Kullan liuotus ja talteenotto syanidin korvaavilla hydrometallurgisilla menetelmillä

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto University en
dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor.advisor Wahlström, Margareta
dc.contributor.advisor kullan talteenotto fi
dc.contributor.author Kähäri, Mikko
dc.date.accessioned 2013-10-16T08:04:50Z
dc.date.available 2013-10-16T08:04:50Z
dc.date.issued 2013-10-15
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11132
dc.description.abstract Cyanide is used in leaching phase of hydrometallurgical recovery of gold. The toxicity and environmental risks have created a need for safer alternatives. The goal of this thesis is to study leaching of gold with cyanide replacing alternatives that are utilized in normal air pressure and below temperatures of 100⁰C. In the theoretical part of the thesis primary and secondary sources of gold were studied. Hydrometallurgical recovery of gold among bioleaching and biosorption as process phases in the production were included in the study. The potential cyanide leaching alternatives examined were ammonium thiosulphate, halides, thiourea and thiocyanate. Solutions were studied bothby electrochemical and reactor leaching tests. The behaviour of gold was examined with polarisation runs to determine the adequate redox potential levels for dissolution of gold. Potential measurements were utilized to find out the suitable oxidant concentrations for each solution inorder to raise the redox potential to the level where gold dissolution can take place. Weight loss measurements were used to observe the dissolution rate of gold in the solutions containing allthe needed components for leaching. Complete leaching solutions were utilized in the reactor tests for leaching of gold from autoclave treated ore concentrate and flotation treated groundprinted circuit board (PCB) material that originated from mobile phones. In order to follow an assumption for higher the gold recovery rate, a batch of ore concentrate was bioleached and a batch of flotation concentrate of ground PCB material was acid treated as pretreatment. Based on preliminary polarisation runs and potential measurements, ammonium thiosulphate was evaluated to dissolve gold slower than on the rate predetermined for cyanide solution, 2,5mg/cm2h. A halide alternative, chloride-hypochlorite, exhibited a dissolution rate of 8,6 mg/cm2h in redox potential of 900 mV vs. SHE. Gold dissolved in thiocyanate in a rate of 3,4 mg/cm2h in redox potential of 620 mV vs. SHE. Thiourea had a dissolution rate of 1,65 mg/cm2h in redox potential of 450 mV vs. SHE. In the reactor tests the recovery rates of gold from ore concentrate were 24 % for thiourea, 23 % for chloride and 10 % for thiocyanate. Bioleached material showed recoveries of 10 %, 23 % and 9 % respectively. Gold recoveries from the acid treated PCB material were 16 % for thiourea, 24 % for chloride and 11 % for thiocyanate. Recoveries for PCB material without pretreatment with acid were 32 % for chloride and 21 % with thiocyanate. Thiourea recovery result was found to be faulty due to apparent error in metal analysis. Although the electrochemical tests showed adequate dissolution rates for gold, the recoveries were found to be generally poor in the successive reactor tests. Low recovery rates may be due to gold dissolution disturbing elements in the original materials, premature oxidation of complexants or reprecipitation of gold because of low level of redox potential. Copper and nickel were observed to leach effectively from PCB material. Bioleaching lowered gold recovery rate due to possible sulphur compounds precipitated on the gold surface. en
dc.description.abstract Kullan hydrometallurgisen talteenoton liuotusvaiheessa käytetään lähes aina syanidia, jonka myrkyllisyys ja ympäristöriskit ovat luoneet tarpeen löytää turvallisempi vaihtoehto kullan liuotukseen. Tämän työn tavoitteena on tutkia kullan liuotusta syanidin korvaavilla vaihtoehdoilla,joita käytetään syanidin tavoin normaalissa ilmanpaineessa sekä alle 100⁰C lämpötilassa. Työn teoreettisessa osassa tutkittiin kullan primäärisiä ja sekundäärisiä raaka-ainelähteitä, kullan hydrometallurgista talteenottoa sekä bioliuotusta ja biosorptiota hydrometallurgisen valmistusprosessin vaiheina. Prosessin liuotusvaiheessa käytettävän syanidin korvaavista vaihtoehdoista tutkittiin ammoniumtiosulfaattia, halideja, tioureaa sekä tiosyanaattia. Vaihtoehtoisialiuoksia tutkittiin sähkökemiallisin sekä reaktorikokein. Polarisaatioajoilla tutkittiin kullan käyttäytymistä eri liuoksilla muuttuvassa potentiaalissa toimivan redox-potentiaalin määrittämiseksi.Potentiaalimittauksilla saatiin liuosvaihtoehdoille sopivat hapetinpitoisuudet, jossa redox-potentiaali oli kullan liukenemisnopeuden kannalta riittävällä tasolla. Painohäviömittauksillahavainnoitiin kullan liukenemisnopeutta valmiisiin liuoksiin. Reaktorikokeissa valmiita liuoksiakäytettiin kullan liuottamiseksi autoklaavikäsitellystä esirikasteesta sekä flotaatiokäsitellystämatkapuhelinten piirilevymurskeesta. Osa lähtömateriaalista esikäsiteltiin. Parempaa kullansaantoa tavoiteltiin esirikasteen bioliuotuksella ja piirilevymurskeen esihapotuksella. Polarisaatiokokeiden ja potentiaalimittausten perusteella ammoniumtiosulfaatin havaittiin liuot-tavan kultaa hitaammin kuin 2,5 mg/cm2h, joka oli syanidiliuotukselle määritetty liuotusnopeus.Halideista tutkittiin kloridi-hypokloriittiliuosta, jonka liuotusnopeus oli kullan painohäviökokeissa 8,6 mg/cm2h redox-potentiaalissa 900 mV vs. SHE. Tiosyanaatissa kulta liukeni nopeudella 3,4 mg/cm2h redox-potentiaalissa 620 mV vs. SHE. Tiourea liuotti kultaa 1,66 mg/cm2h redox-potentiaalin 450 mV vs. SHE arvossa. Reaktorikokeissa kullan saannoksi saatiin esirikasteesta tiourealla 24 %, kloridilla 23 % ja tiosyanaatilla 10 %. Bioliuotetusta materiaalista saannot olivat vastaavasti 10 %, 23 % ja 9 %. Esihapotetusta piirilevymurskeesta kullan saannoksi muodostui tiourealla16 %, kloridilla 24 % ja tiosyanaatilla 11 %. Ilman esihapotusta vastaavat saannot olivat kloridilla 32 % ja tiosyanaatilla 21 %. Tiourean saannossa havaittiin todennäköisesti metallianalyysistä johtuvaa vääristymää. Vaikka sähkökemiallisissa kokeissa havaittiin riittäviä kullan liukenemisnopeuksia, kullan saannot olivat reaktorikokeissa yleisesti heikkoja. Huonot saannot saattavat olla seurausta lähtömateriaalien häiritsevistä tekijöistä, liuosten sisältämien kompleksien ennenaikaisesta hapettumisesta tai redox-potentiaalin liian alhaisesta tasosta johtuvasta kullan takaisinsaostumisesta. Piirilevymurskeesta liukenivat erityisesti kupari ja nikkeli. Bioliuotus heikensi saantoa johtuen mahdollisesti kullan pinnalle saostuneista rikkiyhdisteistä. fi
dc.format.extent 93+6
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso fi en
dc.title Kullan liuotus ja talteenotto syanidin korvaavilla hydrometallurgisilla menetelmillä fi
dc.title Dissolution and recovery of gold with cyanide replacing hydrometallurgical processes. en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword kulta fi
dc.subject.keyword kullan talteenotto fi
dc.subject.keyword kullan liuotus fi
dc.subject.keyword ammoniumtiosulfaatti fi
dc.subject.keyword halidit fi
dc.subject.keyword kloridi fi
dc.subject.keyword tiourea fi
dc.subject.keyword tiosyanaatti fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201310167723
dc.programme.major Materiaalien prosessointi fi
dc.programme.mcode MT3002 fi
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Aromaa, Jari
dc.programme MTE - Materiaalitekniikana koulutusohjelma fi
dc.location PK fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse