phuc hôi mg/g 0,3 0,5 0,6 1, 0,6 0,8 0,5 2, 4,6 Dây chuyền công nghệ chế biến anionit gồm bước sau: - Rửa anionit bão hòa nước sạch, sau cho tác d ụng v ới axit nhằm tách Zn, Co NaCN Quá trình rửa nước tiến hành khoảng 15-18 rửa H2SO4 loãng 3% từ 30-36giờ - Khử tạp chất H2SO4 loãng 3% = 12 = 13 - Giải phụ vàng: Các chất dùng để giải phụ vàng dẫn xuất Axeton, Metinon, Etinon song dùng axit Tiocacbamit theoure (NH 2)2CS có tác dụng để tạo thành phức vàng [AuCS(CN2)]+2 Quá trình giải phụ Au tiến hành từ 75-90giờ Dung dịch gồm 2,5-3% H2SO4, 8-9% axit Tiocacbamit theoure Kết anionit giải phóng khỏi vàng chuyển thành dạng sunphat R.SO4, dung dịch thu có hàm lượng Au 1-2g/lít Tiếp tục qua công đoạn kết tủa để thu hồi vàng - Tái sinh nhựa anionit Dùng dung dịch NaOH để tai sinh anionit nông đô ̣ 4^ ́ ̀ tôn khoang 4-5 lân thể tich anionit Sau rửa nước nhiêu lân lam sach NaOH ́ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ ̀ ̣ bam anionit, luc anionit tai sinh có tac dung anionit đem dung ́ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̣ lai - Thiêt bị giai phụ ưu nhược điêm cua phương phap xem trang 126 ́ ̉ ̉ ̉ ́ ̀ c- Tách vàng than hoạt tính than củi (trang 127) + Nguyên tắc tách vàng than hoạt tính than gỗ Người ta biết tách vàng than hoạt tính than gỗ từ lâu Song luận thuyết khoa học bàn chất trình cho đ ến ch ưa đ ược thống tồn lý thuyết khác Về lý thuy ết kh ả h ấp ph ụ vàng than hoạt tính 100kg Au/1 than (thực tế 5kgAu/tân than) ́ Thời gian tiến hành hấp phụ Au 6-9giờ + Thiết bị công nghệ tách Au than gỗ hay than hoạt tính - Thiết bị Các xí nghiệp khai thác chế biến vàng loại nh ỏ khai thác thủ công thường dùng hấp phụ Au thùng hấp ph ụ Trong thùng đ ựng than hoạt tính cỡ hạt 0,1mm cỡ hạt 0,6-2mm trộn dung dịch xianua quặng vàng nghiền nhỏ tạo nên bùn quặng Cũng có dùng thùng khuấy học kết hợp với không khí để hòa tách hấp phụ Au Sau hòa tách hết Au hấp ph ụ bão hòa, người ta đem ển n ổi (nếu than cỡ hạt 0,1mm) cho qua sàng quay (nếu than cỡ h ạt 0,6-2,0mm) để tách Au dung dịch + Giải phụ thu hồi vàng tái sinh than hoạt tính Than hoạt tính sau hấp phụ chứa Au khoảng 5kg Au/tấn than, có số tạp chất sét, cát, chất vô kim loại Cu, Pb, Zn … - Giải phụ kiềm xianua nóng (NaOH 1%, NaCN 0,2%) nhi ệt đ ộ 80- 140 C thời gian 10-48giờ Dung dịch nấu sôi thùng giải phụ sau dẫn qua thùng 2, thùng lại bơm trở thùng Trong chu kỳ dung dịch dẫn qua thùng điện phân - Giải phụ Amoniac lỏng tái sinh than hoạt tính ch ỉ c ần 1520 phút giải phụ hết Au khỏi than Ngoài tái sinh đ ược amoniac Sau trình giải phụ, dung dịch Au-Amoniac lọc ch ất lơ lửng chuyển qua phận bốc hơi-ngưng tụ thu hồi amoniac dẫn quay trở lại trình giải phụ, cặn tiếp tục cho bay thu cặn bã ch ứa 33-35% Au, 10-15%Ag đưa luyện Au, Ag thô tinh luyện tách Au, Ag = 13 = 14 Than hoạt tính sau giải phụ cho tác dụng với axit clohydric (HCl) loãng 0,2N để rửa canxi đưa than trở lại trình hấp phụ Dùng than hoạt tính hay than gỗ để làm chất h ấp ph ụ có ưu ểm l ớn giá rẻ, nhiễm bẩn dùng anionit nên dùng đ ể h ấp ph ụ lo ại bùn quặng bẩn có lợi dùng anionit Nhược điểm than hoạt tính dung lượng hấp phụ Au thấp, độ bền học không cao, mát l ớn nên ch ỉ tiêu tiêu hao cao khoảng 200gthan/tấn quặng Do nên áp dụng xí nghi ệp nh ỏ hạn chế áp dụng xí nghiệp sản xuất vàng công nghiệp lớn d- Tách vàng phương pháp điện phân Phương pháp sử dụng sớm xí nghiệp khai thác vàng Úc, Mỹ, Canada…có ưu điểm sử lý có hiệu dung dịch chứa số tạp chất khác Cu, Pb, As v.v mà ph ương pháp nêu không s lý triệt để Sau điện phân thu vàng có độ cao Tái sinh dung dịch xianua dung dịch quặng có ích khác hệ thống thiết bị đơn giản IV- Luyện vàng từ quặng hay tinh quặng vàng khó sử lý Phương pháp luyện vàng từ quặng hay tinh quặng vàng khó s lý dài song cần lưu ý số vấn đề sau: 1- Loại quặng vàng khó sử lý - Loại quặng vàng khó sử lý bao gồm: Quăng vang sunfit, vang phân tan ̣ ̀ ̀ ́ ̣ cac quặng vàng - pyrit, vàng – arsenopyrit, vàng – pyrotin, stipnit, ́ chancopyrit, galen, quặng đa kim chủ y ếu sunfua s ắt, đồng, arsen, antimon… phai có giai phap riêng ̉ ̉ ́ Sắt tồn quặng sunfua chứa vàng dạng: Pyrit (FeS 2), pyrotin (Fe1-xS), macmatit (ZnS, FeS), chancopyrit (CuFeS 2), mackazit, (FenSn-1) Đồng tồn quặng sunua chứa vàng dạng: chancozin (Cu 2S), chancopyrit (CuFeS2), covelin (CuS) Arsen tồn quặng sunfua chứa vàng d ưới d ạng: asenopyrit As2S3) Antimon tồn dạng Stipnit (Sb2S3) Bismut tồn dạng bismutit (Bi2S3) bạc tự tồn dạng agiantit (Ag2S) 2- Phương pháp thiêu oxi hóa xianua hóa qu ặng sunfua chứa vàng a- Phương pháp thiêu oxi hóa Cũng loại quặng vàng khác Loại quặng vàng khó sử lý trước sử lý tuyển luyện phải trải qua công đoạn: Nghiền mịn ≤0,076mm thiêu oxi hóa quặng phương pháp tuyển quặng tinh quặng xử lý tinh