CC BY
114
Рис. 3. График фильтрованного напряжения и его градиент при д1 = 0,3; д2 = 0,2
ся малоинформативной, т.к. возникает большая инерционность в регулировании, что приводит к перенасыщению электролита глиноземом или возникновению анодных эффектов.
Хорошая фильтрация и малая инерционность фильтра достигается при использовании коэффициентов д1 = 0,3, д2 = 0,2. Коэффициенты были успешно испытаны на электролизерах с уровнем шумов 40 -80мВ.
Необходимо помнить, что при изменении коэффициентов фильтра Холта - Винтера требуется пересматривать все пороговые значения, используемые в алгоритме «Управление концентрацией глинозема в криолит-глиноземном расплаве». Это вытекает из анализа графиков, представленных на рис. 1-3. Так,
градиент фильтрованного напряжения при низких коэффициентах фильтра изменяется в интервале от -700мкВ/мин до 100мкВ/мин (рис. 2), а при д1 = д2 = 0,7 уже от -5000мкВ/мин до 3000мкВ/мин (рис. 1). Кроме коэффициентов фильтрации, на работу АПГ большое влияние оказывает такой параметр, как временной интервал, за который оценивается динамика напряжения электролизера. Так, при чрезмерно завышенном интервале, наряду с повышением достоверности фильтрации, алгоритм управления может запаздывать с переключением режимов АПГ. Что приведет к увеличению частоты анодных эффектов. Поэтому рекомендуется подстраивать время анализа фильтрованного напряжения и его градиента под конкретную технологию электролиза.
Библиографический список
1. Kai Grotheim, Barry J. Welch. Aluminium Smelter Technology // Dusseldorf. - 1987.
2. Reverdy M. Computer control of cells. paper at the 16th International Course on the Process Metallurgy of Aluminium // Trondheim. - 1997.
3. Льюис К.Д. Методы прогнозирования экономических показателей // http://lib.mexmat.ru/books/11138.
4. Kai Grotheim, Halvor Kvande Editors. Understanding the Hall-Heroult Process for Production of Aluminium // Dusseldorf. -1986.
УДК 543.554.6
ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗОЛОТА В ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРАХ В.В.Ёлшин1, А.А.Колодин2, А.Е.Овсюков3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Обобщены методы измерения концентрации золота. Приведен теоретический материал по ионометрии, выбрана технология изготовления ионселективной мембраны. Описана разработка устройства автоматического контроля за содержанием золота в технологических растворах на базе ионоселективного электрода. Приведены данные лабораторных и промышленных испытаний разработанного устройства. Дана информация о негативном влиянии существенных колебаний концентрации цианида и органических соединений в технологических растворах. Ил. 4. Табл. 10. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: десорбция; электроаналитический; активированные угли; измельчение; цианид.
1Ёлшин Виктор Владимирович, доктор технических наук, профессор, тел.: (3952) 405180, e-mail: dean_zvf@istu.edu
Yolshin Viktor Vladimirovich, Doctor of technical sciences, professor, tel.: (3952) 405180, e-mail: dean_zvf@istu.edu
2Колодин Алексей Александрович, аспирант, тел.: (3952) 405519, e-mail: kolodin@istu.edu
Kolodin Alexey Alexandrovich, postgraduate student, tel.: (3952) 405519, e-mail: kolodin@istu.edu
3Овсюков Александр Евгеньевич, аспирант, тел.: (3952) 405519, e-mail: ovsukov@istu.edu
Ovsyukov Alexander Evgenievich, postgraduate student, tel.: (3952) 405519, e-mail: ovsukov@istu.edu
MEASUREMENT OF GOLD CONCENTRATION IN CYANIC SOLUTIONS V.V. Yolshin, A.A. Kolodin, A.E. Ovsyukov
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors summarize the methods for gold concentration measuring. They give some theoretical data on ionometry, select a technology to produce ion-selective membrane. They describe the development of a device for an automatic control over the gold content in technological solutions on the base of ion-selective electrode. They present the data of laboratory and industrial tests of the developed device. They also give information on the negative impact of significant fluctuations of concentration of cyanide and organic compounds in the technological solutions. 4 figures. 10 tables. 4 sources.
Key words: desorption; electro-analitical; activated charcoal; grinding; cyanide.
Актуальность проблемы высокоточного контроля содержания металлов на всех стадиях производственного цикла от добычи руды до получения готовой продукции, а также обеспечения экологической безопасности окружающей среды повлекла за собой необходимость разработки методов и инструментов аналитического контроля, обладающих высокой чувствительностью, точностью и производительностью. Контроль технологических растворов на содержание благородных металлов позволяет определить полноту их перехода из руды или концентрата в жидкую фазу пульпы, а также из раствора пульпы на сорбент и, в конечном счете, их извлечение в товарную продукцию.
Раньше цианистые растворы на содержание золота анализировали в лаборатории пробирным методом (свинцовая губка), продолжительность которых составляла от 6 до 24 часов. По этой причине регулировать процесс цианирования было весьма затруднительно, так как за то время, пока анализировалась проба, раствор успевал перемещаться по схеме в другую операцию или вообще сбрасывался в хвосты, вследствие чего воздействие на процесс опаздывало.
В настоящее время для анализа технологических растворов применяют более совершенные спектральные методы и автоматические вольтамперометриче-ские анализаторы с использованием высокочувствительных и точных приборов.
Атомно-абсорбционные анализаторы, обеспечивающие оперативный контроль технологического процесса, устанавливают в экспресс-лаборатории, под которую отводится помещение площадью не менее 20 м2 [1]. В помещение экспресс-лаборатории подводятся холодная и горячая вода, вентиляция, трубопроводы газа пропана и сжатого воздуха, производственная канализация для сброса отработанных проб растворов.
Практика показывает, что пробоотбор и пробопод-готовка являются наиболее трудоемкими и наименее совершенными и точными операциями анализа. На них приходится более 90% суммарной погрешности измерений и 90% общего времени анализа[2]. Также стоит отметить отсутствие непрерывного контроля содержания металла, что делает практически невозможным построение эффективной автоматизированной системы управления технологическим процессом. Немаловажным остается вопрос о стоимости таких устройств, которая может достигать нескольких миллионов рублей за один прибор.
Из всех электроаналитических методов только ио-
нометрия с мембранными ионоселективными электродами является принципиально новой разработкой последних лет. Данный метод измерения обладает достаточно высокой экспрессностью, компактностью оборудования и возможностью встраивания в технологический процесс для построения систем автоматического управления.
ИСЭ (ионоселективные электроды) в основе своей конструкции имеют ионочувствительную мембрану, проницаемую для конкретного типа ионов. Для создания подобных мембранных электродов используют широкий спектр таких электродноактивных веществ, как моно- и поликристаллы, жидкие и твердые иониты, природные и синтетические циклические и ациклические органические соединения, селективно связывающие те или иные ионы. Привлекательной особенностью ионометрии являются относительная простота и дешевизна необходимой аппаратуры, а также высокая экспрессность анализа, что, несомненно, способствует распространению метода[3].
Согласно теме исследований, золото в цианистых растворах находится в виде устойчивого цианистого комплекса - аниона [Ли(О1М)2~], который необходимо контролировать, при этом применение ИСЭ в качестве химического сенсора выглядит наиболее привлекательным. К сожалению, такие ионоселективные электроды серийно не выпускаются.
Основные преимущества применения ИСЭ:
• малые габариты;
• простота эксплуатации;
• обратимость процессов;
• возможность непрерывного измерения и автоматизированного использования;
• низкая стоимость.
За основу были взяты ИСЭ на жидких мембранах. Для улучшения эксплуатационных свойств жидких мембран в последнее двадцатилетие были разработаны ИСЭ с пластифицированной мембраной. В подобных электродах пленочного типа активный компонент (АК), то есть соединение, отвечающее за взаимодействие с определяемым ионом, внедрен в полимерную матрицу, например в поливинилхлоридную.
