Výroba zlata, ortuti a olova

1. Výroba zlata, ortuti a olova Prezentácia Jozef Harčarufka

2. Výroba zlata 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

3. Výroba zlata 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.

4. Výroba zlata 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.

5. Výroba zlata 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 miešadlamipodľa reakcie : 4Au+ 8 NaCN + 2H2O + O2 → 4Na[Au(CN)2 ] + 4NaOH • Roztok komplexného kyanidu sa zráža Zn alebo Al v kadiach. 2Na[Au(CN)2 ] + 4NaCN + 2Zn + 2H2O → 4Na2[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.

6. Výroba zlata • 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 NaOHa zlato sa zachytáva na antikorozívnej oceľovej katóde. • Zbytkovýkyanid 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 - eletrotechnickýpriemysel, medicína, zlatníctvo, mincovne, zlaté rezervy centrálnychbánk.

7. Výroba ortuti • 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 + Hgcinabarit

8. Výroba ortuti • 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: akorozpúšťadlokovov – tvorí amalgámy, prielektrolytickejvýrobehydroxidov, fyzikálneprístroje, svietidlá

9. Výroba olova • Výskyt : • galenit (PbS, hlavný zdroj), • ostatné rudy : ceruzit(PbCO3), anglezit (PbSO4) • Galenit sa obohacuje selektívnouflotáciou na zvýšeniekoncentrácie olova. • Spôsoby výroby olova : 1. Praženie a redukčnétavenie • 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

10. Výroba olova • 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.

11. Výroba olova 2. Praženie a oxidačnétavenie • Metóda je vhodná pri rudách bohatých na olovo. • Flotačnýkoncentrát 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. Zrážaniesoželezom • Metóda vhodná prirudách bohatých na olovobez arzénu, antimónu a zinku. • Princípommetódy je väčšia afinita síry k železu : PbS + Fe → FeS + Pb

12. Výroba olova Procesy rafinácie surového olova: • Vyceďovanie : odstraňujúsa kovy s vyššou teplotou topenia (Cu, Ni, Co,Fe), prebiehav šikmejnistejovej peci, olovo sazahreje na teplotu vyššiuakoje jeho teplota topenia, následnestekádole a zanechávapenu, ktorútvoria sulfidy a arzenidy kovov. • Harisovanie: vycedené olovo sapreháňacezroztavenúzmesNaOH, NaCl a NaNO3 a dochádza k oxidáciikovov As, Sb a Sn, vznikajú arzeničnan, antimoničnan a ciničitan, zostávastriebro. • Elektrolytická rafinácia: získavasa olovo s čistotou 99,99%, anódysúzo surového olova, katódysú olovené plechy, súponorené do roztoku PbSiF6 a H2SiF6 , pri tejto metóde odpadá parkesovanie

13. Výroba olova Procesy rafinácie surového olova: • Parkesovanie(odstriebrenie): využívasapri tom dobrá rozpustnosť zinku v olove, roztavený zinoksazmieša s roztaveným olovom a po vychladnutí vyplávazinok na povrch voformepeny spolu sostriebrom, na dobré odstriebreniesa tento postup opakuje 4 krát. • Konečná rafinácia: odstránenie zinku z olova vháňanímvodnejparyalebokyslíka do roztaveného olova, aleboharisovaním, kedysazinokvylúčivoformezinočnatanu sodného. Použitie: káble, akumulátory, vodovodnérúrky, kyselinovzdorné nádoby, ochrana voči RTG žiareniu, zliatiny – pájky, strelivo