початок розділу
Виробничі, аматорські
радіоаматорські
Авіамодельний, ракетомодельного
Корисні, цікаві 		хитрощі майстру
електроніка
фізика
технології
винаходи 		таємниці космосу
таємниці Землі
таємниці Океану
хитрощі
Карта розділу
початок
Форум
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2114926

Вилуговування ЗОЛОТА З ДОПОМОГОЮ азот-і сірковмісних ГЕТЕРОЦИКЛІЧНИХ АРОМАТИЧНИХ СОЕДИНЕНИЙ

Вилуговування ЗОЛОТА З ДОПОМОГОЮ
Азот-і сірковмісних ГЕТЕРОЦИКЛІЧНИХ АРОМАТИЧНИХ СОЕДИНЕНИЙ

Ім'я винахідника: Крістьянсдоттір Сіграйдью Соул (US); Томпсон Джеффрі Скотт (US)
Ім'я патентовласника: Е.І.Дю Пон Де Немурс енд Компані (US)
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.10.06

Спосіб може бути використаний в процесах вимагають розчинення металевого золота, особливо при гідрометалургійному витягу золота з руди. Процес розчинення металевого золота здійснюється в витравлюють системі, яка містить ліганд і окислювач, де розчинність золота підвищується за рахунок додавання ароматичних з'єднань, що містять в кільці сірку або азот. Вилуговування золота здійснюється при використанні менш корозійно-агресивних розчинів без значних втрат в швидкості розчинення металу.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області розчинення металевого золота витравлюють розчином, особливо гідрометалургійного вилучення золота з руди. Зокрема, це стосується області вилуговування золота, де для вилуговування застосовують ліганд і окислювач, як активатора розчинення використовують гетероциклическое ароматичне з'єднання, що містить в кільці азот або сірку.

Багато процесів вимагають розчинення золота, наприклад витяг металевого золота з руди, що містить невеликі кількості металу, виділення золота з позолочених предметів і отримання розчинних з'єднань золота для застосування у виробництві каталізаторів. Однак золото як метал відоме своєю стійкістю до розчинення і хімічної взаємодії. Наприклад, золото буде розчинятися у водному розчині тільки в тому випадку, якщо розчин містить відповідний ліганд або зв'язує агент для золота плюс окислювач. Жоден з компонентів окремо не ефективний. Таке поєднання лиганда і окислювача називається витравлюють системою.

У минулому столітті для золота було запропоновано і використано багато витравлюють систем, головним чином, для золотодобувного виробництва. Найбільш широко використовувана система являє собою поєднання ціаніду натрію в якості ліганда з повітрям (киснем) в якості окислювача, в основному, через економію і простоти процесу. Іншими важливими системами ліганд / окислювач є тіосечовина і тіоціанат з іонами тривалентного заліза, тіосульфат натрію та повітря, сульфат міді (II) та аміак, хлорид натрію і гіпохлорит натрію, бромід натрію і бром, а й безліч інших систем. Хімія цих та інших альтернативних витравлюють систем описується в оглядовій статті JB Hiskey and VPAtluri, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 4,95-134 (1988). Вибір певної витравлюють системи залежить від різних чинників, в тому числі, від вартості компонентів, безпеки, охорони навколишнього середовища і корозії обладнання. Для гірничодобувних процесів основним фактором вибору певної витравлюють системи часто є легкість відділення домішок, пов'язаних з золотом в руді.

Відомо, що деякі двовалентні катіони металів, такі як свинець, ртуть, талій і вісмут, прискорюють розчинення золота в розчинах ціанідів. Механізм дії невідомий, незважаючи на те, що припускають деполяризацию поверхні золота і запобігання пассивирования поверхні золота. Використання цих металів небажано. Якщо вони виділяються разом з золотом, в подальшому може знадобитися дорога очищення. Якщо будь-яка частина цих дуже токсичними іонів металу потрапить в відходи від переробки руди, вони створять серйозну і тривалу небезпека забруднення навколишнього середовища.

Удосконалення будь-який з найчастіше використовуваних систем вилуговування матиме велике значення, особливо якщо воно отримає широке застосування в різноманітних системах. Це удосконалення могло б дати більш високий вихід розчиненого золота при стандартних умовах розчинення, скорочення часу циклу на цьому етапі, зниження жорсткості робочого режиму, використання меншої кількості компонентів лугу або привести і до інших способів зниження вартості, підвищення безпеки або підвищення виходу золота. В даний час не відкрито жодного спосіб поліпшення роботи зазвичай застосовуються систем вилуговування без використання отруйних сполук металів, ні спосіб, який широко застосовується.

Патент США 3597290 відкриває метод хімічного розчинення металів і, зокрема, описує травлення міді підкисленим пероксидом водню. У методі використовується розчин, що містить сильну органічну кислоту або неорганічну кислоту (крім галогенводородних кислот) плюс пероксид водню і насичений нижчий алифатический спирт. Ця система може містити, по вибору, каталітичні кількості солі металу з більш низьким окислювальним потенціалом, ніж у розчиняється металу, для підвищення розчинення останнього, каталізатори, в тому числі, солі таких металів, як срібло, ртуть, паладій, золото і платина. За вибором, система може і включати сполуки азоту, що мають принаймні одну ділянку зв'язування з міддю, такі як сечовина, піридин, аміни і кислі аміди. На відміну від цього винаходу патент '290 не дає спосіб посилення розчинення золота або інших металів, а скоріше пропонує використання каталітичних кількостей солей певних благородних металів для посилення розчинення інших металів з більш високим окислювальним потенціалом, таких як мідь. Згадані азотовмісні сполуки є скоріше необов'язковими, ніж необхідними, і корисні як зв'язуються з міддю агенти для придушення підрізання міді в селективному процесі травлення.

Польський патент PL 130.801 відкриває процес вилучення срібла і міді з сульфідних руд, що включає застосування суміші, що включає піридин і його гідрохлорид для розчинення мінералів, що містять ці іони металів, відділення інертного матеріалу фільтруванням, додавання води, екстракцію хлороформом для видалення хлориду срібла і піридину і відновлення міді з водної фази шляхом електролізу. Процес схожий на багато прикладів, описані в літературі, де містять азот гетероциклічні сполуки використовуються для перекладу комплексів металів в органічний розчинник. Патент '801 забезпечує підвищення ефективності роботи системи вилуговування золота, що містить ліганд і окислювач, шляхом додавання каталітичних кількостей ароматичного гетероциклічного з'єднання, що містить в кільці азот або сірки. Він скоріше передбачає застосування великих кількостей піридину і гідрохлориду піридину для розчинення містять сульфіди срібла і міді руд і здійснення відділення іонів міді від іонів срібла шляхом екстракції срібла і піридину в розчин хлороформу.

Патент США 5169503 відкриває процес екстракції металів з руди, що використовує витравлюють систему, що складається із суміші хлориду, гіпохлориту і, необов'язково, цианурової кислоти, азотовмісного гетероциклического з'єднання. Цианурової кислота використовується для продовження терміну дії розчину гіпохлориту в кислих умовах, навіть якщо встановлено, що фактично швидкість реакції між металами, які повинні бути розчинені, і містять хлор сполуками знижується.

Численні приклади в літературі описують застосування азотовмісних гетероциклічних ароматичних сполук в поєднанні з розчинними сполуками золота для різних цілей. Патент США 4654145, патент Японії 01111824; Z.Zhang and W. Gam, Huaxue Shiji, 137-139 (1982) і M.Igbal and M. Ejaz, Radiochim. Acta, 22, 37-39 (1975). Наприклад, поширене застосування для вилучення золота з водних розчинів їх солей шляхом екстракції розчинником. Ці азотсодержащие ароматичне гетероциклічні сполуки і застосовуються в отриманні смол для відділення розчинних видів металів з розчинів і часто використовується для поліпшення нанесення гальванічного покриття з золота, дозволяючи застосовувати високу щільність струму без втрат виходу за струмом. Як найближчого аналога рекомендується використовувати відомий з патенту ЕР, 0358004, C 22 B 11/08, опубл. 14.03.90 спосіб розчинення золота і витравлюють системі ліганд / окислювач, що включає додавання в систему каталітичного кількості каталітичного з'єднання. У всіх цих прикладах гетероциклічні ароматичні сполуки взаємодіють з розчинними іонами металів і не беруть участі в розчиненні металу, в дійсності, в разі нанесення гальванічного покриття процес якраз є зворотним, видаляє метал з його розчину.

Таким чином, необхідний спосіб підвищення ефективності роботи витравлюють системи для розчинення золота, який підвищив би швидкість розчинення, уможливив більш високий вихід металу, використовував менше реактивів або допускав застосування менш жорстких умов. Зокрема, необхідний каталітичний метод вдосконалення таких витравлюють систем, які широко застосовуються для великої кількості систем і які не вимагають використання солей отруйних металів.

Цей винахід забезпечує удосконалення в процесі вилуговування металевого золота в системах, що використовують ліганд і окислювач. Удосконалення включає додавання каталітичних кількостей довільно заміщених гетероциклічних ароматичних сполук, що містять в кільці сірки або азот, за умови, що гетероатоми сірки і / або азоту і гетероциклическое кільце в таких гетероциклічних сполуках доступні для освіти координаційного зв'язку з поверхнею нерозчиненого металевого золота.

У традиційних системах для вилуговування золота використовується окислювач для первинного перетворення металевого золота в іон золота і ліганд, який утворює координаційну зв'язок з утворився іоном золота.

У вдосконаленій системі винаходи додається містить азот і / або сірку ароматичний гетероцикл, який сприяє розчиненню золота з більшою швидкістю або при більш м'яких умовах, ніж без нього. Добутий комплекс золота складається з окисленого іона металу, з'єднаного координаційної зв'язком з доданим лигандом і, можливо, молекул розчинника; ароматичне гетероциклическое з'єднання не є частиною координаційної сфери і в процесі не витрачається.

На фіг. 1 показано вплив різних гетероциклічних сполук винаходу на розчинення золота в системі хлорид натрію - гіпохлорит натрію; на фіг. 2 - вплив піридину на розчинення золота в системі бромід натрію - гіпоброміт натрію; на фіг. 3 - розчинення золота в системі аміачна мідь-тіосульфат-повітря в присутності або відсутності піридину; на фіг. 4 - ефективність вилуговування золота з золотовмісної руди розчином ціанід натрію - повітря в присутності або відсутності 5 ppm N-метілімідазола.

Все витравлюють системи для металу, які зазвичай використовуються в даний час, вимагають додавання ліганду для зв'язування іона металу і окислювача для окислення металу. Для таких металів як золото потрібні сильні окислювачі, такі як хлор або бром, і багато лігандів, таких як хлорид- чи бромід іони. Такі витравлюють розчину сильно корозійно-агресивні і повинні застосовуватися в дорогому обладнанні, яке інертно по відношенню до цих речовин. і такі сильні окислюють розчини часто неселективні в окисних реакціях, що призводить до небажаного забруднення необхідного металевого продукту.

Додавання з'єднань-активаторів, таких як описують Заявники винаходи, дозволяє використовувати менш корозійно-агресивні розчини для вилуговування металу без значних втрат в швидкості розчинення металу. Такий активатор і дозволяє використовувати меншу кількість реактивів для розчинення металів. Потрібно не тільки менше лиганда для розчинення металу з прийнятною швидкістю, але і менша кількість реагенту для виходу і / або розкладання в кінці циклу вилуговування. У гірській промисловості, що використовує, наприклад, ціанід натрію, застосування менших кількостей ціаніду і означає застосування менших кількостей реагенту для розкладання ціаніду в кінці циклу вилуговування. Крім того, більш низька концентрація ціанідів у водоймі для відходів у водоймі з збагаченим розчином і інших водних розчинах, означає зменшення ризику забруднення навколишнього середовища. Таким чином, даний винахід дає значні переваги для гірничої промисловості.

У заявленій винахід розглядається процес підвищення розчинення або вилуговування металевого золота шляхом додавання каталітичних кількостей певних гетероциклічних ароматичних сполук, що містять азот і / або сірку в ароматичному кільці, в витравлюють систему ліганд / окислювач.

Відповідно до цілей даного відкриття заявленого винаходу мається на увазі, що такі терміни мають значення, наведені нижче.

Слово "вилуговувати" позначає "екстрагувати або розчиняти компонент, що входить до складу твердої суміші". Витравлюють розчин або система є розчином або систему, яка містить компоненти, необхідні для отримання бажаного компонента. Зокрема, як використовується Заявниками для опису розчинення золота, витравлюють система містить як окисляє агент, який окисляє металеве золото до катіона золота, і ліганд для освіти координаційного зв'язку з катіоном золота.

Використовуючи словосполучення "каталітичні кількості" або "каталітичне з'єднання" щодо певних гетероциклічних сполук. Заявники мають на увазі традиційне значення слова "каталітичний", тобто гетероциклічні сполуки в процесі вилуговування не змінюються. Зокрема 9-й Новий Академічний Словник Вебстера (Webster's Ninth New Collegiate Dictionary) визначає термін "каталіз" як "зміна і, головним чином, збільшення швидкості хімічної реакції, що викликається речовиною, що не змінюються хімічно до кінця реакції". Зазвичай каталізатор використовується в меншому, ніж стехиометрическое, кількості.

Використовуючи вираз "витравлюють система, яка використовує ліганд і окислювач". Заявники включають ціанід і повітря або розчинений кисень, хлорид і гіпохлорид; бромід і бром; йодид і йод; тиоцианат і іони тривалентного заліза; тіомочевину і іони тривалентного заліза; тіосульфат амонію, мідь, аміак і повітря або розчинений кисень; малононітріл і повітря або розчинений кисень; і ціанід, хлорид, бромід, йодид, тіоціанат, тіосульфат, малононітріл і тіомочевину на золотом електроді в анодному розчиненні золота.

При описі "азот і сірку ароматичних гетероциклічних сполук" винаходи. Заявники включають ті сполуки, у яких принаймні один з гетероатомом азоту і / або сірки в кільці доступний для освіти координаційного зв'язку з поверхнею твердого металу протягом процесу розчинення. Зокрема, включені ароматичні гетероцикли, що містять азот і / або сірку в кільці, у яких

1) атом азоту в кільце не протонированная;

2) принаймні один атом сірки або азоту в кільці не має заступників;

3) стерическое перешкода не заважає гетероатому або ароматичної структурі, що містить його, утворювати координаційний зв'язок з поверхнею твердого нерозчиненого металу. Стерическое перешкода може бути пов'язано, наприклад, з наявністю на кільці великих заступників, які запобігають наближення або гетероатома, або гетероциклічного кільця до поверхні металу.

ГЕТЕРОЦИКЛІЧНІ З'ЄДНАННЯ ВИНАХОДИ

Гетероциклічні сполуки винаходу ефективні в широкому спектрі витравлюють систем, типових для золотодобувних процесів, особливо в системах ціанід натрію - повітря; хлорид натрію - гіпохлорит; бромід натрію - бром; мідь - тіосульфат амонію; тиоцианат-іон тривалентного заліза; тіосечовина і іон тривалентного заліза; йодид і малононітріл. Однак, як описано нижче, не кожна пропонована добавка може бути однаково ефективна в кожній витравлюють системі через імовірність побічних хімічних реакцій або властивостей певних витравлюють розчину (pH, потенціалу розчину, лиганда, золота і т.д.). і Заявники припускають, що гетероциклічні ароматичні сполуки даного винаходу будуть діяти не тільки як активатори в різних витравлюють системах, які звичайно застосовуються в золотодобувних процесах, але і будуть застосовні в інших процесах, що вимагають розчинення золота.

Гетероциклічні ароматичні сполуки даного винаходу мають кілька загальних властивостей. Всі вони містять один або більше атомів азоту і / або сірки в гетероциклічних ароматическом кільці, де гетероатомом азоту або сірки доступний для освіти координаційного зв'язку з поверхнею металу. Гетероатомом повинен мати вільну електронну пару для координаційного зв'язку. Азотовмісні сполуки не повинні мати стеріческіх перешкод, і pH витравлюють розчину повинен бути досить лужним, щоб гетероатомом азоту піддавався протонуванням. Приклади відповідних азотнесущіх гетероциклічних ароматичних сполук включають піридин, імідазол, N-метілімідазол, 2,2 'дипіридил, 2,3, 2,4, 3,5 і 2,6-лутідін, коллідін, піразин, заміщені триазин, піримідинів і конденсовані циклічні похідні, такі як хінолін, ізохінолін, бензімідазол і заміщені бензимідазоли, такі як 2-амінобезімідазол. Прикладами неефективних або менш ефективних з'єднань, у яких атом азоту має стерическое перешкоду, є 2,6-діфенілпірідін, 2,6-t-бутілпірідін і піридин-N-оксид.

Аналогічно, який координує гетероатомом не повинен бути протонированная; в разі азотовмісного гетероциклического з'єднання, значення pH витравлюють системи повинно бути більше pK a містить протонированная атом азоту з'єднання. Сірковмісні сполуки згідно з винаходом і не повинні мати стеріческіх перешкод. Прикладами відповідних сірковмісних сполук є тиофен, 3-тіофенкарбоновая кислота і 3-тіофенацетонітріл. Неефективні або менш ефективні похідні тіофену включають тетрабромтіофен і 3, 6, 9, 14 - тетратіабіцікло [9.2.1] тетрадека - 11, 13 - диен. Неактивність сполук необов'язково передбачає відсутність зв'язування з поверхнею металу.

Під гетероциклическими ароматичними сполуками Заявники мають на увазі з'єднання, що потрапляють під традиційне визначення "ароматичні" широко використовується в органічній хімії (J.Marh, Advanced Organic Chemistry, 4th Ed. Wiley & Sons, 1992). До них відносяться органічні циклічні сполуки, що містять принаймні один з гетероатомом (або атом, який не є вуглецем), у яких кільце замкнуто або є конденсовану, повністю кон'югованих систему з 4n + 2 (n = 0,1,2,3 .. .) пі-електронами в кон'югованої системі. Наприклад, піридин, 6-членний цикл з атомом азоту, є таким гетероциклическим ароматичним з'єднанням, у якого азот і кожен атом вуглецю в кільці віддають по одному електрону в пі-систему загальних 6 пі-електронів. Тіофен, 5-членний гетероцикл з атомом сірки, і є ароматичним, з атомом сірки, які віддають два електрона, і кожним з атомів вуглецю, які віддають по одному електрону в загальну систему з 6 пі-електронів. Ароматичний характер і передбачає інші важливі особливості молекул, використовуваних в цьому винаході. Цикли, описані вище, мають пласку або планарную структуру з гетероциклическим атомом у вигляді частини планарной структури молекули. Однак необов'язково, щоб молекула активного з'єднання була повністю планарной. Заступники можуть значно впливати на активність гетероциклічних сполук, змінюючи ароматичность кільця. Як 2-гідроксіпірідін, так і 4-гідроксіпірідін неефективні як каталізатори ціанування золота, тоді як 3-гідроксіпірідін є ефективним каталізатором. Інертність є результатом того, що 2 і 4-гідроксипохідних присутні в формі кетотаутомеров, що, таким чином, послаблює ароматичний характер і сприяє протонуванням азоту піридину. Цей таутомер не має значення для 3-гідроксіпірідіна, який залишається повністю ароматичним з непротонірованним атомом азоту. Подібні приклади можна привести для інших азотовмісних ароматичних циклічних систем.

Різноманітні заступники на ароматичному гетероциклічних кільці можуть бути толерантними або навіть підвищувати активність вихідних гетероциклічних ароматичних сполук. До вихідних сполуки відносяться, наприклад, піридин, піразин, піримідин, імідазол, оксазол, піразол, тіазол, тіадіазол, тіатріазол, тіазіна, тіофен і триазол, а й конденсовані гетероциклічні похідні, такі як хінолін, ізохінолін, бензімідазол, бензотіофена. Заступники включають алкіли (такі як, метил, етил, пропив і бутил), алкокси групи (такі як метокси і етокси), арильні групи (такі як феніл і Толлі), гетероциклічні ароматичні групи (такі як піридил, піразоліл, імідазоліл і тіофенів ), аміно і заміщені аміногрупи (такі як у 4-діметіламінопірідіна), карбокси, ацетил і галогенид (фторид, хлорид, бромід, йодид). Поєднання заступників і ефективно; наприклад, аміно і гідроксильний заступники на алкильной ланцюга в якості заступника піридину (наприклад 2- (2-гідроксіетил) піридин) дають активні сполуки. Азотомісткі гетероциклічні ароматичні з'єднання з заступниками, які підвищують pK a атома азоту в кільці, є більш ефективними активаторами, що дозволяють витравлюють системі працювати в потрібному інтервалі pH.

З'єднання можуть перевірятися на дію їх як активаторів електрохімічних. Для порівняння розчинів цікавлять лігандів, що містять і несодержащей передбачуваний активатор, використовують циклічні вольтамограмми. У цьому методі змінюють напругу між двома електродами (робочим електродом з золота і індикаторним електродом, таким як платина), вимірюючи силу струму між електродами. Якщо на електроді при певній напрузі йде реакція окислення або відновлення, між електродами йде струм. При розчиненні золотого електрода відбувається підвищення сили струму при заданій напрузі. Цей електричний струм називається хвилею окислення або анодним піком, потенціал, при якому це відбувається є потенціалом окислення. Без активатора або з неефективним з'єднанням хвиля окислення спостерігається тільки при окислювальному потенціалі, який визначається знаходяться в розчині лигандом. У присутності активатора в пасивному ділянці вольтамограмми Неактивована варіанту спостерігається додаткова хвиля. Ця нова хвиля зміщена в бік катода (при більш низькому потенціалі) від піку в неактивному варіанті.

Наприклад, в розчині хлориду процес, що дає анодний пік, наступний:

Au + 4Cl - ---> [AuCl 4]- +3 електрона,

Цей процес відповідає анодному розчиненню золота. У присутності навіть низьких концентрацій активатора спостерігається додатковий пік, ближче до катода в порівнянні з першим піком, але виходить той же з'єднання золота. Тобто, з'єднання-активатор активує розчинення золотого електрода.

Важливо, що нова хвиля окислення виникає в результаті поєднання лиганда (такого як іонхлору) з активатором (таким як піридин) синергическим чином, що фактично зрушує хвилю окислення золота до більш низького потенціалу. Аналогічні ефекти по відношенню до потенціалом окислення золота можна спостерігати з різними поєднаннями активатора (таких як піридин, імідазол, N-метілімідазол або 3-тіолфенкарбоновая кислота) і ліганда (таких як хлорид, бромід, йодид, тіоціанат, малононітріл або ціанід). У деяких випадках, як наприклад, з тіосульфатом як ліганда новий пік не спостерігається, швидше за струм, пов'язаний з окисленням золота значно зростає при додаванні низьких концентрацій активатора, такого як піридин. Підвищення електричного струму вказує на посилення анодного розчинення золота в розчині тіосульфату.

Цей новий або посилений пік не спостерігається в розчинах активатора з аніоном, який не утворює координаційного зв'язку з золотом (таким як перхлорат або нітрат); таким чином, новий пік не є єдино результатом взаємодії активатора з поверхнею золота.

Циклічні вольтамограмми золотого електрода в розчинах активатора сильно розрізняються. Дійсно, для більшості азотовмісних гетероциклічних сполук при некислих умовах немає даних про розчинення золотого електрода.

Попередній досвід не містить даних про цю можливість активаторів зрушувати хвилю окислення до більш низького потенціалу. Дійсно, при використанні піридину в розчинах, що містять такі аніони, як перхлорат, який не утворює стабільного комплексу з золотом, знайдено, що піридин підвищує потенціал хвилі окислення і, отже, захищає поверхню золота від анодних реакцій (P. Zelenay, LM Rice-Jackson and A. Wieckowski, Langmuir, 6, 974-979 (1990)).

Так як немає повного переліку можливих азот і сірку ароматичних гетероциклів, відповідних до даного винаходу, то в наступному списку представлені найкращі з'єднання: 2- (амінометил) піридин, 2-амінопіридин, 3-амінопіридин, 4-амінопіридин, 2,2 'дипіридил , 2-пропілпірідін, 2,2 'піридил, піридин, 3-амінопіразол, 3,5-діметілпіразол, 4,4' дипіридил, 2,2 'діпіріділамін, ді-2-піріділкетон, 4-t-бутілпірідін, 2-хлорпіридин, 2,4,6-коллідін, 4-діметіламінопірідін, 2-етілпірідін, 2-фторпірідін, 2- (2-гідроксіетил) піридин, 3-гідроксіпірідін, 2,3-лутідін, 2,4-лутідін, 2 , 6-лутідін, 3,5-лутідін, 2-метоксіпірідін, нікотинамід, нікотинова кислота, 2-фенілпірідін, 3-фенілпірідін, 4-фенілпірідін, 2-піколін, 3-піколін, 4-піколін, 2-тіофенкарбоновая кислота, 3 -тіофенкарбоновая кислота, 4-метилпіразолу, 3-метилпіразолу, 1-фенілпіразол, піразол, 1- (3-амінопропіл) імідазол, 2,2 'біс (4,5-діметілімідазол), 4,5-діціаноімідазол, 1,2 -діметілімідазол, 2-етілімідазол, гістамін, етиловий ефір гистидина, імідазол, N-метілімідазол, 2-метілімідазод, 4-метілімідазол, N-фенілімідазол, 2-ацетілтіофен, 3-бромтіофен, 2,5-діметілтіофен, 2-метилтіофену, 3 -метілтіофен, тіофен, 3-тіофенуксусная кислота, хіноліновий, 2-амінобензімідазол,

2-тіофенметанол, 2-амінотіазол, 3-аміно-5,6-диметил-1,2,4-триазин, 2-аміно-1,3,4-тіадіазол, 2,4,5-тріметілоксазол, тріметілпіразін, бензімідазол, бензотіазол, бензотриазол, ізохінолін, 1,10-фенантролін, 2-аміноімідазол, амінопіразін, 2-амінопіримідин, 2-аміно-4,6-діметілпірімідін, 2,6-діамінопірідін, L-гістидин, DL-гістидин, піразин, тетраметілпіразін, тріметілпіразін.

СИСТЕМИ ліганд / окислювач

Витравлюють системи винаходу - це системи, в основному, відомі в даній області, які ефективні в розчиненні золота, що використовують систему ліганд / окислювач, і, зокрема, включають ціанід іон і повітря або розчинений кисень; хлорид іон з гіпохлоритом натрію (може застосовуватися стабілізатор, такий як сульфаминовая кислота); бромід іон з бромом, в присутності стабілізатора, такого як сульфаминовая кислота; йодид і йод; тиоцианат і іони тривалентного заліза; тіосечовина і іони тривалентного заліза; тіосульфат аніон і іоном міді в якості каталізатора в присутності аміаку і повітря або розчиненого кисню; малононітріл і повітря або розчинений кисень і ціанід, хлорид, бромід, йодид, тіоціанат, тіосульфат, молононітріл або тіосечовина і золотий електрод з потенціалом, що відповідає кожному з цих іонів. Кожен з активаторів, перерахованих вище, може не підходити всім витравлюють розчинів через побічних реакцій, pH або поганого зв'язування з поверхнею золота за умов реакції в певній системі.

Вибір концентрації ліганда, концентрації окислювача, концентрації активатора і pH залежить від системи, яка буде використана для екстракції. Відповідні комбінації екстрагують агент-активатор можуть бути перевірені електрохімічних, як описано далі.

Ціанід з повітрям або розчиненим киснем є переважною витравлюють системою, найбільш широко застосовується для вилучення золота (наприклад, видобуток золота і витяг золота в гальваніки). EBSaubestre in "Modern Electroplating", EA Lowenheim, Ed., John Wiley and Sons, Inc., New York, 1953, p. 748-770. Такі системи зазвичай працюють при лужних значеннях pH через утворення HCN, що знижує pH нижче 10 (pK a HCN 9,1). Вибір концентрації ціаніду і активатора залежить від конкретного застосування, При вимірюванні швидкості розчинення золота у вигляді золотого порошку, фольги, брусків або дисків повітрям кращі результати дають низькі концентрації ціаніду (2-10 мМ ціаніду). Однак електрохімічні дослідження показують, що активація розчинення золота може спостерігатися в широкому інтервалі концентрацій ціаніду. При застосування в золотодобувної галузі вибір концентрації ціаніду залежить від багатьох факторів. Краща низька концентрація активаторів (1-10 ppm) при стандартних концентраціях ціаніду. Для активаторів підходять лужні значення pH, звичайні для реакцій ціанування. У деяких випадках, ціанування проводять при більш низьких pH (<9). Активатор при цих умовах необхідно вибирати так щоб гетероатомом в гетероциклічних кільце не протонированная. Для ціанідних систем підходить широке коло активаторів.

Кращими сполуками є імідазол, N-метілімідазол, 1,2-діметілімідазол, піридин, альфа-, бета-, гамма-піколін, 2-, 3-, 4-амінопіридин, 4-діметіламінопірідін, тіофен, 3-тіофенкарбоновая кислота, 3 тіофенуксусная кислота, піразин, 2,4,6-тріметілтріазін, тіазол, L-гістидин, 2-амінопіримідин, нікотинамід, 2-аміно-4,6-діметілпірімідін. Найбільш кращі імідазол, N-метілімідазол, L-гістидин і 2-амінопіримідин.

Система хлорид-гіпохлорит може застосовуватися як альтернатива ціанідів. Дивись наприклад, JB Hiske and VP Atluri, Mineral Processing and Extracive Metallurgy Review, 4.95-134 (1998) і патент США 5.169.503, включені тут у вигляді посилань. Ця система зазвичай працює при більш ніж 3% NaCl і pH 5-8. Застосування активаторів уможливлює роботу системи при менш корозійно-агресивних умовах з меншою концентрацією хлориду. Бажана хлоридная витравлюють система з активаторами складається з 2-5% NaCl (або іншого джерела хлориду), 0,1% гіпохлориту натрію з pH 8-8,5. В обох випадках потрібно стабілізатор гіпохлориту. Стабілізаторами є сполуки, у яких хлор є активним, але знаходиться в більш стабільній формі. Стабілізатор повинен бути обраний такий, щоб він не брав участі в реакції розчинення золота. Відповідним стабілізатором для витравлюють розчину хлорид натрію - гіпохлорит натрію є сульфаминовая кислота. В цьому випадку сульфаминовая кислота взаємодіє з гіпохлорит аніоном з утворенням N-хлоросульфамінових кислот, у яких хлор є активним. Дивись, наприклад, "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology", v. 21, John Wiley and Sons, New York, 1983, p.949-956.

Активатор повинен вибиратися таким чином, щоб з гетероатомом гетероциклического ароматичного з'єднання був доступний для освіти координаційного зв'язку з поверхнею золота і не відбувалося взаємодії з іншими компонентами витравлюють розчину. Кращими активаторами є піридин, альфа-, бета-, гамма-піколін, ді-2-піріділкетон, 2,2-дипіридил, 3,5-лутідін, 2,6-лутідін, 2,3-лутідін і N-метілімідазол.

