182275. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kristályos kálium-arany-cianid ill. kálium-ezüst-cianid egylépéses előállítására a megfelelő nemesfémet tartalmú anyagkeverékekből
3 182275 4 komplex fonnájában oldatba mennek. Az ezüst- és aranyvegyület cianidos kioldása további műveleti lépéseket (káliumcianid-oldattal végzett kezelés és szűrés) igényel, és a kapott vizes oldatból csak egy újabb energiaigényes művelettel (pl. bepárlással) lehet elkülöníteni a kristályos kálium-nemesfém-cianidot. Az ismert eljárás tehát számos hosszadalmas műveleti lépésből áll és vegyszerigénye igen nagy, ami jelentősen rontja az eljárás gazdaságosságát. A találmány értelmében olyan új eljárást kívánunk biztosítani, amellyel a kristályos kálium-arany-danid, illetve kálium-ezüst-cianid egy lépésben, egyszerűen és gazdaságosan állítható elő a megfelelő nemesfémeket tartalmazó hulladékanyagokból. Kőzetek arany-, illetve ezüsttartalmának elkülönítésére korábban már ismertettek olyan eljárásokat, ahol a nemesfémet káliumcianid és oxidálószer felhasználásával közvetlenül kálium-nemesfém-cianiddá alakítják. Amennyiben oxidálószerként hidrogénperoxidot használnak fel, a reakció a következő reakcióegyenletekkel írható le: 2 Au+4 KCN+H202 -* 2K[Au(CN)2]+2KOH 2 Ag+4 KCN+H202 - 2 K[Ag(CN)2]+2 KOH Figyelembe véve, hogy a kőzetek rendszerint igen kis (tizedszázaléknyi vagy annál is kisebb) mennyiségben tartalmazzák az elkülönítendő nemesfémeket, és ugyanakkor jelentős mennyiségű vizet kötnek meg, a kálium-nemesfémcianidok előállításához igen híg káliumcianid-oldatot kell felhasználni. A képződött vizes oldat olyan kis koncentrációban tartalmazza a megfelelő kálium-nemesfém-cianidot, hogy abból a kívánt tennék közvetlen fizikai eljárással (például bepárlással) csak rendkívül nagy energiabefektetés árán különíthető el. Ezért a gyakorlatban rendszerint úgy járnak el, hogy a híg kálium-nemesfém-danid oldatból ioncserélő gyantán megkötik a nemesfém-ionokat, a gyantát elégetik vagy elroncsolják, és a kapott nemesfémtartalmú hulladékból a korábban ismertetett eljárással (kristályvizes oldás, lúgos lecsapás, kálíumcianid-oldattal végzett extrakció, bepárlás) állítanak elő kristályos kálium-nemesfém-cianidot. Egy másik lehetséges eljárásmód szerint a híg oldatból (rendszerint cinkporral) kiredukálják a nemesfémet, amit tisztítás után ismert módon kálium-nemesfém-daniddá alakítanak. A kőzetek kezeléséhezfeltétlenül híg káliumcianid-oldatot kell felhasználni azért is, mert töményebb oldatok alkalmazásakor a káliumcianid legnagyobb része kárbaveszne (például oxidálódna, bomlana stb.), ami tetemesen növelné az eljárás vegyszerigényét és így rontaná a művelet gazdaságosságát. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy viszonylag nagy (például 20%-os) nemesfém-tartalmú hulladékokból egyszerűen, gazdaságosan, és az elméletileg szükséges értéket csak kismértékben meghaladó mennyiségű káliumcianid felhasználásával állíthatunk elő közvetlenül kristályos káliumnemesfém-cianidokat, ha a feldolgozandó nemesfém-tartalmú hulladékot, illetve tiszta nemesfémet a képződő káliumnemesfém-cianidnak a reakcióhőmérsékleten való feloldásához minimálisan szükséges mennyiségű vagy annak legföljebb háromszorosát kitevő vízben vagy híg (legföljebb 10%-os) vizes káliumcianid-oldatban, illetve tetszőleges mennyiségű, adott esetben káliumcianidot is tartalmazó, célszerűen hidegen telített kálium-nemesfém-cianid-oldatban szuszpendáljuk, a szuszpenziót a reakcióhőmérsékletre melegítjük, és a szuszpenzióhoz folyamatos keverés közben, részletekben vagy folyamatosan addig adagolunk káliumcianidot szilárd állapotban vagy nagy koncentrációjú vizes