kinetic modelling of gold leaching and cyanide

10
Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011, 181-190 KINETIC MODELLING OF GOLD LEACHING AND CYANIDE CONSUMPTION IN INTENSIVE CYANIDATION OF REFRACTORY GOLD CONCENTRATE W aroonkarn Srithammavut 1 , Saija Luukkanen 2 , Arto Laari 1 , Timo Kankaanpää 3 , Ilkka Turunen 1 ABSTRACT Intensive cyanidation of a refractory gold concentrate was studied experimentally and by mathematical modelling. Experiments were carried out in stirred tank reactors at different conditions varying oxygen and cyanide concentrations. Samples taken from the reactor were analyzed for gold and other compounds using fire assay AAS and ICP methods, respectively. Based on the experimental results, kinetic models were developed for gold leaching and for cyanide con- sumption. In the kinetic models, the effects of dissolved oxygen concentration, free cyanide concentration, amount of leachable gold in the concentrate and solid-liquid mass transfer were taken into account. Kinetic parameters were esti- mated by fitting the models to the experimental data. The obtained results show good agreement between the measured and predicted concentrations. The reliability of the estimated parameters was studied using Markov chain Monte Carlo methods. All experimental parameters were found to be well-identified. The rate controlling step was determined by comparing the surface reaction and mass transfer limited models. Based on the obtained results, it was concluded that the leaching rate is limited by surface reaction rate. Keywords: gold leaching, intensive cyanidation, kinetic modelling, parameter estimation. Received 15 March 2011 Accepted 25 May 2011 INTRODUCTION Cyanidation process is a well-known extraction technique for leaching of precious metals such as gold and silver. Gold cyanidation is an electrochemical pro- cess which relies on the fact that gold dissolves in alka- line cyanide solutions and forms gold cyanide complex [Au(CN) 2 - ] in the so called anodic reaction. Another half reaction, in which oxygen is reduced, is called ca- thodic reaction [1, 2]. Many studies have revealed that the concentration of reagents, cyanide and oxygen, plays significant roles in gold cyanidation. Kinetics of gold leaching for different types of concentrate have, there- 1 Lappeenranta University of Technology, Department of Chemical Technology, P.O. Box 20, FI-53851 Lappeenranta, Finland E-mail: [email protected] 2 Geological Survey Finland, Tutkijankatu 1, FI-83500 Outokumpu, Finland, Fax +358 13557557 3 Outotec Research Center, Kuparitie 10, FI-18101 Pori, Finland, E-mail: [email protected] fore, been extensively studied, especially the effects of cyanide and oxygen concentrations on the leaching rate [3-8]. In general, the kinetics is also dependent on ore mineralogy. It is, therefore, difficult to develop a uni- versally valid model which would be applicable for all ore types. In principle, the leaching rate is limited ei- ther by mass transfer of oxygen or cyanide from liquid bulk to the particle surface, by rate of the intrinsic leach- ing reactions on the surface of the particles or by intraparticle diffusion. Typically, the effect of intraparticle diffusion is omitted in gold cyanidation studies due to the generally nonporous characteristics of the ore particles.

Upload: nataniel-linares

Post on 27-Dec-2015

18 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Waroonkarn Srithammavut, Saija Luukkanen, Arto Laari, Timo Kankaanpää, Ilkka Turunen

181

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011, 181-190

KINETIC MODELLING OF GOLD LEACHING AND CYANIDE CONSUMPTION ININTENSIVE CYANIDATION OF REFRACTORY GOLD CONCENTRATE

Waroonkarn Srithammavut1, Saija Luukkanen2, Arto Laari1, Timo Kankaanpää3, Ilkka Turunen1

ABSTRACT

����������������� �� ���������� ��� ��� ������������������������������������������������������ ��������

������������������������ ����������������������� ���������������� ����� ���������� ��������������� �������� ���

���������������� ���������� ���������������� ��� ������� ����� �� ������������������������������� ����� ��!

������������"����� ��������������������������!��������� ��������������� ����� ��� ���������������� �������� �#

������ ������������������ ����!������������ ������ ����� ����� �������� �!������������ �������� �!��� ���� �

���������� ���������� �������������� ���#��$�������������������������������� �� �����%��������������������������#

��������������������� ������ ������������������������&��� ������������������ ��� ��������������������������������

������������� �������� ����&�������������� ���������������������������������������������'��� �������' ��������

���� ������������������������������������� � ����� ��������#������������&�������� ��� ���������������������������

������������������������ ����������������������������� ������"����� ������ ���������������!�������� ���������������

�������������������������������������� �������

%�� ���(��� ����������!������������������ �!��������� �������!������������������� ��

Received 15 March 2011

Accepted 25 May 2011

INTRODUCTION

�������������� ������ �������� ���������

� ������ ���� ��������� ������ ��������������

������� ��������������������� � ������ ��������

� �������� �� ����� ������������������� ��������

��� ������ ��������������������������� ���� �

����� !"�# �� �� ������ ������� � ������������ �

����� ������$����������� ���� ��� �$������ ����

������� �������%$"#�&�������� ���� � � �� �����

�� ���� ����������� �� ���$������ ������� �$����

�������������� �������������������'�� ����������

� ������������� � ���� ������� ����� ��� $�� � �

1 Lappeenranta University of Technology,

Department of Chemical Technology,

P.O. Box 20, FI-53851 Lappeenranta, Finland

E-mail: [email protected] Geological Survey Finland, Tutkijankatu 1, FI-83500

Outokumpu, Finland, Fax +358 135575573 Outotec Research Center,

Kuparitie 10, FI-18101 Pori, Finland,

E-mail: [email protected]

��� $( � �� ���� ������� �$ � �������� �� �����

������ ������� ����� ������������� � ���������

�)�*#�+�� � ���$�� ��� ����������� �� ������

��� �������+���$�� � ��� $������������ � �������

� �������������� �����������( �����(� ������

�� �� ��+������� $�� � ��������� ������� � ��

�� �(����������� ������� ��������� ����������

(������� ������ ������ $(���� ���� ���������� ����

��� � ������� �� �� ������ �� �� ������ � �� (�

����������� ���������� ,�������$ �� �� �� ��

����������� ��������� ������� � �� ���� �����������

����� ��� ���� � � �������������������� �������

���� �� ������ ��

Page 2: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011

182

-��� � �� ��� ������ �� ��� ( �� � �� �

(�� ��� ��� ������������� ��������� ������������

,� .�(���� ��� ������� �"# � ��� � ����� ����

������ � �� (�� � �� � ������ ������ ������� ��

������� � ��������� �� ����� �(��������������

� ������� �� ��� ��������(���������� ����� ���

���� ������ �/���������������( ��� �(�0�(����

�����%1#������ ��� ������������ ����� ����

(���������������������� ����������� � � �������

���( ������ � �� � ��� � ���� ���� � �� ����

��� ����� ��0 � ����$2 �� � �����%%#����� �� �

� �� ��� ������������ �(��������������������

������������� ��� ����������� ����������� ����

(�������������� ��������,� ��� ����������������

������� $���������������� ���(� ��������� �����

���$����� ���3

2 2

2 2

,1

4

( ( ) ) ( 8 )O OCN CN

S AuP O OCN CN

RKD C D Cr

K D C RD Cδ σ σ− −

− −

=+ + +

�%!

�� � AuSr , �� �� �������� ���������������������

������������� $) ���� ��������� �������������

���� �$% �� �� ��� ��������$ −CND �� �� ������

�����������$2OD �� �� ���� ������������$ −CN

c �� ��

������ ���� ��������$2Oc ���� ���� ��������������

� �$ 1σ ���� ������� ( �� ��������(�����������

�������� $ Pσ ���� ��� ������������ ������ ����

��� �(�� ������� ������������ ������ ���(� ��

�� �����������(������� ��� ���� ������ ����

(���������� ��

4��� ��� �����$��� � � ���� ����� �����

������ ��� ����� ��������������� �(������� � ���

������5$6$%"#�2�� ��� � ������ ������ �������$�

��� ���������� � ��������� ���������� �(���

��� ���� ���������� �������������(������������ �

�� (���������� ���� � �� �( ����7#�

5.05.0 )()(1

2OcCNa ckckF

r −= �"!