Система бромід-бром може використовуватися як альтернатива ціанідів. Дивись, наприклад, JBHiskey and VP Atluri, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 4,95-134 (1988); J.Marsden and I.House, "The Chemistry of Gold Extraction", Ellis Horwood, New York, 1992, pp.304-305; і A. Dadger, Journal of Minerals, Metals and Materials Society, 41, 37-41 (1989), які включені у вигляді посилань. Аргументи для вибору активатора такі ж, що і для системи хлорид - гіпохлорит. Бажана система з бромідом, що містить активатор, складається з 1% NaBr (або іншого джерела бромід-іона), 0,3% брому в присутності сульфаминовой кислоти, pH 9,0. Кращими активаторами є піридин, альфа-, бета-, гамма-піколін, ді-2-піріділкетон, 2,2 'дипіридил, 3.5-лутідін, 2,6-лутідін, 2,3-лутідін, 2,3-лутідін і N-метілімідазол.

Система тіосульфат-мідь-аміак-повітря або розчинений кисень може застосовуватися як альтернатива ціанідів. Дивись, наприклад, JB Hiskey and VP Atluri, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 4,95-134 (1988); J. Marsden and I.House, "The Chemistry of Gold Extraction", Ellis Horwood, New York, 1992, pp. 303-304; C.Changlin, H.Jiexue and G.Qian, "Leaching Gold by Low Concentration Nhisulfate Solution", Randol Gold Forum, Vancoucer '92, March 25027, 1992, pp. 293-298, J.Tao, C.Jin and X.Shi in "Hydrometallurgy", JB Hiske and GWWarren, Eds., Society for Mining, Metallurgy and Exploration, Jnc. , Littleton, CO, 1993, pp. 119-126; і MJ Nicol, CA Fleming and RL Paul in "The Extractive Metallurgy of Gold in South Africa", Volume 2, GG Stanley, Ed., South African Institution of Mining Metallurgy, Johannesburg, 1987, 831-905, які включені тут у вигляді посилань. У тіосульфатние системі може використовуватися наступний діапазон концентрацій реагентів: тіосульфат-іон - 0,1 - 0,25 М; іон міді (II) - 0,01-0,15 М; іон амонію (у вигляді тіосульфату, гідроксиду і сульфату) - 0,5 - 4,8 М. Кращими умовами є 0,1 М тіосульфат натрію, 0,01 М сульфат міді і 0,5 М гідроксид амонію. Кращими активаторами є піридин, альфа-, бета-, гамма-піколін, ді-2-піріділкетон, 2,2 'дипіридил, 3,5-лутідін, 2,6-лутідін, 2,3-лутідін, імідазол, N- метілімідазол, тіофен, 3-тіофенкарбоновая кислота, 3-тіофенуксусная кислота, піразин, 2,4,6-тріметілтріазін і тіазол.

Інші вищелачівателі можуть використовуватися аналогічно, тобто, до системи при звичайних умовах, застосовуваних у даній витравлюють системі, додається відповідний активатор. Систему йодид-йод застосовують як вилуговування золота. Для використання підходить широкий діапазон концентрацій в широкому інтервалі pH. Однак прийнятну швидкість розчинення золота дає 0,03 М йодид натрію в присутності 0,005 М йоду при pH 5. (PHQiand, JB Hiske "Hydrometallurgy", 27, 47-66 (1991) і FW Devries and JBHiskey, "Environmental Impact of Lixiviants: An Overview That Includes Noncyanide Chemistry ", Randol Gold Forum, Vancouver'92, March 25-27, 1992, p.89-92). Псевдогалогенід тиоцианат і використовують в якості вищелачівателя золота. J. Marsden and I.House, "The Chemistry of Gold Extraction", Ellis Horwood, New York, 1992, p.303-304; і O.Barbosa and AJMonhemius in "Precious Metals'89", MC Jha and SDHill, Eds., The Minerals, Metals amd Materials Society, p. 307-339 (1988)). Реакційне середовище з цим лігандом зазвичай містить 10-15 г / л тиоцианата натрію і 1-10 г / л іона тривалентного заліза в якості окислювача в інтервалі pH 2-3. Малононітріл - інший псевдогалогенід, який використовується в якості вищелачівателя золота в присутності повітря або кисню. (HJHeinen, JAEisele and BJScheiner, "Malononitrile Extraction of Gold From Ores", Bureau of Mines Report of Investigation, 7464, 1970 і

KRSandgren and JE Murphy in "Hydrometallurgy", JB Hiskey and GW Warren, Eds., Society For Mining, Metallurgy and Exploration, Inc., Littleton, CO, 1993, p. 301-310). В реакції з цим лігандом зазвичай використовують 0,01-1,0% малононітріл в широкому інтервалі pH (7,5-12). Тіосечовина - ще одне з'єднання, яке застосовується як вищелачіватель золота з іонами тривалентного заліза або пероксидом водню в якості окислювача (J. Marsden and I.House, "The Chemistry of Gold Extraction", Ellis Horwood, New York, 1992, p.299- 302; MJNicol, CAFleming and RL Paul in "The Extractive Metallurgy of Gold in South Africa", V. 2, GGStanley, Ed., South African Institution of Mining Metallurgy, Johannesburg, 1987, p.845-846; JBHiskey and VPAtluri. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 4,95-134 (1988). В реакції з цим лігандом використовується зазвичай тіосечовина (1-5 г / л) і іон тривалентного заліза (0,5-5 г / л) при pH 1 3.

Ароматичні гетероциклічні сполуки винаходу і реагенти, використовувані в описаних витравлюють системах ліганд / окислювач, добре відомі в цій галузі і продаються. Винахід проілюстровано наступними обмежуємося його прикладами.

Приклад 1. Активація розчинення золота в розчині хлорид натрію - гіпохлорит при pH 8,5

Показано, що при цьому високому значенні pH гіпохлорит натрію сам по собі є дуже слабким окислювачем для того, щоб викликати якусь значну розчинення золота. Однак у присутності активатора цей слабкий окислювач стає дуже ефективним.

У цьому прикладі додавання сполук активаторів дозволяє використовувати гіпохлорит як окислювач в умовах, при яких в інших випадках розчинення золота незначно або зовсім відсутній. Реакції проводили в буферному розчині pH 8,5, приготованому таким чином. Борат натрію (0,955 г) і сульфаминовой кислоту (0,05 г) змішували з приблизно 40 мл води HPLC чистоти (чистої для рідинної хроматографії високої роздільної здатності). Суміш перемішували до повного розчинення. Додавали хлорид натрію (1,25 г). pH розчину доводили до 8,5 1н HCl. Стандартизований гіпохлорид натрію додавали до 0,1% за вагою розчину і pH знову доводили до 8,5. Потім розчин переносили в 50 мл мірну колбу. До розчину додавали активатор. Доводили об'єм розчину водою HPLC чистоти. Аліквоту 2 мл відбирали в момент часу 0. Що залишився розчин переливали в судину з попередньо виміряним шматочком золотої фольги (1 см x 5 см x 0,1 мм) і періодично відбирали аліквоти для аналізу змісту золота.

Зразки аналізували, перетворюючи розчинений комплекс золота в [AuBr 4]-, екстрагуючись бромід в хлороформ з оксидом тріоктілфосфіна і вимірюючи поглинання цього розчину для визначення концентрації золота (FFBeamish ahd JC Van Loon, "Recent Advances in the Analytical Chemistry Of The Noble Metals ", Pergamon Press, New York, 1972, p.322-323 і WNNolbrook and E. Rein, Analytical Chemistry, 36, 2451-2453 (1964). Швидкості розчинення золота розраховували, стоячи графік кількості розчиненого золота (мікрограм золота на кв. см. фольги) щодо часу в годинах. Кількість годин фіксувалося в точці, де концентрація золота досягала максимуму. Нижче в табл. 1 перераховані використовувані активатори і отримані результати:

На фіг. 1 представлені графічно типові вимірювання концентрації розчиненого золота в залежності від часу для декількох реакцій.

