Шипнигов Антон Андреевич, научный сотрудник лаборатории металлургии, аспирант
664025, г. Иркутск, б-р Гагарина, 38; 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Anton A. Shipnigov, Researcher of the Metallurgy Laboratory, Postgraduate Student
38, Gagarin Boulevard, Irkutsk 664025; 83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Епифоров Александр Владимирович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории металлургии
664025, г. Иркутск, б-р Гагарина, 38
Alexander V. Epiforov, Cand. Sci. (Eng.), Leading Researcher of the Metallurgy Laboratory
38, Gagarin Boulevard, Irkutsk 664025
Минеева Татьяна Султановна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Tatiana S. Mineeva, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель – термодинамическая оценка одновременного выщелачивания Au и U из комплексных окисленных золотоурановых руд сернокислыми тиоцианатными растворами при различных температурах, а также выявление физико-химических условий для последующего растворения пассивирующих пленок тиоцианата золота (I). Расчеты изменений энергий Гиббса реакций выщелачивания золота выполнены методом термодинамических циклов растворения и комплексообразования в интервале 298–358 К с применением констант устойчивости дитиоцианатоаурата золота (I) [Au(SCN)2]– тетратиоцианатоаурата золота (III) [Au(SCN)4]–, простого тиоцианата золота (I) AuSCN, а также всех координационных форм тиоцианатов Fe(III). Оценка поведения системы U(IV) и U(VI) рассчитана классическим методом по разности стандартных энергий образования Гиббса соединений и ионов при температуре 298 К. Термодинамическими расчетами доказано, что при тиоцианатном выщелачивании золото переходит в раствор преимущественно в виде термодинамически стабильного комплекса [Au(SCN)4]– . Показано, что комплексообразование, при котором золото окисляется, характеризуется наибольшей движущей силой при участии свободных ионов Fe(III) и монокомплекса [FeSCN]2+. Установлено, что при температуре выше 303–305 К происходит пассивация золота с образованием AuSCN. Термодинамически обоснован механизм растворения AuSCN за счет поддержания избытка SCN–-ионов. При анализе урансодержащей системы установлено, что введение окислителя – ионов Fe(III) – повышает вероятность выщелачивания упорного UO2 (изменение энергии Гиббса составляет –105,5 кДж). Термодинамическими расчетами доказано, что в условиях сернокислотно-тиоцианатного выщелачивания уран в растворе преобладает в форме уранил-сульфатов. Таким образом, в сернокислотно-тиоцианатной системе золото переходит в устойчивые комплексы [Au(SCN)2]– и [Au(SCN)4]–, а тиоцианат не расходуется на связывание с ураном. При этом образующиеся пленки AuSCN растворяются за счет избытка свободных SCN–, ионов Fe(III) и тиоцианатов железа. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования лабораторных исследований по совместному сульфатно-тиоцианатному выщелачиванию золота и урана.
This study presents a thermodynamic assessment of the simultaneous leaching of Au and U from complex oxidized gold-uranium ores with acidic thiocyanate solutions at different temperatures. In addition, the physicochemical conditions required for the subsequent dissolution of gold(I) thiocyanate passivation layers are identified. Variations in the Gibbs free energy of gold leaching reactions were calculated over the temperature range of 298–358 K using thermodynamic cycles of dissolution and complex formation and the stability constants of dithiocyanatoaurate(I), Au(SCN)2–, tetrathiocyanatoaurate(III) Au(SCN)4–, gold(I) thiocyanate, AuSCN, and all coordination forms of Fe(III) thiocyanates. The behavior of the U(IV)–U(VI) system was evaluated by the conventional method based on differences in the standard Gibbs free energies of formation of the compounds and ions at 298 K. Thermodynamic calculations showed that during thiocyanate leaching, gold enters solution predominantly as the thermodynamically stable Au(SCN)4– complex. The greatest driving force for complex formation, accompanied by gold oxidation, was observed in reactions involving free Fe(III) ions and the FeSCN2+ complex. At temperatures above 303−305 K, gold undergoes passivation through the formation of AuSCN. Thermodynamic analysis demonstrated that AuSCN can be dissolved by maintaining an excess of SCN– ions. Analysis of the uranium-containing system showed that the addition of Fe(III) ions as an oxidant promotes the leaching of refractory UO2, with a Gibbs free energy change of −105.5 kJ/mol. Thermodynamic calculations further showed that under acidic sulfate-thiocyanate leaching conditions, uranium occurs in solution predominantly as uranyl sulfates. Thus, in the acidic sulfate-thiocyanate system, gold forms stable Au(SCN)2–and Au(SCN)4– complexes, while thiocyanate is not consumed through complex formation with uranium. The resulting AuSCN films are dissolved in the presence of excess free SCN– ions, Fe(III) ions, and iron thiocyanate complexes. These findings provide a basis for further laboratory studies of the simultaneous sulfate-thiocyanate leaching of gold and uranium.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.