�� � *����� 8��������������������������%�����

������� ��� ����������

&���� ��������� ��$�������� ( ����� �

� �������$�������( ��� �� ������ �� ������� ��

��������� � ������ ���� ������� �� �����������

������ �� ��� ����� ��9��� �����)#���� �����

�������(�� ����� ������������ �������� � ���

�� ( �������,������ ��������� �� �� ���� ���

�������� ������� ����� ������������� ���������

���������������������� ������ � ���� ���� ��

−CNc "5�%56�����)$

2Oc *�5�71�����)��� Aux 7�:�

%)�"�����%�

5.1,

73.081.0 )(0016.02 ∞−= − AuAuOCN

xxccr �)!

�� � ����������������!�%$ Aux ���� ������������

������������ ����� ��� ∞,Aux ���� ��������������

���������� ����� ��� �������� � ��������� �

�����������;���)!����� ��������� � �� �� �

���������� ��������������������������� �� �� �

��� ��������� ���,������( ����� ���( ���� �

(��� �����������< ������(����������������� �����

������� /���� ������ ����� ���� ��� ������� �� � ��

� ��� ��������������� �,� � ����������� ������� �

��� � ����� ��������� ������ � ��� ������ ���� �

/�� ������� ���������� �$ ∞,Aux $�� ���� � ��

���� ������ �� ���������������( � ��� �������

� ��������� ��������� ��� �� ��

����������������� ��� �������$���������

������ ��� �� ���������� ��< ��� � �� ���;��

�7!�,� �����������(���� �(������ −CNc ��"61

���651�����)$2Oc ��*���71�����)��� Aux ��

%�5�"�)�����%�6#�

13.2,

228.0961.093.2113 )()1037.41013.1(2 ∞

−− −×−×= − AuAuOCNxxccdr

�7!

�� � ����������������!�%��� d ���������µ������� � �������� ��� ������� �� ����

��������������� ��� (������������ �������� ��

+� �������� �� � ����������� ����$ ������ �� ����

������ � ����� � � �������$ ��� ������� $ �� � ���

������������ ����� �����,� �������� ������

�������(��������� ������������� ����������(�

����� ����� ������� �- ������ 9������.������

�6# ��� ����� � ������ ���������� �� ����

������������,� �� � �� �������� ����������

��� ���������� ��� ������������������� ����

� ����������������� ��< �

71.3547.0

8

40.6

1069.1−

×=−

CNc

dr �5!

�� � ���������������)��%��� d ���������µ��&�� � � ����$2 �� � ���� �%%# ����� �� � ��

� ������� ������������� �������������������

������ ���� ����������������� ��< ��� ������

Page 3: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Waroonkarn Srithammavut, Saija Luukkanen, Arto Laari, Timo Kankaanpää, Ilkka Turunen

183

���� ������������ �������������� �� $�������

��;���6!�,� ����������� � ���� ����� �������

���( ��� �$ ��� ������� ���(� ��������� �����

���!���� �������� �

74.057.3

31.8

0,9.0

11

13.13

1057.8CuCN

Au

Au

P

ccc

c

dr − +

+

−×=

17.6

79.042.2

9.5

0,89.1

9 1027.11

35.2

1068.2

P

CNSCN

Au

Au

P d

ccc

c

c

d δ−

×+

+

−×+

�6!

�� � � �� �� ������ ���������� ������� ���

���������������$ Cuc ���� �� �� ����� �����

����$ Sc ���� �� ���������� ����������� Pd ����

� ��������(���� ������ ��� ��

+�� ���������� ��������������� ��������

������������ ��� ����$�������������� ������� �

,� � � �� ���� � � ����� ������ ���� �����(�������

�����������(�������������� �������� ����������

�%)#����� �� ����$���� � ��������� �������������

�����������������.������� ����������������� $��������

����)111� ��51=111�����)$ ������� �$ �� ���

���� ���� ���� �����������$���( ����(���� ����� ��

������������ �,� ������������������ ��� � �� ���

��� ����� �� �(���� �������������������� ���������

�������������������� ��$�� ���� ����� ��������� ��

��������������� ������� �������������� ( ��������

�� ���� ������������ ������ ����( ���� ������

������������ ���� �����������,� �(> ���� ����������

���$�� � ��� $��� � ����� ������ ���������� ����

������������ ��������������� ����� ��� ��������

������� ��� ���� ������������������ ����� �������

� ������ � �� �������� � � ��������������� ���

� �������� � �� ���(������'�� ������ ��(�� ���

������ � ������������������� �� � ��� ������ ����

����� ��,� � � �� �� ��������� ���������� �����

��������� � �� ������ ��������$�� ���� ����� ���

���� ��< ����� � �� �� ���� ����� ������ �� �����

���� ����� ������ �������� �������

EXPERIMENTAL���������

,� �������� ����� ��� �������������� �

(�����������+����� ������������ ����� �� � �� ����

�� ����� ���� � �� �� ������ ������� ,� ��>��

��� �������������� ���������<�,� ���������� �

�� �������� $���������� $��� ������ ������� �,�

���� ����� ���� ��� �� �(������������%*1?����"