Приклад 2. Активація розчинення золота в розчині бромід натрію-бром пиридином.

У цьому прикладі активатор каталізує розчинення золота в розчині, що містить бромід натрію і окислювач, отриманий шляхом додавання брому до основного розчину; при цьому утворюється гіпобромід (RCTroy and DW Margerum, Inorganic Chemistry, 30, 3538-3543 (1991). Бромід натрію (1,00 г), борат натрію (1,910 г) і сульфаминовой кислоту (0,10 г) змішували з 90 мл води HPLC чистоти. pH розчину доводили NaOH до 9,0. Суміш перемішували в льоду 0,25 ч. Додавали 100 мкл брому. Суміш перемішували при температурі льоду 0,5 ч і потім зігрівали до кімнатної температури. pH розчину доводили NaOH до 9, 0, розчин переносили в 100 мл мірну колбу і доводили до повного об'єму. Потім розчин ділили на 2 частини: 50 мл перемішували зі зразком золотої фольги тих же розмірів, що і в прикладі 1, інші 50 мл змішували з 100 мкл піридину і перемішували з іншим зразком золотої фольги.

Через певні проміжки часу відбирали аліквоти і аналізували їх, як в прикладі 1. Результати представлені графічно на фіг. 2. Зразок з пиридином ясно показує більш високу швидкість розчинення золота, ніж зразок без піридину.

Приклад 3. Активація розчинення золота в розчині ціаніду натрію азотовмісних гетероциклом

У цьому прикладі додавання активатора дозволяє збільшити швидкості розчинення золота в системі ціанід натрію - повітря. Реакцію проводили в розчині NaCN при pH 10,5, приготованому таким чином. NaCN (0,033 г) додавали до 100 мл води і 10 мл 0,10 М калій-фосфатного буфера при pH 11. Остаточне значення pH розчину доводили до 10,5, додаючи K 2 HPO 4. Концентрацію ціаніду визначали з тим, щоб вона склала 5,98 мМ, титруванням нітратом срібла. Зразок золота (площа 0,495 кв. См) отримували вакуумним осадженням шару золота 2000 А на пластикову підкладку. Розчин ціаніду натрію (2,50 мл) додавали до зразка золота, і UV контроль встановлювали на 0 приладу проти вихідного розчину. Розчин перемішували при 25 o C і вимірювали поглинання (при 240 нм) утворився [AU (CN 2]- кожні 5 с протягом 200 с. Константу швидкості нульового порядку отримували, проводячи кращу пряму через отримані точки. Через 200 з додавали 20 мкл 0,013 М розчину N-метілімідазола, попередньо приготованого додаванням 0,10 7 г N-метілімідазола до 100 мл води. За освітою [Au (CH) 2]- спостерігали ще 400 с і константу швидкості нульового порядку визначали як описано раніше. Відносну швидкість розчинення золота в присутності активатора отримували розподілом константи швидкості нульового порядку з активатором на константу швидкості без активатора. Результати, що включають повторне випробування, представлені в табл. 2.

Приклад 4. Активація розчинення золота в розчині ціаніду натрію серосодержащим гетероциклом

У цьому прикладі додавання активатора уможливлює підвищення швидкості розчинення золота в розчині ціаніду. Реакції проводили в забуферений розчинах NaCN при pH 10,5 приготованих таким чином. NaCN (0,027 г) додавали до 100 мл води і 10,0 мл 0,10 М фосфатного буфера при pH 11. pH розчину доводили до 10,5, додаючи K 2 HPO 4. Концентрацію ціаніду визначали (вона повинна становити 4,74 мМ) титруванням нітрату срібла. Зразок золота (площа поверхні 0,495 кв.см.) готували як в прикладі 3. Розчин ціаніду натрію (2,00 мл) додавали до зразка золота і проводили UV контроль цього розчину. Розчин перемішували і тримали при 25 o C протягом реакції розчинення. Поглинання зразків при 240 нм, пов'язане з утворенням [Au (CN) 2]- в процесі реакції, вимірювали кожні 5 с протягом 100 с і отримували константу швидкості нульового порядку, проводячи кращу пряму лінію через отримані точки. 9,67 мМ розчин 3-тіофенкарбоновой кислоти готували, додаючи 0,031 г до 25 мл розчину, що містить 60 год. (За обсягом) води і 40 ч. Метанолу. Потім до зразка золота в забуференном розчині ціаніду, як описано вище, додали 64 мкл розчину 3-тіокарбоновой кислоти. За освітою [Au (CN) 2]- стежили ще 100 с і визначали константу швидкості нульового порядку як описано раніше. Відносну швидкість розчинення золота в присутності активатора отримували розподілом константи швидкості нульового порядку в присутності активатора на константу швидкості без активатора. Результати, які включають повторні випробування, представлені в табл. 3.

Приклад 5. Активація розчинення золота в розчині тіосульфату натрію пиридином.

У цьому прикладі додавання активатора каталізує розчинення золотої фольги в лужному розчині тіосульфату з іоном міді, доданим як каталізатор окислення. Розчин тіосульфату готували, розчиняючи тіосульфат натрію (1,242 г Na 2 S 2 O 3 · 5 H 2 O) і сульфат міді (0,079 г) в приблизно 40 мл води HPLC чистоти. Потім додавали гідроксид амонію (5 мл концентрованого NH 4 OH). Обсяг розчину доводили в мірній колбі до 50 мл, отримуючи 0,1 М тіосульфат натрію, 0,01 М сульфат міді і 0,5 М гідроксид амонію. У момент часу 0 визначали концентрацію золота, відбираючи 0,5 мл розчину, додаючи 1,0 мл царської горілки в 10 мл мірній колбі і доводячи об'єм до мітки. Концентрацію золота визначали атомно-адсорбційної спектроскопией в графітової печі. Що залишився розчин переносили в посудину з кришкою, що загвинчується. Додавали шматочок золотої фольги (1 см x 5 см x 0,1 мм), посудину закривали. Аліквоти (0,5 мл) відбирали кожні 15 хв для аналізу золота як описано вище. На фіг. 3 наведено концентрацію золота в цьому дослідженні. Описану вище процедуру повторювали в присутності активатора піридину. Після перенесення розчину аміачна мідь-тіосульфат в посудину з кришкою, що загвинчується додавали 1 мкл піридину, а потім шматочок фольги. Аналіз концентрації золота проводили як описано вище. Порівняння двох тимчасових кривих на фіг. 3 показує, що в прикладі з пиридином швидкість розчинення набагато вище, ніж без активатора.

Приклад 6. Активація розчинення золота з окисленої золотої руди в розчині ціаніду натрію з азотовмісних гетероциклом.

Цей досвід проводили із золотою рудою, яку роздрібнили і подрібнили до такого стану, що 80% проходило через сито 200 mesh. Руду змішували з водою до утворення суспензії 40-50% концентрації твердих частинок. Додавали ціанід натрію до отримання розчину кінцевої концентрації 0,4 г NaCN / літр. Концентрацію золота визначали атомно-адсорбційної спектроскопией. На фіг. 4 показані тимчасові криві перемішуються з рудою витравлюють розчину, описаного вище, і описаного вище розчину з 5 мг / л доданого N-метілімідазола. На фіг. 4 видно, що N-метілімідазол каталізує розчинення золота в розчинах ціаніду. Катализируемая реакція досягає максимуму ефективності вилуговування золота значно швидше, ніж некаталізіруемая реакція.

Приклад 7. Вплив азотовмісних активаторів на золоті електроди в присутності різних лігандів.