Такие мембраны близки к жидким: полученные в результате введения жидкого АК в инертную, например поливинилхлоридную, матрицу, эластичность и механическую прочность которой придает присутствие пластификаторов - эфиров фталевой, фосфорной, себациновой и других кислот. Если используется пла-
стифицированная мембрана, то можно отказаться от внутреннего жидкостного электрода сравнения. В этом случае платиновая, серебряная или медная проволока покрывается пленкой поливинилхлорида (ПВХ), содержащей АК-мембраны и пластификатор. Жидкую активную фазу можно зафиксировать и на графитовой поверхности. Полученные таким образом ИСЭ, в конструкции которых отсутствует жидкостная система электрода сравнения, называются твердоконтактны-ми. Важную роль в формировании потенциала таких электродов играет материал токоотвода. Достоинством подобных датчиков является миниатюрность и, следовательно, возможность анализа малых объемов жидкостей (около 0,1 мл).[3,4]
Наиболее удобной и популярной является следующая конструкция жидкой мембраны: раствор ионо-обменника заключен в полимерную пленку (чаще всего, поливинилхлоридную) и выполняет функции пластификатора. Это облегчает герметизацию мембраны, позволяет минимизировать расход активного вещества и упростить замену мембраны по истечении срока годности.
Чувствительным_элементом электрода, обратимого к ионам [Au(CN)2~], является мембрана, представляющая собой раствор, либо кристаллический осадок децианаурата четвертичных солей ониевых оснований: аммониевых, арсониевых, фосфониевых. Соединения этого класса с высокой степенью селективности экстрагируют однозарядный цианистый комплексный анион с золота с высоким коэффициентом распределения в широком диапазоне Ph, что обеспечивает избирательность при определении [Au(CN)2~] с помощью ИСЭ на фоне других металлов.
Данный цианистый комплексный анион является активным компонентом для изготовления пластифицированной мембраны. Пленочная пластифицированная мембрана с повышенными механическими характеристиками имеет состав: поливинилхлорид , дибу-тифталат (или диоктилфталат) , аммонийдицианаурат Au(CN)2_ .
Мембрану готовили экстракционным методом по принципу субстехеометрической экстракции. Всего было изготовлено три типа мембран на основе следующих солей:
• Триэтиламмоний бромид (C2H5)3NHBr.
• Тетраоктиламмоний бромид (C8Hi7)4NBr.
• Тетраэтиламмоний бромид C8H20NBr.
Изготовление электродов. Ионоселетивные
электроды изготавливались в двух видах конструктивного исполнения: кольцевом (рис. 1), стержневом (рис. 2).
Процесс нанесения мембраны идентичен для обеих конструкций. Измерительный электрод, представляющий собой серебряную проволоку, предварительно зачищался и обезжиривался. Путем электролиза на него наносили AgCl из 2,5 M раствора KCl. Далее электрод окунали в мембрану и просушивали в течение 30 минут. Затем повторяли нанесение и опять просушивали в течение 30 минут. После нанесения
третьего слоя мембрану оставляли высушиваться на сутки. Было изготовлено 8 электродов (табл. 1).
Рис. 1. Конструкция ИСЭ с пленочной мембраной кольцевого исполнения: 1 - корпус; 2 - токоотвод; 3 - пленочная мембрана
- 3
г
Рис. 2. Конструкция ИСЭ с пленочной мембраной стержневого исполнения: 1 - корпус; 2 - токоотвод; 3 - пленочная мембрана
Таблица 1 Конструкции и типы мембран
Номер датчика Конструкция Соль, на основе которой выполнена мембрана
1 Кольцевая Тетраоктиламмоний бромид
2 Кольцевая Тетраэтиламмоний бромид
3 Кольцевая Триэтиламмоний бромид
4 Стержневая Тетраоктиламмоний бромид
5 Стержневая Тетраэтиламмоний бромид
6 Стержневая Триэтиламмоний бромид
7 Кольцевая Тетраоктиламмоний бромид
8 Стержневая Триэтиламмоний бромид
Лабораторные испытания ионоселективных электродов. Для определения метрологических характеристик сенсоров была подготовлена программа лабораторных испытаний, включающая в себя:
- испытания на известных растворах в стационарном состоянии;
- испытания на известных растворах с перемешиванием;
1
- испытания на известных растворах с переменной температурой.