��4������������ ���� ��� ���������� ����������

������ ���� �� ������ � ����� ��� ����������

���� ������ ������������ ������������ �� �����

��� ����������������� �������,� � ��� �� �����

� ����� ��������%"7�%�����% �� ����$ ))�5� ��% ��

���� �$%5�5@������$%�%@���� �$%�)@����� ���

���6�7@���������,� ���� ����� ������ �������

)�"%����)������������(����������)1����� ���

*1@�)6A��������� ����< ��))�**A��

������ ��������������� �����������

,� � ��� ���� � ����� ��������(� ��� ��

����� ��.��%%�%"�,� ����������� � ��� ���

� � ����� ������������� � ��� ������������� ���

� ��� ���� � ����� �������%��)������ �����$

��� ����������� ���� �(���� ��,� ���� � �����

� ��������%1������� ���� � ����� �� �� ������

(�� !���:6���B� �����< � � ��� ���� � ����� �

������"�:��)�������� � �����$ ��� �����������

� ���� �(���� ��,� ���� � ����� � ��������%5�7

������� ���� � ����� �� �� ����:6���,�

��������� ������ ������ ������� �����< � ��

��� ��������(������ �611���+���� � ��� ��

������(� �� �������������������� �� � �����������

������ ����� �(������������������������������� ��

,� ���� ����� �������� � ���������� ��

)*1�(���� ���������� ��� � ��� �������(���

:61 � (���� � ��� � �����< � � ��� ���� +� �����

�� ��� � ��� ���*C1��)������ �����< � � ���

� ��� %:*1 ��) �� �������� ���������� �� ���

���4.!"������ ����� � ���������� ����(�����

)1���@�������/��� �� � ��� ������� �����

�� ��� � ��� ��� ���������� �1�5$"$5$%1���"7

������� �������������� � �����< � � ��� ��

� ���������� �1�5$%$"$7$5$%1���"7�������

������,� � ��� ������������������������� �������

�������������� ��� ���,�(� %�,� �������������

������������ � ��(���� ���������� ���� � � ���

� � �������� ���� ���� ����� �,� ��������������

��������� ���,�(� %�� �(���� ���������(���

��� ��������� ������� �����< ����� �����������

��������������� ������� ������ ��� ���� ����

��� � ��� ���

Page 4: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011

184

+��� ������ ��� � ��� ���$�� �� ������

���� �����������.� � � ������������������ � �

(������<��� ������ ���� �������������� �������

�������������� ���� � ������������ ���,�(� %!�

+��� � �����< � � ��� ���$����� ������ ������ �

���� ( ������������ ������ ���� �����������.

�������� �������� �������� � ������������� D

��,�(� %!�+������� ���� ������ � ��� ����� ����

���� ����� ����� ������������������������������ ��

+�� �����< � � ��� ���$ ��������������(� � +��

�� ��$���������� ������� ������� ����� ����� ��

��������( ��. ���E������������� ������� ����� �

���� ����������71�����)��%11�B�$%61�����)��

711�B����711�����)��%111�B��

� ����������������

�������� �������� ������������ ���� ����

�����< �(��������(�������� ����� ������/FB ����

;�� ��������711!������������� ���� �(�8�� ���

���� �����4�� � � � ���� �����$8 !������������

� � �����< �(��������� ������ ������� ������

����+�B�4;/F,� ���;� ��������B6511+�B�4;/!

������������� ���� (�G��������� �� �� � ������

����G083B� ���������G+4/ ��� ���������������

008����� ����B���� � ������ �����������!����

����$ ��� /"����/47"�$ ���� ��������� � �����< �

����������������������-��� �-G�%"1!�

���������������

,� �� ���������� ��������������������(

� ����( �(��� � ��������;��� � ����������%#3

7��H*� �H4"H".

"4→ 7���� !

"�H74.��:!

