Процесс хлорирования Ньюбери – Ваутина - Newbery–Vautin chlorination process

В Процесс хлорирования Ньюбери – Ваутина это процесс извлечения золота из руды с использованием хлорирование разработан Джеймс Космо Ньюбери и Клод Вотен.[1]

Фон

Процесс извлечения золота из руд путем его поглощения газообразным хлором, из которого оно восстанавливается до металлического состояния, не является новым открытием. Впервые он был представлен Карл Фридрих Платтнер около 1848 г.,[2] и в то время обещал произвести революцию в процессах добычи золота. Постепенно выяснилось, что только очень умный химик может работать с этим процессом с практически идеальными результатами по многим причинам. Известь и магнезия могут содержаться в кварце и подвергаться воздействию хлора. Они потребляют реагенты без каких-либо результатов, землистые частицы будут оседать и окружать мелкое золото и предотвращать хлорирование, тогда свинец и цинк или другие металлы в сочетании с золотом также будут поглощаться хлором; или, опять же, из-за некоторых локальных химических особенностей воды или руды, золото, удерживаемое водой в растворе, может снова осаждаться в хвостах до завершения фильтрации и, таким образом, теряться. Хендерсон, Кларк, Де Лейси, Мирс и Дикон - все они внесли улучшения или то, что считалось усовершенствованиями, на Платтнере, но они в основном потерпели неудачу, потому что они не охватывали все конкретные случаи, которые представляла добыча золота. Следовательно, там, где для успеха требовались деликатные химические операции, практика обычно терпела неудачу из-за недостатка знаний со стороны оператора, и много раз обширные установки признавались бесполезными только по этой причине. Следовательно, не следует удивляться, что процессы, требующие такой осторожности и необычных знаний, не пользуются большой популярностью.

Описание

Клод Теодор Джеймс Вотен, человек с большим практическим опытом добычи и добычи золота в Квинсленд, Австралия, вместе с Джеймсом Космо Ньюбери, химиком-аналитиком из правительства Виктории, разработали процесс, который, как они утверждают, объединяет все преимущества вышеупомянутых методов, а также путем добавления определенных улучшений в оборудование и режим лечения для преодоления трудности, которые до сих пор препятствовали повсеместному внедрению процесса хлорирования.

Материалы для обработки - дробленая и обожженная руда или хвосты, в зависимости от случая - помещаются в бункер над вращающейся бочкой или хлоратором. Последний сделан из железа, облицован деревом и свинцом и достаточно прочен, чтобы выдерживать давление 100 фунтов на квадратный дюйм, а его емкость составляет около 30 центнеров руды. Заряд падает из бункера в хлоратор. Добавляются вода и хлорсодержащие химикаты - обычно серная кислота и хлористая известь - крышка люка заменяется и завинчивается для обеспечения газонепроницаемости. На противоположной стороне ствола находится клапан, соединенный с воздушным насосом, через который закачивается воздух с давлением около четырех атмосфер для сжижения образующегося газообразного хлора, после чего клапан завинчивается. Затем барабан устанавливают на скорость примерно десять оборотов в минуту, мощность передается фрикционным колесом. В зависимости от природы руды или размера зерен золота это движение продолжается от одного до четырех часов, в течение которых золото из комбинации с газообразным хлором образует растворимый хлорид золота, который имеет все была подхвачена водой в бочке. Затем хлоратор останавливается, и газ и сжатый воздух выходят из клапана через резиновый шланг в чан с известковой водой. Это необходимо для предотвращения вдыхания газообразного хлора рабочими. Теперь крышка люка снимается, а ствол снова приводится во вращение, в результате чего содержимое автоматически выбрасывается в фильтр, расположенный ниже. Этот фильтр представляет собой железный чан, облицованный свинцом. Он имеет фальш-дно, к которому подсоединяется патрубок от периодически работающего вакуумного насоса. Как только вся руда попала из хлоратора в фильтр, насос включается, создается частичный вакуум в камере под ложным дном в фильтре, что приводит к очень быстрой фильтрации. Это означает, что все хлориды золота, содержащиеся во влажной руде, могут быть вымыты, непрерывный поток проходит через нее во время фильтрации. Раствор, вытекающий из фильтра, постоянно проверяется, и когда обнаруживается, что он свободен от золота, поток воды прекращается, как и вакуумный насос. Затем фильтр опрокидывается в грузовик внизу, а хвосты сбрасываются в кучу отходов. Процесс промывки и фильтрации занимает около часа, в течение этого времени еще одна загрузка может находиться в процессе обработки в хлораторе выше. Сливы из фильтра и промывные воды стекают в чан, откуда они медленно проходят через кран в угольный фильтр. Во время прохождения жидкости через угольный фильтр хлорид золота разлагается, и золото осаждается на древесном угле, который, когда он полностью заряжен, сгорает, зола плавится с бурой в тигле, и золото получается. .

