Electrochemical studies of gold dissolution in cupric and ferric chloride solutions

Syanidiliuotus on nykyisin hallitseva menetelmä kullan valmistusprosessissa, mutta etenkin ympäristösyiden takia vaihtoehtoisia prosesseja on tutkittu syanidiliuotuksen korvaajaksi. Kloridiliuotusta pidetään yhtenä lupaavimmista syanidivapaista prosesseista, ja sen etuina ovat korkeat liuotusnopeudet, korkea metallien liukoisuus ja kyky liuottaa vaikeasti liukenevia mineraaleja ilman esikäsittelyä. Kaikkia ilmiöitä kullan liukenemisesta kupari- ja rautakloridiliuoksissa ei vielä tiedetä, eikä teollisuudessa ole käytössä yhtään kaupallistettua kullan kloridiliuotusprosessia. Väitöskirjan kolme tavoitetta olivat: i) kullan sähkökemiallisen liukenemisen selvittäminen kupari- ja rautakloridiliuoksissa, ii) redox-potentiaalin, korroosiopotentiaalin ja kullan liukenemisnopeuden välisen suhteen määritys, jotta voitaisiin mallintaa ja ennustaa kullan liukenemista kupari- ja rautakloridiliuoksissa sekä iii) sähkökemiallisten kokeiden liuotusnopeuksien todentaminen teollisella raaka-aineella kuparikloridiliuoksissa. Käytettyihin sähkökemiallisiin tutkimusmenetelmiin kuuluivat polarisaatiovastuksen mittaus, polarisaatiokäyrät ja niiden tulkinta Tafelin menetelmällä sekä syklisellä voltametrialla. Lisäksi kullan liukenemisnopeutta mitattiin kvartsikidemikrovaa'alla. Tulosten perusteella kulta liukenee AuCl2−-komplekseina sekä kuparikloridiliuoksissa (T = 28–95 °C, [Cu2+] = 0.02–1.0 M, [Cl–] = 1.0–5.0 M, pH = 0.0–2.0 ja ω = 100–2500 RPM) että rautakloridiliuoksissa (T = 25–95 °C, [Fe3+] = 0.02–1.0 M, [Cl–] = 2.0–5.0 M, pH = 0.0–1.0 ja ω = 100–2500 RPM). Tutkimuksen perusteella AuCl2−-ionit eivät hapetu suoraan AuCl4−-ioneiksi, mutta niitä voi muodostua disproportionaatioreaktion kautta. Kullan liukenemisnopeus kasvoi, kun lämpötilaa, hapetin- ja kloridipitoisuutta tai aineensiirron nopeutta kasvatettiin, mutta pH:lla ei ollut vaikutusta. Rautakloridiliuotuksessa saatiin aikaan korkeammat arvot redox-potentiaalille, korroosio-potentiaalille ja liuotusnopeudelle kuin kuparikloridiliuotuksessa. Redox-potentiaalia pystyttiin käyttämään ennustamaan kullan liukenemisnopeutta, koska niiden välillä havaittiin lineaarinen riippuvuus. Lisäksi redox-potentiaali pystyttiin mallintamaan ja kuvaamaan prosessiparametrien avulla. Korroosiopotentiaalia ei pystytty käyttämään kullan liukenemisnopeutta ennustamisessa heikon korrelaation vuoksi. Panosliuotuskokeissa rikastusjätteellä todennettiin sähkökemiallisten kokeiden tulokset kuparikloridiliuotuksessa. Samankaltaiset prosessiparametrien vaikutukset olivat havaittavissa myös panosliuotuskokeissa, mutta vaikutukset olivat heikompia kuin sähkökemiallisissa kokeissa synteettisissä liuoksissa.