���� � ������ �� � � � ��� � ��� � ������ ��

����� ��� ��� ������ ��������� ����������������

� � �������(�� ( �� ��� �������� �� �,� � ��� $

��� ������ ��$ (�� � �� ������ � ������ �������

������ �$� � ����� ��������� ������������

,� ������������������ ����� �(�����������

�� ������ � ��������� (��� �� ����� ���� �����

������ ����� ���( ����� ������ ����� �������

��������$�� � ��������� � ������� �� ������<

������(����������������� ����� ���� ����� �.���

� �$�������������������� � ��������������(� $����

����� ���������������� � �����������(�� �����

������ ���� ���� ����� ������ ��

LiAuS

Au

e

nAr

dt

dc,= �*!

�� � AuSr , ��� ��������� �������������� �������

�����"��%$���� ������ �� ��� �� ������ ������

� ��������������"$�������( ��������� � �����

�� ��������0�)������

+� �� ����������� �������� ��

�������9)�

0�)�+� ����������� ������� ����������

��� ��� ����( �� ���� ����( �� � �� �� ����

����� ������ �� ����� ���� ����� ������ �������

� �������2�� ����� ������������ ��� �$�� �����

������ �� ������� ����� ������ �� �� �� ���������

������������� � ��������������( �������� �����

�� ���� ������������ ������ ��

�� ������������������ ���� �����������

,������ � ��(������� �������������� ��

� ���������������������� ������� ��������� � �

��������� � ������������ ������� ������ ���

���� ����� ������������ � ������������ �-� ����

����������� ���������������� ������ ��������

,�(� %��;� ��� ���������������

Operation

mode

Run

No.

Pressure

kPa (abs)

Gas −CNc

mg dm-3

2Oc

mg dm-3

Aux

mg kg-1

Run

mode

Atmospheric 1 100 oxygen 3000 40 114.33 C

Leaching 2 100 air 3000 8 114.09 C

Pressurized 3 400 oxygen 10000* 160 113.72 V

Leaching 4 100 oxygen 10000* 40 112.34 V

5 1000 oxygen 10000* 400 121.44 V

I!����������� ��������

Page 5: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Waroonkarn Srithammavut, Saija Luukkanen, Arto Laari, Timo Kankaanpää, Ilkka Turunen

185

� ����� ��� ��� �$ �� � ������ ��� $ �� � ��� $ ����

� ������� ���������������� ������������������

�(� ���� �������,� ������ � ��������� $�������"

��%$���� ���� �(�3

32

2

2

1

,

,

,,

1,

a

mAu

AuAu

a

mO

O

a

mCN

CNAuS x

xx

c

c

c

ckr

= ∞

�C!

�� � �%���� �� ������� ��������$ a

%���� � ������

��� ���������� $� a"���� � ��������� �������� �

��� a)���� � ��������� ����������������������

�������;���� ����� �������������� �(��� ������

����� ���� � �� ����� ���� � � �� ����������� ��

���� � � ����������,� � ������ ��� ��������

��� ���� �������� � mCNc

,− !$ ���� � ���� ��������

� mOc ,2!�������������������� ∞,Aux !�� 6111��

���)$ "11�����) ��� :1�������%$ � � ���� ���

����������� ���( ����� � �����������(�� ���

�� ������ ���� ������ ��

�� ������������������ ��������� � ��

+����������� ������ ���� ��� �$�� � ������

��� � ��������������� ��������� ������� �

������ (������� ���������� � ���������������� �

/��� �� ������ ���� ������������ ���� �� � ���

� ������������� ������� ���� ����� ��������$

�� � ��������� ( ��� ������ �(����� ���������

������� ������� �������������� �$ �� � ������

��� ���� �3

)( ,, 22 sOOLAuS cckr −= �%1!

�� � sOc ,2���� ���� �������������� ����� � ����

��������� ����+���� ���������� ��� ����� ���/���

�� ����� ������� ���������������� ���������� �

����� ���� �$ sOc ,2������ ��< ������� � ������

��� ���������� ������ � �������� ����< ����� �

����� � ���������� �

+������� $ �� ��� �������� ����( ��� �

������ �� ������ �� �� ��� ������������� ���

�������������� ���� ���������� �,����� ����$

��� � �$ ����� �� � ��� �������(� �� �� ��

� ������� � ��������� ���������� ���� ���������

,� � ��� $��� ����� �������� � ��������� ������

( � ����( �(����� ������ ��� �� � ������� �� ��

� ������������ �

,� ��������������������( ��� (� ������

����� .�(����� ������ ��������)#�

)(2

2

OCN

OCN

cc

ckcr

+=

δ �%%!