quặng cuối luyện vàng thành phẩm Trong trình thiêu oxi hóa nhằm biến đổi quặng dạng sunfua sang quặng dạng oxit, làm cho sốp hạt quặng dẫn tới hạt vàng dễ tiếp xúc với dung dịch xianua b- Xử lý tinh quặng vàng sau thiêu Tinh quặng vàng sau thiêu đươc đưa vào máy nghiền ướt v ới nước tạo nên bùn quặng sau hydrocyclon khoáng tương cặn Cặn lại = 14 = 15 hydrocyclon lại khoáng tương cặn lần Đem nghiền cặn lần l ọc r ửa đưa xianua hóa Cuối giai đoạn xianua hóa sử lý nh trình bày phần II 3- Phương pháp clorua hóa Phương pháp clorua hóa phương pháp sử lý nhiều loại quặng vàng khó sử lý Có phương pháp clorua hóa ướt clorua hóa khô Sau phương pháp clorua hóa ướt phương pháp clorua hóa khô xem sách luyện vàng + Nguyên lý Nguyên lý phương pháp clorua hóa ướt tinh quặng ch ứa vàng dùng khí clo hay chất mang clo dạng ion (HCl) tác dụng với Au liệu tạo thành hợp chất axit vàng clorua hydro tan n ước, chuy ển chúng vào dung dịch tách khỏi đất đá tạp sau dùng phương pháp thích h ợp tách Au khỏi dung dịch Nguyên lý theo phản ứng sau: 2Au + Cl2 = 2AuCl tiếp đến 2AuCl + Cl - = [AuCl2]- cuối tạo thành [AuCl4]- + Tách vàng khỏi dung dịch Trong sản xuất người ta dùng hóa chất FeSO4, Na2S, H2S hay than gỗ để tách vàng khỏi dung dịch chứa AuCl3 theo phản ứng sau: Phản ứng 1: 2AuCl3 + FeSO4 = 2Au + 2FeCl3 + 2Fe2(SO4)3 Cho thêm khí SO2 tác dụng với dung dịch tạo nên Phản ứng 2: 2AuCl3 + 3SO2 +6H2O = 2Au + 6HCl + 3H2SO4 Phản ứng 3: Cho tác dụng với Natrisunphit 2AuCl3 + 3Na2S = 6NaCl + Au2S3 Phản ứng 4: Cho tác dụng với hydrosunphit 2AuCl3 + 3H2S = 6HCl + Au2S3 Phản ứng 5: Cho tác dụng với than gỗ 4AuCl3 + 3C + 6H2O = 4Au + 12HCl + 3CO2 Trong phản ứng phương pháp sục khí SO2 tỏ có nhiều ưu điểm dễ sử dụng, rẻ tiền, phàn ứng xảy tốt, suất thu h ồi vàng cao, trình tinh chế không phức tạp dẫn đến giá thành hạ 4- Nấu luyện tinh quặng chứa vàng Đa số nước có tinh quặng sunfua chứa vàng khó s lý nh ư: Qu ặng vàng - pyrit, vàng – arsenopyrit, vàng – pyrotin, stipnit, chancopyrit, galen, qu ặng đa kim chủ yếu sunfua sắt, đồng, arsen, antimon… đưa nhà máy hỏa luyện kim loại màu nhà máy luyện đồng, luyện chì, luyện antimon Ở trình bày phương pháp nấu luyện riêng với quặng sunfua vàng khó sử lý Các quặng khác tham khảo sách Luyện vàng Có hai hướng luyện tinh quặng sunfua chứa vàng khó sử lý sau: = 15 = 16 - Thiêu oxi hóa trộn quặng với Pb luyện hoàn nguyên s ẽ thu đ ược Pb chứa Au cao xỉ bỏ - Nấu luyện tạo thành sten chứa Au xỉ bỏ a- Nấu luyện với chì hay gọi nấu thành kim loại Như biết Chì (Pb) kim loại dễ nóng chảy Ở nhiệt độ cao Pb hòa tan tốt Au Vì Pb sử dụng chất tập h ợp thu hút Au t nguyên liệu chứa Au khác Các loại xỉ không chứa Pb không hòa tan vàng, Au không vào xỉ, xỉ có Au Au vào xỉ b ằng đ ường vật lý Trình tự tiến hành sau: Quặng vàng khó sử lý Quặng vàng - pyrit, vàng – arsenopyrit, vàng – pyrotin, stipnit, chancopyrit, galen, quặng đa kim đưa thiêu k ết hay thiêu oxi hóa với mục đích khử hết lưu huỳnh Quặng trộn với 2-5% qu ặng chì (galenit) thiêu oxi hóa (nếu quặng bột phải vê viên hay đóng bánh), luyện lò đứng hay lò điện Trong trình nấu luy ện c ần ph ải cho m ột s ố chất trợ dung thạch anh, đá vôi để tạo thành xỉ mong muốn Các phản ứng xảy nấu luyện chủ yếu phản ứng hoàn nguyên oxit sắt, oxit chì: Fe2O3 + CO = Fe2O4 + CO2; Fe2O4 + CO = FeO + CO2; FeO + SiO2 = FeO SiO2 Với oxit chì phản ứng sau: PbO + CO = Pb + CO2 PbO bị hoàn nguyên tạo nên Pb thấm qua lớp liệu xỉ lọc m ạt giọt Au li ti dần xuống đáy lò Do Chì, gang, xỉ có khối lượng riêng khác nên tạo thành lớp; Pb cùng, gang xỉ Trong số trường hợp luyện quặng galen cho thêm PbO mà luyện môi trường oxi hóa hay trung tính ph ải thêm ph ối li ệu thạch anh (SiO2) hay đá vôi (CaCO3) để loại xỉ tự rã làm nguội với tốc độ 80C/phút Xỉ thường chứa 15-20% SiO2, 30-40% CaO sắt oxit Nhiệt độ luyện cần giữ 1300-1350 0C để giọt Au, Ag có điều kiện tập trung dễ dàng tuyển tách sau Riêng với quặng Stipnit (Sb2S3) chứa Au cần chọn phương pháp nấu luyện phù hợp tận thu Au,Ag cach có lợi Người ta luy ện hoàn nguyên loại quặng phương pháp lắng lò điện với nhiệt độ cao hay luyện sten (sunfua) Lúc Au,Ag tập trung antimon kim lo ại hay sten Vì mạt vàng, bạc phân tán quặng mịn nấu luy ện nhiệt độ không đủ cao chề độ nấu luyện không tốt tập trung chúng vào sản phẩm = 16 = 17 Sơ đồ nấu luyện quặng vàng khó sử lý Tinh quặng sunua chứa Au,Ag Thiêu oxi hóa Khí lò Xỉ đem nghiền Quặng nấu Thu bụi luyện Tuyển quặng xỉ Chì KL Chứa Au,Ag Khí lò Tinh quặng Tách Pb chứa Au,Ag luyện cupen Luyện Hợp kim Au,Ag Au,Ag Au Tinh luyện Ag Au,Ag = 17 = 18 b- Nấu luyện sten Tinh quặng Pyrit, arsenopyrit sunfua khác h ỗn h ợp ch ứa vàng bạc khó sử lý, tiến hành luyện sten giàu Au, Ag, sau sử lý sten để thu hồi Au, Ag Đây phương pháp