oldat formájában, oxidálószer egyidejű vagy váltakozó beadagolása mellett, amig a képződő vizes oldatban a káliumnemesfém-cianid koncentrációja el nem éri az adott hőmérséklethez tartozó telítési érték legalább 30%-át. Ekkor a magas hőmérsékletű reakcióelegyből — amelyből az oldatlan anyagot szűréssel eltávolítjuk — hűtés hatására kristályos állapotban válik ki a kálium-nemesfém-cianid. A kivált kristályos végterméket elkülönítjük, szükség esetén átkristályosítjuk, és az anyalúgot célszerűen ismételten felhasználjuk a fenti eljárásban a kálium-nemesfém-cianid előállításának közegeként. A találmány szerinti eljárásban gázalakú oxidálószereket (például levegőt vagy ózonnal dúsított levegőt) is felhasználhatunk, előnyösebb azonban az az eljárás, amikor szilárd vagy folyékony oxidálószereket használunk fel. Oxidálószerként csak akkor alkalmazhatunk savasan hidrolizáló anyagokat (például persavakat), ha gondoskodunk arról, hogy az oldat lúgos vagy semleges maradjon a mérgező hidrogéncianid felszabadulásának kiküszöbölése érdekében. A felhasználható, célszerűen semleges vagy lúgosán hidrolizáló oxidálószerek közül példaként a hidrogénperoxidot, a vízben oldódó fém-peroxidokat (így káliumperoxidot), valamint a vízben oldódó szerves peroxidokat (így benzoilperoxidot) említjük meg. Oxidálószerként kiemelkedően előnyösen használhatunk fel hidrogénperoxidot, ez a vegyület ugyanis igen könnyen hozzáférhető, és bomlása során nem képez szennyező melléktermékeket. A hidrogénperoxidot célszerűenakáliumcianiddal azonos ütemben, 1 mól káliumcianidra vonatkoztatva 0,25—4 mól (célszerűen 0,5—2 mól) mennyiségben adjuk a reakcióelegyhez. Eljárhatunk azonban úgy is, hogy a káliumcianidot és az oxidálószert váltakozva adjuk részletekben a reakcióelegyhez, mégpedig úgy, hogy mindig először a káliumcianid adott részletét adagoljuk be, és azután adagoljuk be az oxidálószert. A reakciót megnövelt hőmérsékleten, azaz legalább 50 °C- on, célszerűen a reakcióelegy atmoszferikus nyomáson mért forráspontján vagy ahhoz közel eső hőmérsékleten (így 70— 100 °C-on) végezzük. A reakciót atmoszferikusnál nagyobb nyomáson is végrehajthatjuk; ekkor a hőmérsékletet tovább növelhetjük. A káliumcianidot szilárd állapotban vagy nagy töménységű vizes oldat formájában adjuk részletekben vagy folyamatosan a reakcióelegyhez. A káliumcianid beadagolását akkor fejezzük be, amikor a folyadékfázis kálium-nemesfémcianid koncentrációja eléri az adott hőmérséklethez tartozó telítési érték legalább 30%-át, célszerűen legalább 90%-át. Ezután a reakcióelegyet szükség esetén a reakcióhőmérsékleten utánkeverjük, majd az adott esetben jelenlévő oldatlan szilárd anyagot melegen kiszűrjük, és a szűrletet lehűtjük. A kristályos termékként kivált kálium-nemesfém-cianidot elkülönítjük, szükség esetén átkristályosítjuk, a kapott anyalúgot pedig ismét visszavezetjük a fenti eljárásba. Az anyalúg visszavezetésével minimálisra csökkenthetjük a kálium-nemesfém-cianid oldódásából származó veszteségeket. Az anyalúgot több ciklusban is felhasználhatjuk kálium-nemesfém-cianid előállítására. Ezzel az intézkedéssel egyúttal az eljárás vegyszerigényét is jelentősen csökkentjük. Amennyiben a forró reakcióelegyből szűréssel eltávolított szilárd anyag még mindig jelentős — célszerűen legalább 10 súly%—mennyiségű nemesfémet tartalmaz, ezt a szilárd anyagot egy következő ciklusban ismét felhasználhatjuk kálium-nemesfém-cianid előállítására. Ha a forrón kiszűrt anyag nemesfém-tartalma ennél lényegesen kisebb, például a nemesfém-tartalom néhány százalék vagy tizedszázalék nagyságrendű, célszerűen úgy járunk el, hogy a jelenlévő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