+������� ���� �� �������� ��� � ���������

( ��� ���� ����� �� ������ ���� ����� ��������

����������� �� ������ ������ ���� ���������

��� ������ ������� ������

,� ����������������������� ���������

�������� � ���� ��������� ������������ �� ���

���������������(��������� ���� ��� ���+�����

��� $��� �� �������������� ����������� ��������

��� ������ ���������������� ��������� ���� � �

������������������������� ������� ����������

��� ���� ������ ������� �����(���� ��������

9������.�������6#��� � � �� ��� ����������

������ ���������� ������� ������� �� ������

����������� ��� �� ������ ���� �������� ���

������ ��< �+��� ���� ������$�� ������ �������

������� �$���������;���%"!$��� � �� �������

���� ������� �� ���� �������� �� �� � �� ����,�

��� ������� ���� ������������������� ������ �

(������ � �� ������ ������������� �

2

2

2

1

,,

2,

b

mO

O

b

mCN

CNCNS c

c

c

ckr

=

− �%"!

�� � −CNSr

, ���� � ��������� �������� �������

�����"��%$�"���� �� ������� ��������$�

%���� � ���

������� ���������� �����"���� � ��������� ����

���� ��

,� ������ ������������� ���� ���� ���3

LiCNS

CN

e

nAr

dt

dc−

− −=, �%)!

RESULTS AND DISCUSSION

8��� � ��� ��������$ �� � ����� ���� ����

�� ������������� ����� ���� �� ����� ���� ������ �

�� ������ ���������$��� �����,�(� "�,� �� ����

���� ����� �����������( ����� ����� � ��� ���

��%���"$������� � ��� ��� ��)$7���5�,�

� ��������������������� ����� �������� ����� �

Page 6: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011

186

�� � ��������� �,� �� ���������� ���� ����������

����� � �� � ��� ��� ��%���7��������� �� ��$

�������� ������� ���� ������������ �� ����� �����

������������� �$������������,� ���� ������ ��

������������� � ��� �� ��5$��������� ���� ��

������ ������� ����� ���������� � ��� ��,�

����� ����(� ������������������� �������� �

� �� ���,�(� "��� ���,� ����� ���������� �����

����������� ���3

���� ������@!J 100,

,, ×− ∞

iniAu

AuiniAu

x

xx�%7!

�� � iniAux , ���� �������������������� ( �������

�� � ��� ���������������%�

4�� ��� ����$�������� �$����������� �$

��� � � ����������� � �������( ����(� ������

��� ��������������� ��������� ���,� � ��������

� � ������� ���� � ����������������� ������� �

���� ���������$��� ���8���%�,� �������� �������

������������� �� ������� ���� ��� �� ���������

��� �������� ��������������� ������������� ��(���

,� ��� ������� � ��� � ������ ��������

&�� ������� �������� �C#(���������� ��� ����

�� � ��� ������������� �� � ��� ����� �� ����

�9/K!�+��� ���������(���������������� ���� ��

��������� � �� ����� ��������� ��� ������� � ��

��;����C!����%"!� � ������ ��������� ������,�

� �������� �������� ����������������� ���������

���� ������ ������ �������� ������������� ��� �

�������� ���� �� ������ ��� �� ������ ,� � �����

���������� �� ����� ����� � �������������� ���

���������������;����C!����%"!��CC�57@�����

������� ��������� � ��( �� ��� � ��� ����

��������� ��� �� ���������,� � ��� �������

� ���� �� ������������� �������� �������8���"$

� � �������������( �� �������� ����� �����

� ��� ���������8���)����� �� ���� ����������

�� �� ������ ������ � ��� ����9�� � ��%���"

� � � �� �� ������ ���� ���������������� � �

�����������(���)111�����)������ � ��7$5���

6� � � �������� ���� ��������������������� ����

�������� ��%1111�����)�� ��� ��������������

������ ���(����� ��,� ���� ����� ������ ���

,�(� "�9 ���������� ������������� ����(� ������

�������

Fig. 1. Concentration of copper, iron, silver and total sulfur in cyanide solution. � - run 1; � - run 2;�� - run 3; ��- run 4;+ - run 5.