Выше мы указали возражения против старых процессов хлорирования, поэтому можно справедливо спросить, каким образом процесс Ньюбери-Вотина позволяет избежать различных химических воздействий, с которыми до сих пор было так трудно бороться.

Для любой введенной системы хлорирования необходимо очищать руду от сульфидов. Это делается путем обжарки по любой из широко известных систем. Это вопрос, требующий большой осторожности и значительного мастерства. Тепло нужно прикладывать и увеличивать медленно и равномерно. Если из-за какого-либо халатного отношения со стороны обжарщика руда может плавиться, в большинстве случаев лучше выбросить заряд как отходы. Эта обжарка одинаково применима к процессу Ваутина, как и к любым другим. Так что в этой голове изменений нет. Одно из самых важных преимуществ - не химическое, а скорость, с которой можно обработать заряд. В старых стилях лечения время варьировалось от тридцати шести до девяноста часов. Теперь на это уходит от трех до шести часов с практически идеальным результатом. Более старые процессы требовали тщательного увлажнения руды, которое для получения хороших результатов не должно оставлять руду ни слишком влажной, ни слишком сухой. Теперь "гашение" полностью снято, и вместо него в бочку налита вода. Давление до четырех атмосфер заставляет газообразный хлор выходить из парообразной формы. Таким образом, приложенное давление не только позволяет образовать крепкий раствор хлора с водой в стволе, но и заставляет его контактировать с золотом через каждую щель в руде. Газообразный хлор также поглощает все серебро, которое может существовать в сочетании с золотом. В более старых процессах он осаждается в виде пленки хлорида серебра вокруг мелких зерен золота, и из-за его нерастворимости в воде предотвращает поглощение золота. Вращательное движение ствола в методе Ньюбери – Ваутина противодействует этому, непрерывно натирая частицы друг о друга; это освобождает частицы от любых скоплений, так что они всегда представляют свежие поверхности для действия растворителя. Опять же, короткое время, в течение которого руда находится в контакте с хлором, не позволяет образовываться соляной кислоте, которая имеет тенденцию осаждать золото из его растворимой формы в воде перед удалением из хлоратора.

Раньше, когда руда была очень мелкой или содержала шлам, сложность фильтрации увеличивалась, иногда в крайних случаях до такой степени, что хлорирование становилось невозможным. Это значительно упрощается благодаря использованию вакуумного насоса; затем, делая действие прерывистым, материалу в фильтре передается отсадочное движение, которое предотвращает любое засорение, за исключением случаев очень тонкой очистки.

Преимущество использования древесного угля в качестве разлагающего агента для хлорида золота было указано мистером Ньюбери около двадцати лет назад; четыре или пять лет с тех пор, как идея была запатентована в Соединенных Штатах, но поскольку она была предоставлена ​​миру бесплатно за несколько лет до этого, патент утратил силу. Обычно применяемая форма осаждения заключалась в добавлении сульфата железа к жидкости, отводимой из фильтра. Это не только выбросило содержащееся в нем золото, но также известь и магнезию. Тогда потребовалась очень большая осторожность и утомительный процесс, чтобы отделить золото от них. Теперь при фильтрации через уголь все, что растворимо в соляной кислоте, уходит с водой; например, известь и магнезия, которые раньше доставляли такие большие неприятности. Проходя через древесный уголь, хлорид золота разлагается, и все мелкие частицы золота поглощаются углем, так что он покрывается чем-то вроде пурпурной пленки.

Если медь связана с золотом, вода после прохождения через угольный фильтр проходит над железным ломом, на который медь осаждается в результате естественного химического воздействия. Если серебро содержится в руде, оно находится среди хвостов фильтра в хлориде, не растворимом в воде. Если количество окажется достаточно большим, он может быть выщелочен обычным способом гипосульфитами.

Одним из основных преимуществ, общих для всех систем хлорирования, является то, что руды могут быть измельчены до сухого состояния и обработаны, что позволяет избежать потерь из-за плавающего золота. Об этой самой серьезной утрате нам будет что сказать в другой раз. Преимущество амальгамирования с газообразным хлором вместо слияния с ртутью влажным способом состоит в том, что руду не нужно измельчать так мелко. Обжиг происходит вместо мелкого измельчения, так как руда из печи для обжига либо оказывается несколько губчатой ​​по текстуре, либо зерна кремнезема, в которые может быть заключено чистое золото, раскалываются или раскалываются огнем. Для амальгамирования ртути необходимо очень тонкое измельчение, чтобы все частицы золота соприкоснулись с ней. Поскольку ртуть настолько густая в своем составе, она не сможет легко проникнуть внутрь и наружу микроскопически тонкого губчатого тела или через очень мелкие трещины в зернах кремнезема, тогда как газообразный хлор или раствор сжиженного хлора делает это и поглощает золото далеко. Более охотно.

Бывают случаи, когда золото содержится в рудах в так называемой совершенно "свободной" форме, то есть в нем отсутствуют все сульфиды, арсениды и т. Д., Когда практически невозможно извлечь его в обычных формах. амальгамирования ртути или любого процесса хлорирования без предварительного обжига. Это связано с тем, что более тонкое золото заключено в мелких зернах кремнезема и гидратированного оксида железа. Никакое обычное дробление не принесет такой мелочи, но когда обжиг осуществляется путем быстрого протягивания его через печь, нагретую до вишнево-красного цвета, эти зерна дробятся, так что газообразный хлор может проникнуть в золото.

Можно сказать, что для реализации этого усовершенствованного процесса потребуется не менее умный химик, чем те, которые один за другим выходили из употребления, в основном из-за недостатка знаний среди операторов. В определенной степени это так. Естественное химическое воздействие не столь деликатно, но невежественный оператор испортил бы этот процесс, как и почти все остальные. Когда риф обнаружен, практика показывает, что его самые сильные характеристики неизменно передаются по всему рифу, где бы на нем ни было золото. Прежде чем Ньюбери и Ваутин оставят покупателя, который сам занимается своим процессом, они получают большие образцы его руды на свои работы и постоянно экспериментируют, пока не будет получен практически идеальный результат; тогда любой человек с умеренным объемом знаний может работать с предложенной формулой. По их опыту, руда из любых двух шахт редко имеет одинаковые характеристики. Эксперименты начинаются с обработки очень грубого измельчения. Они, если они не являются удовлетворительными, постепенно уменьшаются до получения желаемого результата.

Для обработки всей руды из шахты настоятельно рекомендуется сухое дробление. Чтобы сделать это наиболее эффективным способом, необходим камнедробитель, который уменьшит кубики примерно до дюйма. Для последующего дробления валки Kroms до настоящего времени зарекомендовали себя наиболее удовлетворительно. Они будут дробить со значительной равномерностью до тридцати меш, что обычно достаточно. Затем измельченные продукты обжариваются обычным способом в отражательной печи, и все обжарки проходят через машину, которую мы только что описали. При этом утверждается, что более 90 процентов. золота может быть извлечено примерно по той же цене, что и процессы, которые сейчас широко используются в странах-производителях золота, которые в среднем едва ли дают 50% прибыли. Если так, джентльмены, предложившие эти улучшения, заслуживают всех успехов, которые обещает их процесс.

Рекомендации

  1. ^ Фаулер, Р. Х. «Ньюбери, Джеймс Космо (1843–1895)». Австралийский биографический словарь. Издательство Мельбурнского университета. ISSN  1833-7538. Получено 2 января 2013 - через Национальный центр биографии Австралийского национального университета.
  2. ^ Марсден, Джон; Дом, Иэн (2006). Химия извлечения золота, второе издание. ISBN  9780873352406. Получено 2 января 2013.