У цьому прикладі демонструється вплив активаторів піридину і N-метілімідазола на циклічну вольтамограмму золотого електрода в розчині ліганда. Всі потенціали дані щодо електрода порівняння срібло-хлорид срібла. Ліганди - хлорид, бромід, йодид, тіоціанат, тіосульфат і малононітріл. Золоті електроди для кожного розчину лиганда готували гальванічним нанесенням шару золота на склоподібний вуглецевий електрод з розчину хлориду золота в воді HPCL чистоти, спочатку проводячи окислювання електрода при 1,00 В до сили струму 0,01 мА або менш і потім наносили золото з неперемешіваемий розчину [ Au Cl 4]- в атмосфері азоту при 0,00 І 5-10 хв. Умови отримання вольтамограмми показані нижче в табл. 4. Якщо спеціально не вказано, то електролітом у всіх випадках служить 0,05 М KF. Циклічну вольтамограмму спочатку записували для кожного ліганда з розчині без активатора. Потім додавали активатор до бажаної концентрації і записували циклічну вольтамограмму в тому ж інтервалі потенціалів.

Спостерігали два типи відповіді, кожен відповідає активації реакції розчинення золота. З галогенидами і псевдогалогенідамі (хлорид, бромід, йодид, тіоціанат, малононітріл і ціанід) нова хвиля окислення (анодний пік) з'являється при більш низькому потенціалі. У деяких випадках, таких як цианат, нова хвиля перекривається з хвилею розчинення в розчині ліганда без активатора.

З тіосульфат-аніоном нова хвиля не спостерігалося, більш того, при додаванні активатора (піридину) до розчину електроліту спостерігалося значне збільшення струму при окислювальному потенціалі Au (0) / Au (1). Цей приклад точно показував, що піридин каталізує розчинення золота в розчині тіосульфату.

На закінчення, двома відповідями, показаними в цій таблиці, є поява нових хвиль з більш низьким потенціалом, катодних щодо пари Au (0) / Au (1), в розчині ліганда і / або значне збільшення струму при цьому потенціал. Тип відповіді залежить від типу ліганда, використовуваного в дослідженні. Кожен з відповідей вказує на збільшення швидкості розчинення золота і, отже, на активацію витравлюють системи.

Приклад 8. Вплив гетероциклічних ароматичних сполук на золоті електроди в розчині ціаніду

У цьому прикладі вивчали вплив різних гетероциклічних ароматичних сполук на циклічну вольтаметр золотого електрода в розчині 0,1 M KCN ​​/ 0,1 M KOH. Золотим електродом служив продаваний електрод, який перед використанням шліфували 6 мк алмазною пастою, промивали деионизованной водою і ацетоном, вимочували в 30% пероксиду водню і промивали деионизованной водою. Перед приміщенням електрода в розчин KCN цей розчин ретельно деаерірованной азотом. Циклічні вольтамограмми отримували на вольтамографе BAS CV27 (Bioanalytical Systems, Inc., 2701 Kent Avenue, West Lafayette, IN 47906), використовуючи електрод з платинового дроту та Ag / AgCl електрод порівняння. Золотий електрод відчували, подаючи напругу (-800 мВ щодо Ag / AgCl електрода) протягом 2 хв, перемішуючи розчин магнітною мішалкою. Потім отримували вольтамограмму для неперемешіваемий розчину захищеного азотом. Випробування електрода повторювали. У цей момент додавали ароматичне гетероциклическое з'єднання. Розчин перемішували зазвичай 2 хв. без накладення напруги, для слабших активаторів був потрібний більш тривалий період інкубації. Потім записували циклічну вольтамограмму розчину.

У табл. 5 представлені хвилі KCN / KOH розчинів з різними органічними сполуками. Для активаторів характерна хвиля в ділянці від -180 до -350 мВ (пік 2), який відсутній в KCN / KOH розчині без активатора. У деяких випадках додаткова хвиля спостерігається при більш низьких потенціалах (са. -600 МВ). Користувачі KCN / KOH розчини показують хвилю в ділянці +200 мВ.

Приклад 9. Вплив серосодержащего гетероциклического активатора на золотий електрод в розчині тіосечовини.

У цьому прикладі показується вплив активатора 3-тіофенкарбоновой кислоти на циклічну вольтамограмму золотого електрода в кислому розчині тіосечовини. Використовували електрохімічне обладнання, описане в прикладі 8. Для приготування розчинів і миття хімічного посуду і електродів використовували води з Barnstead Nanopure System (Barnstead Thermolyne Corporation, 2555 Kerper Boulevard, Dubuque, IA 52001, USA). В якості робочого електрода використовували золотий вольтамометріческій електрод, срібний електрод і електрод з платинового дроту. Їх використовували в якості електродів порівняння і рахункового електрода; всі зазначені потенціали дані щодо срібного електрода. Всі електроди отримували від (Bioanalytical Systems, Inc., 2701 Kent Avenue, West Lafayette, IN 47907, USA).

Розчин 0,10 М сульфату натрію готували, розчиняючи 0,710 г безводного сульфату натрію в приблизно 40 мл води в хімічному стакані на 50 мл. pH розчину доводили концентрованої сірчаної кислотою до 2,5. Розчин переносили в мірну колбу на 50 мл і доводили об'єм до мітки. Цей розчин використовували як підтримуючий електроліт при отриманні циклічної вольтамограмми. Циклічну вольтамограмму отримували в інтервалі потенціалу від + 0,400В до - 0,400 В; швидкість розгортки в цьому прикладі становила 50 мВ / с. Початковий потенціал становив - 0,20 В; накладений потенціал розгортали в напрямку анода до 0,40 В; в цій точці розгортку повертали в зворотному напрямку до -0,400 В. Ніяких хвиль не спостерігалося.

До 10 мл підтримуючого розчину електроліту в електрохімічної осередку додавали 0,076 г тіосечовини до отримання 0,10 М розчину. Циклічну вольтамограмму отримували в описаному вище інтервалі. Окислительную хвилю спостерігали приблизно при +0,335 В; при зворотному напрямку розгортки хвилю відновлення спостерігали при 0,00 В. Ці хвилі відповідають окислення золота з утворенням комплексу золото-тіосечовина і відновленню комплексу золото-тіосечовина з утворенням металевого золота відповідно.

0,2 М розчин 3-тіофенкарбоновой кислоти готували, розчиняючи 0,380 г в 25 мл абсолютного етанолу.

До розчину тіосечовини в електрохімічної осередку додавали 2 мкл описаного вище розчину 3-тіофенкарбоновой кислоти в етанолі. Розчин перемішували приблизно 30 хв. Циклічну вольтамограмму отримували як описано вище. Струм, як для хвилі окислення, так і для хвилі відновлення, зростав, вказуючи на посилене розчинення золота і відновлення комплексу золото-тіосечовина відповідно. Додаткові аліквоти розчину 3-тіофенкарбоновой кислоти в етанолі додавали до отримання загального обсягу добавок 4, 6 і 8 МЛК; концентрації розчину, таким чином, перебували в інтервалі 0,04 - 0,16 мМ. Після кожного додавання розчин перемішували 15-30 хв. Циклічну вольтамограмму потім отримували в зазначеному вище інтервалі потенціалу. Струм хвиль окислення і відновлення зростав зі збільшенням концентрації активатора з 0,04 до 0,16 мМ, вказуючи на посилення розчинення золота в розчині активатора.

Приклад 10. Порівняльні приклади неактивних азот і сірку гетероциклічних ароматичних сполук

У цьому прикладі показані деякі азот і сірковмісні гетероциклічні ароматичні сполуки, які не активується реакції розчинення золота при застосуванні описаних вище методів. У табл. 6 перераховані неактивні сполуки, а й методи, використані для перевірки активності, і отримані результати. Циклічну вольтаметр прикладу 7 використовували для демонстрації появи нової окислювальному хвилі, катодіческі зміщеною від хвилі, що спостерігається в розчині одного ліганду. Як лиганда використовували KCl (всі розчини готували як описано вище). Ніякої нової хвилі не спостерігали, що вказувало на неактивність з'єднання. У прикладі 8 використовували розчин 0,1 М KCN / 0,1 M KOH для демонстрації активації розчинення золота в розчині ціаніду. Активні сполуки дають нову хвилю (Пік 2), катодіческі зміщену від піку, що спостерігається в розчині ліганда. Відсутність нової хвилі показує на відсутність активації реакції розчинення золота.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб розчинення золота в витравлюють системі ліганд / окислювач, що включає додавання в систему каталітичного кількості реагенту, який відрізняється тим, що в якості реагенту використовують ароматичне гетероциклическое з'єднання, що містить в кільці азот і / або сірку за умови, що з гетероатомом сірки і / або азоту і гетероциклическое кільце доступні для освіти координаційного зв'язку з поверхнею нерозчиненого металевого золота.

2. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою ціанід-іон з повітрям або розчиненим киснем.

3. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою хлорид-іон з гіпохлоритом натрію при рН 8 - 9, за вибором в присутності стабілізатора.

4. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою бромід-іон з бромом, за вибором в присутності стабілізатора.

5. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою йодид-іон з йодом.

6. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою тіоціаніт з іонами тривалентного заліза.

7. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою тіомочевину з іонами тривалентного заліза.

8. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою тіосульфат-аніон з міддю, аміаком і повітрям або розчиненим киснем.

9. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою малононітріл з повітрям або розчиненим киснем.

10. Спосіб за п.1, де витравлюють система ліганд / окислювач являє собою ціанід, хлорид, бромід, йодид, тіоціанат, тіосульфат, малононітріл або тіомочевину в присутності зарядженого золотого електрода.

11. Спосіб за п.1, де каталітичним з'єднанням є ароматичний гетероцикл з атомом азоту та / або сірки в ароматичному кільці, яке при тестуванні в розчині 0,1 М КСN / 0,1 М КОН, що містить золотий електрод, показує вольтаметріческую хвилю в інтервалі від -180 до -350 мВ.

12. Спосіб за п.1, де каталітичне з'єднання вибирається з групи, що складається з 2- (амінометил) піридину, 2-амінопіридину, 3-амінопіридину, 4-амінопіридину, 2,2-ДИПІРИДИЛУ, 4,4-ДИПІРИДИЛУ, 2, 2-діпіріділаміна, ді-2-піріділкетона, 4-бутілпірідіна, 2-хлорпіридин, 4-фенілпірідіна, 2-піколіну, 3-піколіну, 4-піколіну, 2-пропілпірідіна, 2,2 'піридилу, піридину, 3-амінопіразола , 3,5-діметілпіразола, 4-метилпіразолу, 2,4,6-коллідіна, 4-діметіламінопірідіна, 2-етілпірідіна, 2-фторпірідіна, 2- (2-гідроксіетил) піридину, 3-гідроксіпірідіна, 2,3-лутідіна, 2,4-лутідіна, 2,6-лутідіна, 3,5-лутідіна, 2-метоксіпірідіна, нікотинаміду, нікотинової кислоти, 2-фенілпірідіна, 3-фенілпірідіна, N-фенілімідазола, 2-ацетілтіофена, 3-бромотіофена, 2,5 -діметілтіофена, 2-метилтіофену, 3-метилтіофену, тиофена, 3-тіофенуксусной кислоти, 2-тіофенкарбоновой кислоти, 3-тіофенкарбоновой кислоти, 2-тіофенметанола, 2-амінотіазола, 3-аміно-5,6-диметил-1,2, 4-триазина, 3-метилпіразолу, 1-фенілпіразол, піразолу, 1- (3-амінопропіл) імідазолу, 2,2 'біс (4,5-діметілімідазола), 4,5-діціаноімідазола, 1,2-діметілімідазола, 2 -етілімідазола, гістаміну, етилового ефіру гистидина, імідазолу, N-метілтімідазола, 2-метілімідазола, 4-метілімідазола, бензотіазол, бензотриазол, ізохіноліну, 1,10-фенантроліна, хіноліну, 2-амінобензімідазола, 2-аміноімідазола, амінопіразіна, 2-амінопіримідин , 2-аміно-4,6-діметілпірімідіна, 2,6-діамінопірідіна, L-гістидину, 2-аміно-1,3,4-тріадіазола, 2,4,5-тріметілоксазола, тріметілпіразіна, бензимидазола, DL-гістидину, піразину , тетраметілпіразіна, тріметілпіразіна.

13. Спосіб за п.1, де каталітичне з'єднання вибирається з групи, що складається з імідазолу, N-метілімідазола, бензимидазола, піридину, піколіну (2-, 3- і 4) лутідінов (2,3; 2,4; 2,6; 3,5) коллідіна, хіноліну, ізохіноліну, тиофена, 3-тіофенкарбоновой кислоти, 3-тіофенуксусной кислоти, амінопіридину, 3-гідроксіпірідіна, діметіламінопірідіна, тиазола, метілтіазола, діметілтіазола, піразину, 3-аміно-5, 6-диметил-1,2,4-триазина, піразолу, 3,5-діметілпіразола, нікотинової кислоти, діціаноімідазола, 2,4,5-тріметілоксазола, 2-аміно-1,3,4-тіадіазол, L-гістидину і 2 -амінопірімідіна.

14. Спосіб за п.2, де рН системи близько 9 і вище, концентрація ціаніду близько 10 міль або нижче і каталітичне з'єднання вибирається з групи, що складається з імідазолу, N-метілімідазола, 1,2-діметілімідазола, піридину, альфа-, бета -, гамма-піколіну, 2-, 3-, 4-амінопіридину, 4-діметіламінопірідіна, тиофена, 3-тіофенкарбоновой кислоти, 3-тіофенуксусной кислоти, піразину, 2,4,6-тріметілтріазіна, тиазола, L-гістидину і 2 амінопіримідин.

15. Спосіб за п.3, де рН системи близько 8 - 9 і каталітичне з'єднання вибирається з групи, що складається з піридину, альфа-, бета-, гамма-піколіну, ді-2-піріділкетона, 2,2-ДИПІРИДИЛУ, 3, 5-лутідіна, 2,6-лутідіна, 2,3-лутідіна, N-метілімідазола, L-гістидину і 2-амінопіримідин.

16. Спосіб за п. 4, де рН системи близько 9 або вище і каталітичне з'єднання вибирається з групи, що складається з піридину, альфа-, бета-, гамма-піколіну, ді-2-піріділкетона, 2,2 'ДИПІРИДИЛУ, 3 , 5-лутідіна, 2,6-лутідіна, 2,3-лутідіна і N-метілімідазола.

17. Спосіб за п.6, де рН системи приблизно 2 - 3.

18. Спосіб за п.1, де каталітичним з'єднанням є 3-тіофенкарбоновая кислота.

19. Спосіб за п.8, де тіосульфат присутній в інтервалі 0,1 - 0,25 моль, іон міді (II) присутній в інтервалі 0,01 - 0,15 моль, іон амонію (як тіосульфат, гідроксид або сульфат) присутній в інтервалі 0,5 - 4,8 моль і каталітичне з'єднання вибирається з групи, що складається з піридину, альфа-, бета, гамма-піколіну, ді-2-піріділкетона, 2,2 'ДИПІРИДИЛУ, 3,5-лутідіна, 2 , 6-лутідіна, 2,3-лутідіна, імідазолу, N-метілімідазола, тиофена, 3-тіофенкарбоновой кислота, 3-тіофенуксусной кислоти, піразин-2,4,6-тріметілтріазіна, тиазола, L-гістидину і 2-амінопіримідин.

20. Спосіб за п.9, де рН системи приблизно 10 - 12.

Версія для друку
Дата публікації 14.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів