The focus of this research is the interaction of gold(III)chloride with activated carbon in acidic sulphate solutions. More specifically in this research the in-situ adsorption of gold (III) chloride on activated carbon within an autoclave in the presence of iron sulphide oxidation products, is investigated. Two types of experiments are presented in this research. In the first one, gold(III) chloride (1.5x10-4 M Au(III) plus 0.05 M extra chloride) was allowed to adsorb onto activated carbon (10, 20 and 30 g/L) at pH 1.5 and at different temperatures (22, 60 and 95 oC). Complete gold removal was achieved within a few minutes of contact. The kinetics were found to increase with increasing carbon loading as well as temperature and exhibit "first order" diffusion-controlled behaviour. However an increase in chloride concentration from 0.05 M to 1 M was found to slow down gold adsorption. Via X-ray photoelectron spectroscopic analysis (XPS), it was determined that gold undergoes a reduction upon adsorption on carbon and is present partly as Au(I)Cl and partly as metallic gold. The relative amount of metallic gold increased with temperature but decreased with high chloride ion concentration.The second type (carbon-in-autoclave) of experiment involved pressure leaching (at 155 and 200 oC) of pyrite particulates (acting as model sulphide mineral) spiked with metallic gold (precipitated via cementation) in the presence of low chloride ion concentration and activated carbon. Under these conditions gold was found to lixiviate forming gold chlorocomplexes that reported (in part) on the available activated carbon. The loaded gold, analyzed by XPS was found to be ~2/3 metallic and ~1/3 Au(I)Cl. Because of a "preg-robbing" effect exhibited by hematite forming in-situ, excess sodium was added to the system favouring natrojarosite as the latter has no affinity for gold. In this way gold loading on carbon was maximized. However, significant occurrence of gold deposition on metallic surfaces was observed. By using a glass autoclave the gold plating occurrence was eliminated allowing up to 97% recovery of gold on the activated carbon. Similar results were obtained when copper concentrate material was substituted for pyrite. This work shows that even in small chloride ion concentrations (<0.2 M) gold is easily leached under autoclave oxidation conditions allowing conceptually for its in-situ recovery on activated carbon. / L'objectif de cette recherche est d'analyser le comportement du complexe Au(III)Cl4- en contact avec du charbon actif dans un environnement hydrométallurgique acide contenant des ions de sulfate. Cette recherche détaillera plus précisément l'adsorption du complexe Au(III)Cl4- sur le charbon actif dans un autoclave à température et pression partielle d'oxygène élevée en présence des produits d'oxydation de sulfure de fer. Cette recherche présentera deux types d'expériences. En premier lieu, le chlorure d'or(III) (1.5x10-4 M Au(III) et 0.05 M chlorure) a été adsorbé sur le charbon actif (10, 20, 30 g/L) à un pH de 1.5 et à différentes températures (20, 60 et 95 oC). Le complexe aurifère est complètement adsorbé par le charbon actif après quelques minutes. La cinétique augmente proportionnellement avec une augmentation de la teneur d'or sur le charbon actif de même qu'avec l'augmentation de la température tout en présentant un comportement de diffusion du premier ordre. Toutefois, une augmentation de la concentration de chlorure de 0.05 M à 1 M ralentit l'adsorption d'or sur le charbon actif. Suite à une analyse par rayons-X spectroscopiques photoélectriques (XPS), il a été possible de déterminer que le complexe aurifère (Au(III)Cl4-) subit une réduction sur le charbon actif et est présent en partie comme or natif (métallique) et or complexé Au(I)Cl. La quantité relative d'or métallique adsorbée sur le charbon actif augmente avec la température, mais diminue avec une concentration de chlorure élevée.Le deuxième type (Carbon-in-autoclave) d'expérience consiste à oxyder sous pression (à 155 oC et 200 oC) des particules de pyrite (agissant comme minerais de sulfure idéal) dopé avec de l'or métallique (précipité via cémentation) en présence d'une faible concentration d'ions de chlorure et de charbon actif. Dans cet environnement, l'or est lixivié formant des chlorocomplexes d'or qui ont été adsorbés (en partie) sur le charbon actif. L'or chargé sur le charbon actif a été analysé par XPS et les résultats démontrent la presence de 2/3 métallique et 1/3 Au(I)Cl. Suite au phénomène de « preg-robbing » dû a l'hématite formée durant l`oxydation de la pyrite, un surplus de sodium a été ajouté afin de favoriser la formation du natrojarosite qui n'a aucune affinité avec le chlorure d'or(III). Ainsi, l'adsorption de l'or sur le charbon actif est maximisée. Toutefois, une cémentation importante d'or a été observée sur les surfaces métalliques internes de l'autoclave. En utilisant un autoclave en verre, la quantité d'or plaqué a été éliminé permettant ainsi une récupération de 97% d'or sur le charbon actif. Des résultats similaires ont été obtenus lorsqu'un concentré aurifère de cuivre a été oxydé à la place de la pyrite. Ce travail démontre donc que même de faibles concentrations de chlorure (<0.2M) peuvent facilement lixivié l'or métallique en autoclave permettant théoriquement sa récupération sur du charbon actif durant le procédé d'oxydation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110469 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Parisien-La Salle, Jean-Christophe |
| Contributors | George Demopoulos (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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