LA QUÍMICA DE EXTRACCIÓN DE SOLVENTE DE ORO DE CIANURO Solución con AMINAS MODIFICADOS El concepto de amina basicidad se discute y se utiliza para explicar la extracción selectiva de oro a partir de una solución de cianuro alcalino. La aparente basicidad de las aminas simples de base débil con respecto a Au (CN) 2 se puede aumentar en 5 órdenes de magnitud por la la adición de compuestos de óxido de fósforo orgánicos (TBP , DBBP , etc ) . Se ha demostrado que las aminas modificadas no presentan este efecto en la misma medida para la otra cianuraciones, tal como y . Las razones de esta selectividad, así como la estequiometría de la reacción de extracción de oro y la naturaleza de las especies extraídas se describen a partir de los resultados del análisis pendiente y la espectroscopia de infrarrojos.
Introducción
En la actualidad, la recuperación de oro a partir p artir de una solución de cianuro alcalino es llevada a cabo por los procedimientos bien establecidos de cementación de zinc y adsorción de carbono. Se ha prestado poca atención a la extracción por solvente como proceso alternativo para la recuperación de oro. Quizás hay muchas razones para esta, pero hay que señalar que la extracción de disolvente d isolvente tiene el potencial para ofrecer mejoras sobre los procesos de recuperación de oro bien establecidos Por lo tanto, en el Departamento de Metalurgia e Ingeniería Metalúrgica de la Universidad de Utah, se ha ido estudiando el disolvente de extracción de oro de solución de cianuro alcalino y han descubierto que es posible extraer oro de una solución de cianuro alcalino por la adición de la amina -fase orgánica con base de d e óxidos de fósforo orgánicos, tales como tributil fosfato fosfato (TBP) , fosfonato fosfonato butil ftalato de dibutilo dibutilo ( DBBP ), etc . Sin modificación, las aminas sólo pueden extraer a partir de soluciones ácidas. Además, Además, durante este programa de investigación, se descubrió que el óxido de fósforo orgánico modificadores, bajo ciertas condiciones, por sí mismas y extraer el oro de la solución alcalina de cianuro por una reacción de solvatación. Publicaciones previas han informado sobre varios aspectos de este programa de investigación. investigación. En este artículo queremos presentar resultados adicionales que tratan, más específicamente, con la química de la extracción de oro por aminas modificadas. Sin embargo , antes de la discusión de la química de la extracción con disolventes oro de solución de cianuro alcalino de aminas modificadas , el concepto de basicidad amina y el aumento de la basicidad amina debe ser revisado con el fin de proporcionar una base adecuada para la discusión
BASICIDAD de aminas Gran parte del trabajo que se presenta en este documento se refiere al concepto de basicidad de aminas. Por tanto, es necesario y definir lo que se entiende por el término basicidad de aminas , Amina basicidad es una medida de la posición de equilibrio de la reacción :
Por lo tanto , la basicidad amina es una medida de la a finidad de la amina por el protón , es decir , una medida de la extensión de la formación de la sal de amina . Si la basicidad de la amina aumenta , la afinidad por el protón se incrementa, la protonación se producirá a valores de pH más altos . Por lo tanto , a un pH particular, para el mismo R3N inicial y X- concentraciones , la posición de equilibrio de la reacción ( 1 ) se desplazará hacia la derecha , lo que resulta en un aumento en asociación con los Xespecies que se manifiesta en un gran valor del pKa para la reacción ( 1 ) . Este efecto se ilustra en términos de un porcentaje de extracción conceptual frente diagrama de pH en la figura 1 . La figura demuestra que un aumento de la basicidad de amina , es decir , la protonación a valores de pH más altos , da como resultado un desplazamiento de la curva de extracción / pH por ciento a la derecha.
Los dos factores principales que controlan la basicidad de las aminas son los efectos inductivos de las cadenas de alquilo y la solvatación de la amina o sal de amina . El aumento del efecto inductivo mediante el aumento del número de cadenas de alquilo unidos al átomo de nitrógeno aumenta la disponibilidad del par de electrones de nitrógeno que , a su
vez , fomenta la protonación de la amina . El efecto inductivo promoviendo el incremento de protonación en el orden : primaria < secundaria < amina terciaria En presencia de agua, tanto la amina y el catión amina son solvatados , en cierta medida , pero el enlace de hidrógeno entre el catión de amina y agua , probablemente será mucho más fuerte como se sugiere por Huggins [ 9 ] y Pauling [ 10 ] . Por lo tanto , en agua , el catión de amina será más estabilizada que la amina debido a los efectos de solvatación . Como resultado, el equilibrio de la reacción ( 1 ) se desplaza a la derecha , la constante de formación de la sal de amina se incrementa , y es evidente por qué aminas tienen basicidad más altos en agua que en el mal de solvatación diluyentes orgánicos . Este hecho se demuestra por los resultados de las Tablas 1 y 2 , que presentan valores de pKa para los de cadena corta (agua aminas solubles ) y de cadena larga ( insoluble en agua ) , respectivamente. De acuerdo con Trotman - Dickenson [ 11 ] , la solvatación del catión amina se produce mediante enlace de hidrógeno con el disolvente y es mayor para aquellos amina cationes que llevan la mayoría de los átomos de hidrógeno y grupos alquilo menor cantidad . Por lo tanto, la contribución del efecto de solvatación a la basicidad de la amina aumenta en el orden : terciario
primaria. Esto es lo contrario del efecto inductivo y la basicidad final de amina , con respecto a un anión en particular , será un equilibrio de los efectos inductivos y solvatación . Sin embargo , otras consideraciones , tales como los efectos estéricos y enlaces de hidrógeno entre el catión de amina y contraión son importantes en ciertas situaciones
Estos principios pueden estar relacionados con la basicidad de aminas medidos de la siguiente manera : en diluyentes orgánicos apróticos , tales como clorobenceno , el orden de aumento de la basicidad de las aminas aikyl medidos por su reacción con 2,4 - dinitrofenol , un ácido orgánico , es primaria < secundaria < terciaria aminas [ 8 ] . Por lo tanto , la fuerza de la base de estas aminas , medido en un sistema en el que los efectos de solvatación son mínimos , aumenta de la manera prevista por los efectos inductivos del grupo alquilo . Por otra parte , el orden de basicidad de aminas para aminas solubles en agua en solución acuosa es terciaria < primaria < secundaria ( véase la Tabla 1 ) [ 12 ] . Esta orden puede ser explicada sobre la base de la contribución de los efectos tanto inductivos y solvatación . Las aminas primarias tienen mayores basicidades que las aminas terciarias porque los efectos de solvatación contribuyen más que los efectos inductivos pero aminas secundarias son las bases más fuertes , ya que mejor combinan los efectos inductivos y solvatación . En otras palabras , en el forma protonada , el catión de amina secundaria , R : NH ~ , tiene contribuciones inductivas de dos grupos alquilo y contribuciones de solvatación / enlace de hidrógeno de dos átomos de hidrógeno en comparación con el grupo alquilo uno y tres átomos d e hidrógeno para un catión amina primaria , RNH ~ , o los tres grupos alquilo y uno de hidrógeno de una amina terciaria , R3NH + . En la fase dos, cloroformo / sistema de agua estudiado por Grinstead [ 7 ] , el orden creciente de basicidad de las aminas de cadena larga era terciaria < secundaria < primaria ( véase la Tabla 2 ) . Es difícil racionalizar completamente esta tendencia , debido a las cadenas de alquilo dispares en las aminas usadas en su estudio . Estos resultados sugieren consideraciones estéricas complicadas debido a la ramificación de los grupos alquilo , y la presencia de agua disuelta en el orgánica crea más complicaciones . Grinstead no, sin embargo , explicar el orden en términos de impedimento estérico alrededor del átomo de
nitrógeno , es decir , las aminas primarias son las bases más fuertes , ya que tienen sólo un grupo alquilo y por lo tanto el impedimento estérico menos .