sử lý có hiệu qu ả cao, nh ất v ới qu ặng Pyrit chứa Au có hàm lượng lưu huỳnh cao luyện tự nhiệt Tinh quặng vê viên để có độ hạt định ph ối hợp v ới tr ợ dung đem luyện lò đứng hai sản ph ẩm sten x ỉ theo phản ứng: FeS2 = FeS + 1/2S2 ; FeS + O2 = FeO + SO2 + Q1calo; FeO + SiO2 = FeO + SO2 + Q2calo Các phản ứng phản ứng tỏa nhiệt Trong trình phản ứng FeS không bị oxy hóa hết số sunfua khác sunfua Cu, sunfua As, sunfua Pb… tạo thành sten STen dung môi tốt chứa Au, Ag Vì tuyệt đại ph ận Au, Ag tập trung vào Sten Trường hợp quặng không đủ lượng S cần thi ết đ ể ti ến hành tự nhiệt hạn chế lượng sten sinh thuận tiện sử lý giai đoạn sau, tiến hành thiêu kết trước để đốt bớt S tạo cục trình luy ện sten Lúc tiên hành luyện bán pyrit lò đứng hay lò ện N ếu luy ện lò đứng tỷ lệ than cốc phối liệu khoảng 7-13% Trợ dung th ạch anh đá vôi phải tính toán để tạo thành loại xỉ dễ cháy phù h ợp v ới trình luyện pyrit nửa pyrit Thông thường người ta dùng hệ xỉ CaO – SiO – FeO Trong CaO 1012%, SiO2 30-33%, FeO 35-50%, Al2O3 7-10% Thường lượng sten sinh chiếm khoảng 1/3 hay 1/4 liệu lò Sơ đồ thủy luyện chứa kim loại = 18 = 19 Tinh quặng Au,Ag Sten Luyện sten lò điện Xỉ thải Hòa tách Dung dịch Cặn Điện phân Luyện Kim loại Au,Ag Nấu KL = 19 = 20 Dung dịch dùng để hòa tách sunphat natri (NaSO 4) với nồng độ 260300g/lit Quá trình hòa tách thực bể hòa tách qu b ằng máy có tốc độ quay 200-300 vòng/phút Nhiệt độ hòa tách 98-1000, thời gian 8-12 5- Phương pháp Ôtôcla Quá trình thủy luyện nhiệt độ áp suất cao có ý nghĩa lớn luyện kim màu, kim loại quý, Quá trình sử lý quặng vàng khó sử lý Ôtôcla theo hai hướng : 1- Oxi hóa sunfua nhằm phá vỡ cấu trúc quặng đưa chúng vào dung dịch, Au, Ag nằm lại cặn Sau dùng phương pháp xianua hay amagam nấu luyện để thu Au, Ag 2- Dùng dung môi axit amon oxi hóa phá vỡ cấu trúc sunfua hòa tan Au vào dung dịch sau hòa tách Au phương pháp thích hợp aHòa tách Au dung dịch axit hay nước Người ta oxi hóa sunfua oxi áp su ất cao môi trường nước, kiềm (NaOH) hay axit suphuaric (H2SO4) Quá trình thực sau: Tinh quặng hòa với dung môi hòa tan nạp vào Ôtôcla, dùng nước nhiệt độ cao nấu khoáng tương tới 120-130 0C, sục không khí hay oxy áp suất cao vào dung dịch lúc xảy phản ứng oxy hóa sunfua - Nếu môi trường hòa tan dung môi axit loãng pyrit hòa tan t ạo thành H2SO4 theo phản ứng: FeS2 + 2H2O + 7O2 = 2FeSO4 + 2H2SO4 - Nếu môi trường hòa tan dung môi axit nồng độ cao nhiệt độ tương đối thấp xảy phản ứng: FeS2 + 2O2 = FeSO4 + 1/2S2 sau FeSO4 bị oxy hóa tiếp thành Fe2(SO4)3 FeS2 + Fe2(SO4)3 = FeSO4 + S2 Có thể sử dụng phương pháp để chế lưu huỳnh nguyên tố (S) bHòa tách Au dung môi amon Trong môi trường dư thừa amon đem hòa tan quặng sunfua-Au khó s lý Ôtôcla kim loại nặng phần lớn bi ến thành h ợp ch ất sunphat tan thành hydroxit không tan, khoáng phức tạp pyrit, arsenopyrit… bị oxy hóa số tan vào dung dịch amin đồng niken, số khác tạo thành hợp chất khó tan vào quặng sắt Sự hòa tan Au vào dung dịch phụ thuộc vào có mặt thiosunphat (SO3 ) hydrosunphit (SH-) -2 2Au + S2O3-2 = H2O + 1/2O2 = 2Au(S2O3)2-3 + 2OH- 2Au + 2SH- + 1/2O2 = 2AuS- + H2O Phương pháp hòa tan amon xử lý có hiệu tinh quặng vàng – đồng quặng phức hợp chứa Au = 20 = hòa tách xianua để thu hồi vàng từ quặng Thứ năm, 14 Tháng 2014 19:54 Tags: • tách vàng từ quặng • thu hồi vàng • tuyển khoáng Báo cáo giới thiệu phương án công nghệ trình xianua hóa quặng vàng áp dụng rộng rãi giới, đồng thời giới thiệu sơ tình hình khai thác chế biến quặng vàng Việt Nam Đặt vấn đề Trong tự nhiên vàng chủ yếu gặp dạng tự sinh Vàng có mặt dạng bao thể, xâm nhiễm mịn quặng sunfua Fe, Cu, As, Ag, Sb có galenit sphalerit Những khoáng vật chủ yếu chứa vàng vàng tự sinh, electrum, calaverit, endonit, krennerit, silvanit, petzit, hagyagit picataerit Cho đến công nghệ hòa tách xianua công nghệ chủ đạo, không muốn nói công nghệ để thu hồi vàng từ loại quặng quặng tinh vàng gốc Cách nửa kỷ nói đến công nghệ thu hồi vàng hòa tách xianua (xianua hóa quặng vàng) hiểu trình chuyển vàng quặng sang dạng phức chất xianua sau thu hồi vàng từ dung dịch trình kết tủa (xi măng hóa) kẽm kim loại (quá trình Merrill - Crowe) Tuy nhiên câu trả lời không dễ dàng trước có nhiều phương án công nghệ liên quan đến trình xianua hóa quặng vàng với nhiều thuật ngữ gây bối rối người chưa làm quen với công nghệ xử lý quặng vàng Trong khuôn khổ Báo cáo xin giới thiệu ngắn gọn phương án công nghệ trình xianua hóa quặng vàng áp dụng rộng rãi giới Đồng thời giới thiệu sơ tình hình khai thác chế biến quặng vàng Việt Nam Các giai đoạn công nghệ xianua hóa quặng vàng Quá trình hòa tách xianua thu hồi vàng từ quặng bao gồm nhiều giai đoạn giai đoạn lại thực theo nhiều phương án khác điều giải thích đa dạng sơ đồ công nghệ thu hồi vàng từ quặng quặng tinh Trước hết điểm qua bước công nghệ (Hình 1) - Giai đoạn tiền xử lý: Giai đoạn tiến hành loại bỏ sơ tạp chất có ảnh hưởng đến trình hòa tách thu hồi vàng thành phần tiêu tốn xianua (kim loại nặng), tiêu tốn ôxy, hấp phụ vàng hòa tan (than) kết tủa vàng hòa tan dạng siêu mịn Mục đích thứ hai trình giải phóng hạt vàng xâm nhiễm bao thể khoáng vật sunfua để tạo điều kiện để dung dịch hòa tách tiếp xúc với bề mặt hạt vàng - Giai đoạn hòa tách: Chuyển vàng dạng kim loại quặng vào dung dịch dạng phức chất với xianua Vàng hòa tan dung dịch tác dụng NaCN khí ôxy sục vào - Giai đoạn làm tăng nồng độ Au dung dịch: Loại bỏ tạp chất ảnh hưởng tăng nồng độ Au dung dịch hòa tách đến nồng độ thích hợp để nâng cao hiệu suất thu hồi vàng - Giai đoạn thu hồi vàng: Vàng chuyển ngược lại từ dạng hòa tan dung dịch sang dạng vàng kim loại - Giai đoạn tinh chế vàng: Vàng sản phẩm trình thu hồi vàng tách khỏi bạc tạp chất khác để thu vàng kim loại tinh khiết 2.1 Các phương án tiền xử lý Tùy theo loại hình thành phần vật chất quặng mà có phương án tiền xử lý cụ thể bỏ qua giai đoạn Các loại hình quặng cần tiền xử lý thường gọi loại hình quặng khó xử lý (refractory ores) Các phương án tiền xử lý kể ra: - Xử lý nhiệt: Nung thiêu ôxy hóa, nung thiêu phân hủy nhiệt (pyrolysis) Phương án thường thực quặng, quặng tinh sunfua có chứa nhiều asen chứa vật chất than - Hòa tách ôxy hóa: Khuấy sục khí sơ bộ, otocla môi trường axit, môi trường kiềm, xử lý axit nitric Quá trình tiền xử lý kiểu nhằm phân hủy khoáng vật sunfua chứa vàng - Xử lý vi sinh: Các vi sinh vật sử dụng để phân hủy khoáng vật sunfua - Xử lý học: Nghiền siêu mịn 2.2 Các phương án hòa tách Quá trình hòa tách xianua thực theo phương án sau: - Hòa tách khuấy trộn gọi hòa tách động: Được áp dụng quặng nghiền mịn tới độ hạt 0,1-0,2 mm Đây phương án hòa tách hiệu Thời gian hòa tách thường khoảng 24-48h - Hòa tách đống áp dụng quặng vàng giải phóng phần mà nghiền Phương án thường thực quặng nguyên khai quặng sau đập loại hình quặng có khả thấm nhanh, quặng thấm cần vê viên tạo hạt trước hòa tách Quặng vàng đổ thành đống, có lót vải địa kỹ thuật chống thấm Dung dịch xianua bơm tuần hoàn liên tục nhiều ngày qua lớp vật liệu Phương án có hiệu suất hòa tách thấp phù hợp với quặng vàng nghèo - Hòa tách thùng trình hòa tách thùng dung tích ngập dung dịch Bùn quặng ngấm qua lớp vật liệu thu hồi đáy thùng Phương án thực quặng nghèo quy mô suất thấp - Hòa tách xianua tăng cường áp dụng đối tượng vàng hạt thô, quặng tinh tuyển trọng lực chẳng hạn Quá trình hòa tách tiến hành với nồng độ xianua ôxy cao điều kiện nhiệt độ áp suất tăng cao 2.3 Các phương án làm tăng nồng độ vàng dung dịch Trong trường hợp hòa tách quặng vàng nghèo dung dịch hòa tách thường có nồng độ thấp nên trình thu hồi vàng từ dung dịch có hiệu suất thấp chi phí cao Khi người ta thường áp dụng thêm giai đoạn tăng nồng độ vàng dung dịch thông qua trình hấp thụ vàng lên vật mang than hoạt tính nhựa trao đổi ion Sau vàng tách vào thể tích dung dịch nhỏ Khi áp dụng than hoạt tính nhựa trao đổi ion bỏ qua khâu tách pha rắn lỏng rửa ngược dòng lọc ép Giai đoạn thực theo nhiều phương án Theo chủng loại vật liệu hấp thụ vàng có phương án dùng than hoạt tính dùng nhựa hấp thụ Cả than nhựa sử dụng có độ hạt thô (vài mm) để dễ dàng tách khỏi bùn quặng nghiền mịn Theo cách thức tổ chức trình hấp thụ có phương án: - Than bùn (CIP) Nhựa bùn (RIP) Bùn quặng sau hòa tách khuấy tiếp xúc với than nhựa để thu hồi vàng hòa tan bùn hòa tách Than tổ chức chuyển động ngược dòng với dòng bùn để trình hấp phụ tốt Phương án thực trình hòa tách trình khuấy thùng hòa tách - Than hòa tách (CIL) Nhựa hòa tách (RIL) Theo phương án trình hòa tách tiến hành đồng thời với trình hấp phụ vàng lên than nhựa - Than cột (CIC) Nhựa cột (RIC) Bùn quặng dung dịch chứa vàng bơm qua hệ thống cột chứa than hoạt tính Phương án áp dụng nồng độ vàng dung dịch thấp (khi hòa tách đống chẳng hạn) Theo cách thức tách vàng từ chất hấp phụ có hai phương pháp: - Phương pháp Zadra: phương pháp cổ điển để giải hấp vàng khỏi than hoạt tính Dung dịch chứa NaOH NaCN bơm tuần hoàn qua tháp giải hấp chứa than hoạt tính ngăn điện phân mắc nối tiếp nhiều lần - Phương pháp AARL: trình giải hấp tiến hành gián đoạn Than hoạt tính ngâm dung dịch NaOH NaCN khoảng 1h sau than giải hấp nước khử ion Quá trình giải hấp phụ tiến hành: * Ở nhiệt độ thấp áp suất khí quyển: thông thường trình giải hấp tiến hành nhiệt độ 90-1000C áp suất khí quyển, nhiên thời gian giải hấp lâu * Ở nhiệt độ cao áp suất cao Nhiệt độ giải hấp tăng đến 120-1500 C để rút ngắn thời gian giải hấp Tuy nhiên áp suất hệ thống phải tăng đến 2-5 at 2.4 Các phương án thu hồi vàng từ dung dịch Hai phương án áp dụng phổ biến là: - Xi măng hóa bột kẽm Đây trình truyền thống để thu hồi vàng từ dung dịch biết đến trình Merrill-Crowe Dung dịch chứa vàng sau hòa tách tách khỏi pha rắn trình rửa ngược dòng (counter-current decantation CCD) lọc ép sau qua trình khử ô xy hòa tan trước xi măng hóa phoi bột kẽm Vàng kết tủa lên kẽm tách khỏi dung dịch - Điện phân: dung dịch xianua chứa vàng bơm tuần hoàn qua ngăn điện phân Vàng kết tủa lên catot dạng bùn anot 2.5 Công tác bảo vệ môi trường Công nghệ hòa tách xianua để thu hồi vàng công nghệ có tác động môi trường lớn Các nguồn thải độc hại gồm có: - Khí thải nung thiêu tiền xử lý, loại hóa chất dung dịch bốc - Nước thải rửa sản phẩm, dung dịch sau hòa tách - Thải rắn bã hòa tách, chất hấp phụ… Trong nguồn thải chứa chất độc hại (khí SO2, CO2, NO2, ion kim loại nặng) gây tác động nghiêm trọng đến tất thành phần môi trườngtự nhiên (đất, nước, không khí sinh vật) Đặc biệt xianua chất kịch độc người động vật Để giảm thiểu tác động môi trường cần lưu ý: - Cần lựa chọn công nghệ thiết bị để xử lý nguồn thải phù hợp cho phương án giai đoạn công nghệ sản xuất cụ thể - Chế biến quặng tinh sau chế biến thô để giảm khối lượng bã hòa tách - Tái sử dụng dung dịch chất hấp phụ - Chôn lấp, lưu giữ chất độc hại theo quy định an toàn môi trường Toàn cảnh phân bổ công nghệ sản xuất vàng giới Để thấy mức độ phổ biến phương án công nghệ, Bảng 1,2,3 Hình 2,3 trình bày sản lượng vàng giới năm 2004 theo phương án công nghệ tuyển luyện vàng, thu hồi vàng tiền xử lý phân bố theo quốc gia giới Tiềm tình hình khai thác vàng Việt Nam 4.1 Tiềm vàng Ở Việt Nam có cảt hai loại hình quặng hóa vàng sa khoáng vàng gốc Vàng sa khoáng Vàng sa khoáng phân bố nhiều nơi Cho đến thống kê 150 tụ khoáng điểm quặng sa khoáng, có 27 sa khoáng vàng đánh giá thăm dò Nhìn chung sa khoáng vàng Việt Nam có trữ lượng nhỏ Tổng trữ lượng dự báo khoảng vài chục vàng Hàm lượng vàng sa khoáng thay đổi từ 0,1–1 g/m 3, vài sa khoáng lên tới 0,8–1,5 g/m Chiều dày tầng sản phẩm 0,3–5 m Lớp phủ từ 1–5 m, có sa khoáng tới 15 m Các kiểu nguồn gốc sa khoáng gồm có eluvi, deluvi, proluvi, hỗn hợp (proluvi– aluvi, eluvi–deluvi), karst aluvi 2.Vàng gốc Khoáng hóa vàng gốc phát nhiều nơi có nhiều kiểu quặng hóa khác Các kiểu quặng hoá vàng chủ yếu gồm: - Kiểu quặng hóa vàng – thạch anh Phụ kiểu: Vàng thạch anh – sunfua; vàng thạch anh - tuamalin - Kiểu quặng hóa vàng – thạch anh – sunfua Phụ kiểu: Trong trầm tích phun trào axit; trầm tích phun trào bazan- trachyt; đá biến chất; đá xâm nhập - Kiểu quặng hóa vàng – bạc - Kiểu quặng hóa vàng – antimon - Kiểu quặng hóa vàng cộng sinh loại quặng khác Trong kiểu vàng – thạch anh – sunfua phổ biến nhất, với nhiều tụ khoáng thăm dò có khả trở thành mỏ vàng có giá trị kinh tế 4.2 Tình hình khai thác vàng Việt Nam Khai thác vàng sa khoáng Việc khai thác vàng sa khoáng phương pháp thủ công tồn từ lâu đời Năm 1984 bắt đầu áp dụng sơ đồ khai thác tuyển bán khí vàng sa khoáng dạng bãi bồi lòng sông với máy xúc, máy gạt máng đãi dài Sau sơ đồ công nghệ thiết bị áp dụng cho loại sa khoáng deluvi, proluvi aluvi Gần đây, nhiều tàu cuốc khai thác hầu hết dòng sông có vàng suốt từ Bắc chí Nam Khai thác vàng gốc Song song với việc khai thác vàng sa khoáng, việc khai thác vàng gốc diễn khắp tụ khoáng vàng nước Quặng khai thác chọn lọc từ hầm lò thủ công chuyển để đập, nghiền nhỏ máy đập búa nước Sau tuyển máng ngắn hỗn hống thủy ngân máng đãi dài để tận thu hạt vàng tự sinh lớn khoáng vật sunfua chứa vàng Sản phẩm chứa vàng đưa phân kim Sau năm 1990, để tận thu vàng quặng đuôi tuyển máng đãi quặng nghèo, bắt đầu phổ biến phương pháp hòa tách đống, hòa tách thùng dung dịch xianua Sau dùng phương pháp xi măng hóa bột kẽm để thu hồi vàng từ dung dịch đưa tinh chế Cho đến nay, có mỏ vàng Bồng Miêu, Quảng Nam, sử dụng phương pháp hòa tách động xianua thu hồi vàng chất hấp phụ than hoạt tính nhựa trao đổi ion Gần đây, số cán khoa học Việt Nam tiến hành nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm mở rộng trình hòa tách động xianua thu hồi vàng than hoạt tính cho loại hình quặng vàng–thạch anh–sunfua vùng Minh Lương (Lào Cai), Attapư (Lào)… Hiện lập dự án đầu tư để xây dựng sở tuyển luyện vàng vùng mỏ Việc thu hồi vàng kèm quặng sunfua–vàng thực mỏ đồng Sin Quyền, Lào Cai Vàng theo quặng tinh đồng đưa đến xưởng luyện kim Tại đây, sau trình thiêu hòa tách axit, vàng thu hồi phương pháp xi măng hóa Nhận xét - Việc khai thác tự quặng vàng (cả sa khoáng lẫn quặng gốc) diễn hầu khắp vùng có tụ khoáng vàng nước - Công nghệ khai thác chế biến quặng vàng thủ công, chắp vá lạc hậu, không phù hợp với đặc điểm thành phần vật chất loại hình quặng - Qui mô sản xuất nhỏ lẻ, phân tán thường khai thác trái phép “Cai bưởng vàng” tổ chức - Tình trạng