Перед проведением испытаний каждый электрод кондиционировался в растворе с высокой концентрацией золота. Использовались растворы с промышленных установок десорбции золота из активных углей (табл. 2).
Таблица 2
Промышленные образцы цианистых раство-
ров
Номер пробы Содержание
Наименование Ли, мг/л ОЫ, % Ад, мг/л
1 Растворы на электролиз 268 0,01 -
2 Раствор после десорбции (богатый) 200 0,01 121
3 Раствор после десорбции(бедный) 6,8 0,01 0,63
С помощью этих растворов были получены растворы с промежуточной концентрацией золота: 26,12 мг/л, 45,44 мг/л, 64,76 мг/л, 80,08 мг/л, 103,4 мг/л с одинаковой концентрацией цианида 0,01%.
Для воспроизведения гидродинамического режи-
ма, который будет иметь место в измерительной ячейке, использовали магнитную мешалку. В качестве хлорсеребряного электрода сравнения использовался ЭСр-10103, ЭСр-10104. Для измерения потенциала применялся высокоомный преобразователь - иономер РХ-150.
В ходе экспериментов снимались зависимости потенциала от концентрации золота (мВ/С(Ли)) у всех датчиков. В качестве известных точек брались растворы с концентрацией 6,8 и 200 мг/л. Выполнялись измерения при прямом ходе, через 20 минут выполнялись снятия показаний в обратном направлении (табл. 3 и 4).
При использовании крайних точек в качестве калибровочных выполнялся расчет концентрации золота (табл. 5 и 6).
Выводы по мембране на основе соли триэтилам-моний бромид: полученные результаты обладают высокой погрешностью (в среднем 42,5 %) и не могут быть использованы в качестве измерительных электродов. Смещение в области низких концентраций за 2 часа 30 минут составило 25 мВ, в области высоких -1мВ. Крутизна характеристики на один порядок концентрации составила около 130 мВ, что обеспечивает высокую дискретизацию мВ/мг/л.
Таблица 3
Зависимость потенциала от концентрации золота ИСЭ на основании соли триэтиламмоний __бромид_
Номер опыта Концентрация золота в растворе, мг/л
6,8 26,12 45,44 64,76 80,08 103,4 200
Потенциал, мВ
1-прямой ход -143 -233 -257 -276 -289 -297 -318
2-обратный ход -152 -252 -271 -284 -292 -298 -318
3-прямой ход -152 -243 -264 -279 -290 -297 -319
4-обратный ход -173 -253 -271 -284 -294 -298 -319
5-прямой ход -173 -249 -268 -282 -291 -297 -319
6-обратный ход -168 -252 -271 -284 -293 -298 -319
Номер опыта Концентрация золота в растворе, мг/л
6,8 26,12 45,44 64,76 80,08 103,4 200
Потенциал, мВ
1-прямой ход -105 -132 -144 -162 -165 -170 -185
2-обратный ход -106 -133 -146 -161 -167 -168 -183
3-прямой ход -107 -133 -147 -163 -168 -167 -182
4-обратный ход -108 -136 -148 -162 -164 -169 -181
5-прямой ход -108 -134 -149 -162 -165 -167 -180
6-обратный ход -111 -137 -151 -161 -163 -166 -180
Таблица 4
Зависимость потенциала от концентрации золота ИСЭ на основании соли тетраоктиламмоний
бромид
Таблица 6
Расчетная концентрация золота и погрешность ИСЭ на основании соли тетраоктиламмоний
бромид
Таблица 5
Расчетная концентрация золота и погрешность ИСЭ на основании соли триэтиламмоний бромид
Номер опыта 6,8 26,12 45,44 64,76 80,08 103,4 200
Расчетная концентрация, мг/л
1-прямой ход 6,80 38,70 61,54 88,84 114,20 133,29 200,00
2-обратный ход 6,80 52,14 76,78 100,06 117,77 133,08 200,00
3-прямой ход 6,80 42,93 65,67 88,98 111,18 128,11 200,00
4-обратный ход 6,80 43,37 65,80 88,92 112,09 122,97 200,00
5-прямой ход 6,80 39,53 61,38 84,89 104,57 120,16 200,00
6-обратный ход 6,80 44,61 68,27 91,34 111,73 124,97 200,00
Среднее 6,80 43,54 66,57 90,5 111,92 127,09 200,00
Погрешность, % 0 65 44 40 40 23 0
Номер опыта 6,8 26,12 45,44 64,76 80,08 103,4 200
Расчетная концентрация, мг/л
1-прямой ход 6,80 21,29 35,35 75,65 85,88 106,09 200,00
2-обратный ход 6,80 22,26 39,39 76,11 99,06 103,50 200,00
3-прямой ход 6,80 21,96 41,28 84,92 106,39 101,70 200,00
4-обратный ход 6,80 24,88 43,37 82,95 91,00 114,72 200,00
5-прямой ход 6,80 23,06 46,64 85,88 98,88 108,61 200,00
6-обратный ход 6,80 24,31 48,29 78,82 86,94 100,71 200,00
Среднее 6,80 22,96 42,39 80,72 94,69 105,89 200,00
Погрешность, % 0 12,11 6,723 -24,65 -18,25 -2,41 0
Выводы по мембране на основе соли тетраоктиламмоний бромид: полученные результаты обладают достаточно низкой погрешностью в (среднем 12.5 %) и могут быть использованы в качестве измерительных электродов. Смещение в области низких концентраций за 2 часа 30 минут составило 6 мВ, в области высоких - 5 мВ, что требует периодической калибровки по растворам с известной концентрацией раз в два часа без потери точности измерений, что достаточно для проведения одного цикла десорбции. Крутизна характеристики на один порядок концентрации составила около 57 мВ.
При исследовании влияния температуры применяли магнитную мешалку с подогревом. Было установлено, что влияние температуры до 55°С не является существенным. А так как использовать устройство предполагается при температуре растворов до 40 -50°С, то этим влиянием можно пренебречь.
Анализируя результаты, полученные в лабораторных условиях на растворах золота с одинаковым содержанием цианида, можно сделать выводы, что датчики, сделанные на основе приготовленных мембран, работоспособны и имеют прирост при изменении концентрации в 10 раз в среднем 67 мВ. Стабильность потенциала 4 мВ/час, что требует периодиче-
ской калибровки по стандартным растворам раз в 2 часа. Погрешность измерений датчиком составляла 10-15 % по сравнению с данными лабораторных анализов на устройстве «Спектр».
Разработка и изготовление устройства для автоматического контроля концентрации золота. Согласно цели исследований, прибор для автоматического контроля концентрации золота в цианистых растворах должен обладать следующими характеристиками и свойствами:
- непрерывное измерение содержания золота в потоке;
- малые габариты;
- цифровая индикация текущего значения измеренного параметра;
- ручная и автоматическая калибровка прибора;
- звуковая и световая сигнализация при появлении неисправности;
- передача значений аналоговым сигналом и/или по интерфейсу РБ - 232 или РБ - 485;
- вывод информации на дисплей ПК, с возможностью удаленного управления и калибровкой прибора, программное обеспечение.
Разработанное устройство представляет собой электротехнический шкаф размерами 800мм х 500мм
х 200мм с помещенным в него необходимым оборудованием (рис. 3 и 5), включающим в себя:
- блок клапанов;
- насос;
- емкости для калибровочных растворов;
- измерительную ячейку с электродами сравнения и измерения;
- высокоомный измеритель с выходным сигналом 4-20 мА;
- клеммы для внешних соединений;
- кнопки управления и переключатели работы.
Рис. 3. Внешний вид устройства для
автоматического контроля концентрации золота
Состав измерительного комплекса:
Две емкости объемом 2 л под растворы с заранее известной концентрацией золота для калибровки установки. Одна емкость - для бедного раствора, вторая - для богатого, концентрация которого на порядок выше.
Блок клапанов предназначен для переключения потоков калибровочных и измерительных потоков, а также для быстрого опорожнения измерительной ячейки.
Для подачи калибровочных растворов в измерительную ячейку используется перистальтический насос.
Измерительная ячейка проточного типа с постоянным объемом в измерительной части, закрытая крышкой с отверстиями для крепления электродов, представляет собой цилиндрический стакан, выполненный из органического стекла, разделенный пополам перегородкой для наилучшего перемешивания. Объем ячейки составляет 50 мл. Имеет патрубок для ввода раствора для измерения, сливной патрубок, который определяет количество раствора в ячейке, а также клапан сброса растворов для быстрого опорожнения при калибровке. Перемешивание в ячейке осуществляется с помощью магнита и магнитной мешал-
ки, установленной под ячейкой.
Высокоомный преобразователь Metier Toledo М300 предназначен для измерения потенциала электродов. Обладает функциями фильтрации и усреднения показаний. Оборудован выходными сигналами 4 -20 мА и цифровым интерфейсом RS-232, что позволяет использовать его в системах автоматизированного управления.
Общий вид измерительного комплекса представлен на рис. 4.
Рис. 4. Общий вид измерительного комплекса
Промышленные испытания. Промышленные испытания проводились на золотоизвлекательной фабрике ОАО «Южуралзолото группа компаний» (г. Пласт Челябинской области) на установке десорбции золота из активных углей в период с 26 июля по 31 июля 2010 г. Концентрация золота в растворах является важнейшим параметром процесса. От количества растворенного вещества зависит отбор потоков на дальнейшие стадии, а именно электролиз и плавку. Чтобы процесс шел в наиболее оптимальном режиме, необходимо отбирать только очень богатые фракции, но из-за отсутствия оперативного контроля за содержанием такой режим невозможен. Таким образом, стоит острая необходимость в экспрессных средствах измерения концентрации золота в потоке. Поэтому разрабатываемый прибор позволит качественно улучшить показатели процесса, и именно на данной стадии процесса его применение будет наиболее эффективно.
Для промышленных испытаний были отобраны растворы со следующей концентрацией золота и цианида (табл. 7).
Таблица 7
Концентрация золота и цианида промышленных
растворов
№ Концентрация золота в Содержание циани-
п/п растворе, мг/л да, %
1 18,2 0,002
2 81,5 0,009
3 97,5 0,010
4 140 0,020
5 170 0,010
6 207 0,082
В испытаниях участвовали все изготовленные электроды на основе трех солей (ТрЭАБ, ТОАБ и ТЭ-АБ) и двух конструкций (кольцо и стержень). Усредненные данные сведены в табл. 8-10.