khai thác không quản lý chặt chẽ nay, vừa gây tổn thất tài nguyên vàng vừa gây suy thoái môi trường trật tự an ninh xã hội nhiều khu vực có tụ khoáng vàng Kết luận - Công nghệ hòa tách xianua để thu hồi vàng từ quặng nguyên quặng tinh chứa vàng phương pháp ngày phổ biến giới - Tùy thuộc vào loại hình thành tạo khoáng hóa vàng, công nghệ xianua hóa vàng gồm giai đoạn: Tiền xử lý, hòa tách xianua, làm làm giàu, thu hồi tinh chế vàng - Công nghệ hòa tách xianua thu hồi vàng phát sinh nhiều nguồn thải môi trường Cần phải có hệ thống công nghệ thiết bị xử lý bảo vệ môi trườngphù hợp cho phương án giai đoạn sản xuất cụ thể - Tình trạng khai thác – chế biến quặng vàng không quản lý chặt chẽ, sử dụng công nghệ chắp vá, lạc hậu không phù hợp với loại hình quặng gây tổn thất tài nguyên, suy thoái môi trường trật tự an ninh xã hội nhiều khu vực nước - Cần nhanh chóng nghiên cứu triển khai xây dựng mô hình trình diễn công nghệ hòa tách xianua để thu hồi vàng phù hợp cho số loại hình quặng vàng phổ biến Việt Nam, ưu tiên để xử lý loại hình quặng vàng – thạch anh – sunfua./ Tài liệu tham khảo Tài nguyên khoáng sản Việt Nam Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội năm 2005 “Nghiên cứu công nghệ chế biến quặng vàng mỏ Minh Lương, Lào Cai” Báo cáo đề tài Trung tâm KHCN Chế biến Sử dụng Khoáng sản, Hội Tuyển khoáng Việt Nam, Hà Nội 2008 “Nghiên cứu công nghệ chế biến quặng tinh vàng mỏ atapư CHĐCN Lào” Báo cáo đề tài Trung tâm KHCN Chế biến Sử dụng Khoáng sản, Hội Tuyển khoáng Việt Nam, Hà Nội 2008 J.O Marsden, “The Chemistry of gold Extraction”, 2006 TS Nguyễn Hoàng Sơn – Trường Đại học Mỏ-Địa chất TS Nguyễn Đức Quý – Hội Tuyển khoáng VN PHƯƠNG PHÁP NUNG LUYỆN VÀNG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VÀNG VÀ BẠC TRONG QUĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUNG LUYỆN (trong phòng phân tích) Vàng bạc kim loai quý phát sớm khoảng 26001950 năm trước công nguyên người ta tìm thấy mỏ vàng Troi II Capadoxi thuộc Anh Đến kỷ 25 trước công nguyên nước Tiểu Á tinh luyện bạc nguyên chất sau tìm cách tinh luyện chì từ quặng galenit (PbS), điều cho phép khẳng định “Sơ khai phương pháp nung luyện vàng bạc phát minh vào khoảng kỳ 250-200 trước công nguyên trải qua giai đoạn ngày phương pháp nung luyện vàng bạc hoàn thiện Phương pháp nung luyện vàng bạc dựa vào tính chất khoáng vật Được nung chảy với hỗn hợp chất gây chảy nhiệt độ cao (900-10000C) hình thành hợp chất nóng chảy hai pha: Một pha hỗn hợp dung dịch xỉ borăc – silicat kim loại pha khí Lỏng có khối lượng định Độ hòa tan kim loại quý (Au, Ag) kim loại Chì (Pb) nóng chảy cộng với khác lớn tỷ trọng Chì xỉ , cho phép tách kim loại quý khỏi xỉ dạng hợp chất với Chì- vàng-bạc Sau loại bỏ Chì nhờ oxi hóa thành oxit chì (PbO) chén tinh luyện nhiệt độ 8509000C Còn lại đáy chén với hạt vàng bạc có Platin, Osmi, Paladi, Iridi mà mẫu có Cuối tách bạc khỏi vàng axit nit ric loãng (HNO3) tao AgNO3 sau cho Zn vao dung dich tao phan ứng: AgNO3 + Zn = Zn(NO3)2 + Ag thu lai Ag Các chất gây chảy phương pháp nung luyện thường là: 1- Natricarbonat (Na2CO3): Là chất gây chảy bazơ m ạnh phản ứng Nhạy vói khoáng vật sufua để tạo thành sunfit sunfat kiềm trình nung chảy Natricarbonat coi chất khử lưu huỳnh oxy hóa, nóng chảy nhiệt độ 8520C Khi nung tới 9500C bị phân tích lượng nhỏ tạo lượng nhỏ CO2 giải phóng 0,4% kiềm tự Cả kiềm tự Natricarbonat lại phản ứng với SiO2 tạo thành silicat kiềm đóng vai trò Một chất xỉ 2- Chì oxit (PbO): Cũng chất gây chảy bazơ mạnh, đóng vai trò Chất oxy hóa chất khử lưu huỳnh Nóng chảy nhiệt độ 8830C bị khử Sẽ giải phóng lượng chì kim loại cần thiết trạng thái nóng chảy để hòa tan kim loại quý Au, Ag tạo thành hợp kim với chúng PbO có lực Mạnh với SiO2 mẫu quặng (đặc biệt mẫu đơn khoáng) không đủ SiO2 PbO ăn mòn thành cốc để lâu thủng cốc (có thể thay PbO Quặng Galen (PbS).= = 3- Dioxitsilic (SiO2): Là chất phản ứng axit mạnh kết hợp với oxit kim loại để tạo thành silicat sở hầu hết chất xỉ Nó cho thêm vào hỗn hợp chất gây chảy mẫu quặng thiếu SiO2 để làm cho kim loại tạo xỉ dễ chảy làm cho thành cốc tránh khỏi bị PbO ăn mòn phá hủy Nếu cho dư từ đến 10gr SiO2 mẫu nung luyện phải làm lại Tiện lợi sử dụng bột kính XNa2O.CaO.2SiO2 thay cho SiO2 với lượng dư chất không ảnh hưởng đến trình nung chảy mẫu, xác tính axit 4- Natritetraborat khan (NaB4O7) Thường gọi Boraăc hay Hàn the Là chất nhớt nung chảy nhiệt độ nóng đỏ trở thành chất Lỏng chất gây chảy axit mạnh hòa tan làm nóng chảy hầu hết oxit kim loại, oxit axit oxit bazơ để tạo xỉ tetraborac kim loại nhiệt độ thấp hạ bớt điểm nóng chảy tất xỉ Vì thường sử dụng rộng rãi phương pháp nung luyện Au 5- Canxiflorua (CaF2) hay gọi Fluorit: Là chất khử thêm vào nung luyện mẫu quặng có chứa khoáng vật cromit khoáng vật chứa nhôm với hàm lượng >1% Nó làm tăng nhanh độ lỏng hầu hết chất gây chảy 6- Kalinitrat KNO3 Là chất oxi hóa mạnh Nóng chảy nhiệt độ 3390C, nhiệt độ cao KNO3 bị phân hủy để loại bỏ oxi mà oxi hóa sunfua thành sunfat nhiều kim loại Tuy nhiên phải tính lượng sử dụng, dư nhiều gây sôi làm trào mẫu cốc nung chảy 7- Các chất khử (Bột mỳ, đường, than ): Được thêm vào mẫu Quặng đặc trưng nhóm khoáng vật oxit sắt, dioxit mangan khoáng Vật nhóm trung gian silicat, cacbonat Từ thuốc thử nêu nung chảy với nhiều loại mẫu khác nhau: mẫu tuyển đơn khoáng, đa khoáng tạo quặng, nhà phân tích nung luyện tìm hỗn hợp gây chảy bazơ có lợi cho phân tích, có khả nung chảy Được tất khoáng vật Chúng thường gồm thành phần: - Oxit chì PbO = phần tương đương 60,6% - Natricacbonat (Na2CO3) = phần tương đương 24,24% - Natritetraborat khan (NaB4O7) = phần tương đương 12,12% - Các chất khử (Bột mỳ, đường, than ) = 0,25 phần tương đương 3,03% Khả sử dụng hỗn hợp gây chảy tỷ lệ % thành phần tùy thuộc vào kiểu khoáng vật tạo quặng có mặt mẫu Để thành công nung luyện xác định hàm lượng vàng bạc thường phải kết hợp vói phương pháp trọng sa, khoáng tướng khoáng vật đặc trưng cho mẫu theo phân loại sau: Kiểu 1: Các khoáng vật đặc trưng mang tính khử khoáng vật sunfua, acsenit, antimonit, telunit, vật chất cacbon chúng phân hóa oxit chì PbO chì kim loại nung chảy = = Kiểu 2: Các khoáng vật có khả oxy hóa, đặc trưng nhóm oxit sắt, dioxit mangan, Khi nung chảy vói hỗn hợp gây chảy oxy hóa chì tác nhân khử Đây nhóm khoáng vật đặc biệt Kiểu 3: (kiểu trung gian) Là khoáng vật silicat, cacbonat, oxit khác (ngoài oxit kiểu 2), khoáng vật mà mặt khoáng Vật sunfua, acsenit, antimonit, telunit, vật chất cacbon tức khoáng vật khả khử oxy hóa Dựa vào đặc tính riêng biệt kiểu, nhà nung luyện định hướng cho việc sử dụng chất gây chảy Kiểu 1: Thành phần hỗn hợp chất gây chảy không thêm chất khử , tỷ lệ thành phần gây chảy gồm: - Oxit chì PbO = phần tương đương 62,5% - Natricacbonat (Na2CO3) = phần tương đương 25,00% - Natritetraborat khan (NaB4O7) = phần tương đương 12,5% Ở nhiệt độ cao lò nung tốc độ khử khoáng vật sunfua PbO xảy nhanh Để hạn chế tạo chì có khối lượng mong muốn cần cho thêm vào hỗn hợp gây chảy chất oxy hóa hay dùng KNO3 từ tới 5gr cho mẫu nung luyện Kiểu kiểu 3: Xử dụng hỗn hợp chất gây chảy thành phần có chất Khử nêu Tuy nhiên mẫu cần cho thêm từ 0,5 tới 4gr chất Khử (Bột mỳ, đường, than ), tạo lượng cacbon đủ để khử oxi, PbO oxit khác, tin chì mong muốn Sự khác kiểu kiểu lượng chất khử lượng bột kính hay bột SiO2 sử dụng có tỷ lệ khác nhau, ví dụ với 15gr mẫu manhetit (Fe2O3) phải thêm vào hỗn hợp nung chảy 15gr SiO2 4gr bột mỳ, với lượng cân quặng Dolomit cần thêm 6gr SiO2 3,2gr bột mỳ, điều phụ thuộc vào kinh nghiệm nhà nung luyện Đến kỹ thuật nung luyện xác định hàm lượng Au, Ag phương pháp nung luyện thực theo giai đoạn sau: I- Giai đoạn nung chảy mẫu Cho vào cốc nung chảy hỗn hợp chất gây chảy có khối lượng tùy thuộc vào trọng lượng mẫu, sau cân mẫu sấy khô nhiệt độ 1050C cân phân tích (0,2mg) Dùng dao inoc không rỉ trộn chất gây chảy với mẫu phủ kín Natritetraborat khan (NaB4O7) để làm thành nắp cho toàn chiếm khoảng 2/3 chiều cao cốc nung luyện Đưa cốc nung chảy vào lò nung đặt nhiệt độ 10000C (nhiệt độ lò nung không tăng nhanh), với hàng cốc mẫu với mục đích điều hòa nhiệt độ , đồng thời để thông gió lò thường có xung quanh cửa lò Đóng cửa lò nung lại, nhiệt độ giảm từ từ xuống 9000C khoảng 17 phút, (20phút nung chảy 11 mẫu trở lên) Lần lò nung lại nâng lên 10000C 15 phút (20phút nung chảy 11 mẫu trở lên), cuối thời gian cửa = 3= lò mở , dùng kẹp chuyển cốc ra, lắc nhẹ cho hỗn hợp chì – vàng – bạc cuộn lại xỉ bong khỏi thành cốc rót nhẹ nhàng vào khuôn mẫu đổ gang làm nóng để tránh bắn mẫu Kết thúc giai đoạn phải tạo hai sản phẩm sau: - Một chì có khối lượng phải từ 20-25gr, chất xỉ bao quanh chì không phá hủy cốc nung chảy chất lỏng, nguội quân phương tách đế khỏi chì- xỉ không chứa hạt kim loại nhỏ - Dùng búa đe đập vỡ xỉ , lượng nhỏ xỉ bám lại bề Mặt chì làm axit HCl 10% nóng, gia công chì thành hình lập phương II- Giai đoạn tinh luyện Tách Au, Ag khỏi chì thực chén làm bột xương động Vật 50% bột xương 50% xi măng porlan, chén manhezit nhiệt độ 8009000C, chì gia công đặt chén nung luyện lò bị oxy hóa oxy thành tạo oxit chì (PbO) nóng chảy 98,5% PbO chén hấp thụ vào khoảng 1,5% bay Quá trình kết thúc hợp kim Au-Ag nằm lại đáy chén dạng hạt Chén tinh luyện coi màng thấm oxit chì nóng chảy không thấm chì kim loại kim loại quý khác Khi lượng chén tinh luyện phụ thuộc vào khối lượng chì, chì Nặng 20-25gr nên dùng chén có khối lượng 4045gr Trong giai đoạn Nhiệt độ lò nung quan trọng Nếu nhiệt đ cao Ag bị bay phần, nhiệt độ thấp lượng nhỏ chì lại tạo hợp kim với Au Ag Nhiệt độ thích hợp 8500C Trình tự tiến hành: Đầu tiên chén tinh luyện đưa vào lò nung, gần cửa lò nung có “hàng rào” chén không Nâng nhiệt độ lên 8000C Muốn hạn chế khả oxy hóa cao độ lò gần cửa lò giáp với hàng chén không đặt hàng cốc có cục than Do oxy hóa thực tốc độ mong muốn, đồng thời tăng sức nóng không khí qua tránh tượng làm “đông lạnh “ chì Sau cửa lò nung đóng lại nhiệt độ nâng lên 10000C, nhiệt độ mở cửa lò chuyển dần chì vào chén nung luyện có số hiệu mẫu phù hợp Cửa lò đóng lại vài phút mở quan sát quan sát xem chì oxy hóa thành oxit chì nóng chảy chưa (các chì tan chảy đỏ đều) Khi chì “đã mỏ ” đởm cửa lò nhiệt độ hạ thật nhanh xuống 8400C (việc thực nhờ hệ thống quạt hút khí), giữ lò nhiệt độ từ 5-10 phút đến chì bị oxi hóa nóng chảy nhiệt độ lại nâng lên 8600C khoảng 5-10phút nâng lên 8800C với thời gian tương tự Lúc chì giảm kích thước xuống lần hàm lượng Au hòa tan Ag để lại hạt Au Sẽ dễ dàng hàm lượng Ag ≤ 8lần hàm lượng Au HNO3 không hòa tan Ag Trong trường hợp phải thêm lượng Ag kim loại theo tỷ lệ (1Au/8Ag) Tốt mẫu nung luyện lại từ đầu cho thêm Ag kim loại + Ngày ngườii ta phát minh phương pháp khác hấp thụ nguyên tử Au, Ag, kích hoạt Nơ tron có độ nhạy cao, phát đến hàm lượng n.10-7 % Nhưng bỏ phương pháp nung luyện phương pháp nung luyện phương pháp làm giàu kim loại quý tốt loại bỏ hoàn toàn khóang vật cộng sinh + Các phương pháp có tính lý luận phân tích thí nghiệm Còn sản Xuất công nghiệp cần phân tích HTNT Au, Ag để làm sở chọn hóa chất + Phương pháp làm thủ công: - Dùng lọ gốm đất nung tương đối chín, không dùng lọ da lươn dùng than củi củi đốt với nhiệt độ cao làm nứt vỡ bình trào hóa chất vật chất nung - Đổ mẫu tinh quặng Au, Ag hóa chất nêu tới 2/3 chiều cao lọ , Phần cho gạch vụn chịu lửa với mục đích lắp đậy quặng sôi Khỏi trào khỏi lọ Cho thêm bột mì bột gạo dùng lò thí nghiệm Bằng chén Platin chén bạch kim, phương pháp nung luyện thủ công không dùng = 5=quá trình cần giảm lượng khí Clo cho vào lò Kết thúc trình thấy xuất vết vàng ngố dẫn khí Clo nắp nồi Sau vớt cặn Au đem đúc thỏi Thời gian tinh luyện 1-3giờ , vàng thu đạt chất lượng 99,4-99,6%.Bã Clorua chứa lượng đáng kể hạt Au nhỏ lẫn vào Để thu hồi người ta đem bã clorua nấu nồi graphit vói việc cho thêm 7% Na2CO3 bạc hoàn nguyên phần theo phản ứng: 2AgCl + N2CO3 = 2Ag + 2NaCl +CO2 +1/2O2 Bã clorua dạng bột mịn, nguyên liệu thu hồi Ag Người ta cho bã vào bao vải nhúng bao vào bể chứa H2SO4 loãng, cho thêm mạt sắt vào bể nung tói 90-1000C Cu bị xi măng hóa sắt lắng xuống đáy bể bạc hoàn nguyên giữ lại bao Rửa Ag đem đúc thành thỏi đạt chất lượng 99,4-99,6%, có mát Ag nhóm Platin Cũng mang bã nấu nối graphít cho thêm Na2CO3 nêu Luyện vàng phương pháp Clorua hóa rẻ điện phân thuận lợi loại vàng thô có độ khác cần phải tinh luyện Song nhược điểm Au thu có độ không cao thường 99,4-99,6%, đồng thời có mát Ag nhóm Platin chúng nằm lại Au Hiện phương pháp clorua hóa ứng dụng rộng rãi Nam Phi Kim loại hợp kim đưa vào luyện chứa 88% Au, 9% Ag lại Cu, Zn, Pb, Pt Vàng thu có độ 99,5-99,6%, tạp chất chủ yếu Ag III - Tinh luyện vàng phương pháp hòa tách chọn lọc Phương pháp ứng dụng sản xuất vàng quy mô nhỏ 1Đối vói hợp kim vàng thấp Trong loại hợp kim hàm lượng Au khoảng 24% Ag 75%, hòa tách chọn lọc dung môi axit HNO3 sau: 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + 2H2O + NO (AgNO3 kêt tua mau trăng) Phản ứng tiến hành bình thép không rỉ , khí NO oxy hóa thu lại dạng HNO3 Vàng không tan HNO3 tạo cặn đáy bình Bạc dung dịch 3AgNO3 + 2H2O cho sang bình khác thu hồi Bằng cách cho NaCl để tao AgCl sau cho thêm mạt Fe vụn hoac Zn vun ̣Để chuyển AgCl thành Ag kim loại Do Au không tan HNO3 nên bình lại cặn vàng đem rửa sạch, hỏa luyện đúc thành thỏi 2- Đối với hợp kim vàng cao Không thể dùng HNO3 hay H2SO4 Để hòa tách Ag khỏi hợp kim có hàm lượng Au ≥ 25% Đối với hợp kim chứa Au cao người ta phải dùng nước cường thùy (còn gọi nước cường toan 4HCl + 1HNO3)có phản ứng sau: 4HCl + 1HNO3 = HOCl + 2H2O + Cl2 Phản ứng cho cục Au lẫn Ag 2Au + 3Cl2= 2AuCl3 (hòa tan); 2Ag + Cl2 = 2AgCl (không tan) Cu + Cl2 = CuCl2 (hòa tan)=29= ... II 3- Phương pháp clorua hóa Phương pháp clorua hóa phương pháp sử lý nhiều loại quặng vàng khó sử lý Có phương pháp clorua hóa ướt clorua hóa khô Sau phương pháp clorua hóa ướt phương pháp clorua... nén khí C- LUYỆN VÀNG Có nhiều phương pháp luyện vàng khác sau: I- Luyên vang băng phương phap hoa luyên (xem Phương phap nung ̣ ̀ ̀ ́ ̉ ̣ ́ ̣ luyên vang) ̀ II- Luyện vàng phương pháp hỗn hống... vàng b ằng xianua kết tủa vàng từ dung dịch xianua kẽm Năm 1890 nhà máy lọc vàng xây dựng phương pháp Từ công nghiệp luyện vàng có bước tiến nhảy vọt phương pháp luyện vàng xianua trở thành phương