Таблица 8
Зависимость потенциала от концентрации золота
№ п/п Датчик (конструкция, соль) Концентрация золота в растворе, мг/л
18,2 81,5 97,5 140 170 207
Потенциал, мВ
1 Кольцо, ТОАБ -251 -316 -340 -395 -396 -437
2 Кольцо, ТЭАБ -255 -288 -297 -342 -347 -364
3 Стержень, ТОАБ -427 -435 -443 -472 -472 -483
4 Стержень, ТрЭАБ -337 -349 -351 -367 -367 -373
5 Стержень, ТЭАБ -301 -324 -333 -387 -389 -411
Таблица 9
Расчетная концентрация золота ИСЭ на
Номер датчика 18,2 81,5 97,5 140 170 207
Расчетная концентрация, мг/л
1 18,2 42,6 57,9 118,8 120,8 207,0
2 18,2 38,0 46,7 127,2 140,1 207,0
3 18,2 26,1 36,7 121,8 128,8 207,0
4 18,2 40,2 52,0 133,3 136,9 207,0
5 18,2 30,7 36,9 121,8 127,6 207,0
Таблица 10
Погрешности измерений ИСЭ на промышленных
Номер Погрешность относительно концентрации, % Средняя погрешность, %
датчика 81,5 97,5 140 170
1 47,8 40,6 15,2 28,9 33,1
2 53,3 52,1 9,1 17,6 33,0
3 68,0 62,4 13,0 24,2 41,9
4 50,7 46,7 4,8 19,4 30,4
5 62,4 62,1 13,0 25,0 40,6
Полученные результаты, к сожалению, не дают возможности применения данных датчиков и устройства на объекте, т.к. погрешности превышают 30%. Проблема нелинейной зависимости потенциала электрода от концентрации золота обусловлена, возможно, двумя причинами: плавающей концентрацией цианида и примесными органическими соединениями. Если посмотреть на результаты с одинаковой концентрацией цианида (растворы №2, 3 и 5), то можно уви-
деть, что они ложатся на одну прямую и могут адекватно показывать содержание золота, если бы измерения происходили в аналогичных условиях. Но так как в ходе технологического процесса держать постоянной концентрацию цианида невозможно, то это необходимо предусматривать в самом электроде, иными словами, подобрать такую ионоселективную мембрану, на которую влияние бы цианида не вносило такой погрешности. В то же самое время зависимость потенциала от цианида тоже нелинейная, поэтому однозначного ответа на вопрос влияния цианида на характеристику электрода нет. Скорее всего, промышленные растворы содержат такие органические соединения, которые вступают во взаимодействие с компонентами мембраны и тем самым оказывают влияние на потенциал, причём содержание таких веществ также непостоянно.
Таким образом, получаемые результаты измерений складываются из потенциала измерения концентрации золота, потенциала цианида и органических соединений. А так как содержание примесных компонентов непостоянно, то предусмотреть их влияние на характеристику датчика как статистическую погрешность не представляется возможным. Для устранения такого недостатка необходимо тщательно исследовать промышленные растворы на органические компоненты, выявить из них те, которые могут существенно влиять на измерения. Внести изменения в конструкцию датчика или ионоселективную мембрану.
На основании результатов, полученных в лабораторных условиях на растворах золота с одинаковым содержанием цианида, можно сделать выводы, что датчики сделаны на основе приготовленных мембран, работоспособны, имеют прирост при изменении концентрации в 10 раз в среднем 67 мВ. Стабильность потенциала 4 мВ/час, чего должно хватать на два часа (время одного цикла десорбции золота) при калибровке непосредственно перед циклом. Погрешность измерений датчиком составляла 10-15 % по сравнению с данными лабораторных анализов на устройстве «Спектр».
Практические исследования на технологическом процессе показали работоспособность собранного устройства. Калибровка проводилась в автоматическом режиме. При промышленных испытаниях выявился один недостаток, заключающийся в завышенных погрешностях показаний прибора. На такое поведение прибора влияют существенные колебания концентрации цианида и примесных органических компонентов в процессе десорбции. К потенциалу, определяемому концентрацией золота, добавлялся потенциал, определяемый концентрацией цианида, а также возможное влияние органических соединений на материал мембран, также вносившее долю неопределенности. В лабораторных условиях концентрация цианида держалась постоянной, а присутствие каких-либо органических соединений было исключено.
Тем не менее, данное устройство при устранении негативного влияния плавающей концентрации цианида и органических примесей может использоваться в различных процессах, связанных с извлечением зо-
лота, таких как измельчение при непосредственном добавлении цианида в мельницу, десорбция золота, сорбционные процессы. Применение такого устройства позволит оптимизировать эти процессы, снизить затраты на реагенты, увеличить производительность отдельных стадий, сделать процессы прозрачными по всей цепочке технологического процесса с точки зрения содержания целевого компонента - золота.
Данные устройство и датчики востребованы на
обогатительных предприятиях золотодобывающей промышленности России.
Данная статья основана на результатах работы «Разработка прибора автоматического контроля концентрации золота в цианистых растворах», выполненной в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.
Библиографический список
1. Барченков В.В. Технология гидрометаллургической переработки золотосодержащих флотоконцентратов с применением активных углей. Чита: Поиск, 2004. 242 с.
2. Прищепов Л.В., Земскова И.А., Мальцева Н.Е. Опыт применения атомно-абсорбционных спектрометров для решения аналитических задач технологического и экологического
контроля // Цветные металлы. 2005. №5-6. С. 152-154.
3. Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионселективные электроды. Л.: Химия, 1980. 237 с.
4. Шведене Н.В. Ионселективные электроды // Соровский образовательный журнал. 1999. №5. С. 60-65.
УДК 628.349.08
ПРИРОДА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ С МИНЕРАЛЬНЫМИ СОРБЕНТАМИ В ПРОЦЕССЕ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ
О.Л.Лухнева1, А.Ю.Чикин2, О.А.Пройдакова3
1,2Восточно-Сибирская государственная академия образования, 664011, г. Иркутск, ул. Нижняя набережная, 6. 3Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а.
Предложено применение сорбционного метода доочистки сточных вод гальванических производств от ионов Cr3+, Zn2+ и Cu2+. Изложены результаты изучения свойств природных и техногенных сорбентов на примере цеолита Северо-Минусинского цеолитоносного района и шлака, образующегося в результате сжигания каменного угля Черемховского месторождения. Представлен механизм процесса сорбции Cr3+ на шлаке и цеолите, базирующийся на литературных данных и результатах экспериментальных исследований. Табл.3. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: очистка сточных вод; сорбция; экология; охрана водных ресурсов.
INTERACTION NATURE OF METAL IONS WITH MINERAL SORBENTS DURING POST-TREATMENT OF WASTE-WATERS FROM ELECTROPLATING SHOPS O.L. Luhneva, A.Yu. Chikin, O.A. Proydakova
East Siberian State Academy of Education,
6 Nizhnaya Naberezhnaya, Irkutsk, 664011.
Institute of Geochemistry named after A.P. Vinogradov, SB RAS,
1a Favorsky St., Irkutsk, 664033.
The authors propose the use of the sorption method of electroplating production wastewater post-treatment from ions Cr3+, Zn2+ и Cu2+. They list the results of studying the properties of natural and man-made sorbents on example of zeolite from North Minusinsk zeolite region and the slag formed from the combustion of coal from Cheremhovo deposit. The mechanism of the sorption process of Cr3+ on the slag and zeolite based on published data and experimental results is presented. 3 tables. 7 sources.
Key words: wastewater treatment; sorption; ecology; protection of water resources.
1Лухнева Ольга Леонидовна, соискатель, тел.: 89086628066, e-mail: olgakot81@mail.ru Luhneva Olga Leonidovna, competitor, tel.: 89086628066, e-mail: olgakot81@mail.ru
2Чикин Андрей Юрьевич; доктор технических наук, профессор кафедры технологии и предпринимательства, тел.: 89025163248, e-mail: anchik53@mail.ru
Chikin Andrey Yurievich, Doctor of technical sciences, professor of the chair of Technology and Undertaking, tel.: 89025163248, email: anchik53@mail.ru
3Пройдакова Ольга Анатольевна, кандидат химических наук, научный сотрудник; тел.: 89643577701, e-mail: proyd@igc.irk.ru Proydakova Olga Anatolievna, Candidate of Chemistry, research worker, tel.: 89643577701, e-mail: proyd@igc.irk.ru