Run No. ∞,Aux mg kg-1 Conversion %

1 7.10 90.47 2 8.35 88.55 3 5.60 93.28 4 4.95 93.30 5 1.90 96.50

no.

Page 7: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Waroonkarn Srithammavut, Saija Luukkanen, Arto Laari, Timo Kankaanpää, Ilkka Turunen

187

��� � ���� � � �� ���,�(� )�,� � �������������

�� � ��������� � ����� �������������� ����

� ������������������ ������ ��������� � ������

�������� �������� ��

������������$����������� � ������� ������

����� ��� � �� ������������ � �� ����� � �����

������ �� ���������� ����� ��� ����� ���������

�������������� �� ��

,� ����� ��������������� �������������

�����������( �� ������ ���366.1

,

,

2.0

,

51.0

,

5,

2

21094.1

×= ∞−

mAu

AuAu

mO

O

mCN

CNAuS x

xx

c

c

c

cr

�%5!

25.0

,

95.0

,

3

,2

21035.1

×=

−−

mO

O

mCN

CNCNS c

c

c

cr �%6!

,� � � ����������� �� ������ ���������(

����� ���� �$�����;����%5!$�%6!�

CNS

AuS

r

rS

,

,2= ��

05.044.0

2

−−−∝ OCN

ccS �%:!

,� � � ����������( ���������� � ����� ���

����������� ������ ����� � ���������������� �

�� ������������������� ������ ������� ��������+�

�� ����� $��������� �������� �$������������� ����

������ ����������;���:!$��� �����������������

�� ���� ���� � � ���������%�1������������;���%:!

�� � � ����������������������� ��� ����1�77���

�� ������ ���� ���������������� ��� ����1�15���

������� ����� ����� ���������,���� ��������� � �

� �������������� �(�� �� ������� ������ �������

� ����� ����������

,�(� )�;������ ����� � ����� ������ ���������� �������� ����� ����� � �����������CC�57@�

Fig. 3. Comparison of the measured and predicted cyanideconcentrations. Lines (-) represent simulated values. � -run 1; � - run 2;�� - run 3; ��- run 4; + - run 5.

Fig. 2. Comparison of the observed and simulated goldconcentration in liquid. Lines (-) represent simulated values.� - run 1; � - run 2;�� - run 3; ��- run 4; + - run 5.

Parameters Values Std Error, % k1 k2

a1

a2

a3

b1

b2

1.94 × 10-5 mol m-2 h-1

1.35 × 10-3 mol m-2 h-1 0.507 0.204 1.66

0.951 0.248

0.1 1.7 0.4 0.4 0.1 3.5 4.6

Page 8: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011

188

,� � �� ����� �� ������� � � ������� ����

������ ������� ����� ������������� ( ���������

�� � ��� �������������� ���8���7������ ����� �

��� ������$�� � � �������� �� �� ������������;���

�%5!����%:!�� ��� ���������������� ������ �

� �� �� ��,� �������� � ��������������������

��� �������� ������� ����� ����������,������� �

���������� ������� ���� ��������������� ������

��� �������(���� ���� ���� ����� +� ������(

��� �$��� � �$������ � �����( ��������� ���� ��

���������)111�����)� � �(���� �(� �����������

�� � ���������� ����� ����������������(�(���� �

�� ���� ��� ����������� � ������

,� ������ �� ���������� �� ������ ���

��� � �� �� � ������� ����������� � ���� � �� ��

�������� �� ������ � ����(� ���������� ������ ���

�� ������(����� �� �� ���� � ������������ �����������

������������������������ � ����� ����������� $

(�� ��� ��� ���<������� �� ��� �$��������� �

��� �( ���� ���� ������,�����(� ����( ���

����� �� �(�&����������&��� ������&�&�!

� ������L� ������&�&�� �����$ �����������

��� ����� � ������ ���������� ����� ��������

������� 2�� ����������������� ��� ������� ���

�� ����$��� ������ ��� ������ �����$�� �� �� ���

�����������������(��������������(��������� �������

���� � ����� � ��� ������������(� ������������

����������������������� �� ���� �(� ����������� �

��������������$�� ������(�������� � ��� ��������

&����� �����&��� ����� �&�&�! ������� ��

������M������� ������ ��������������� � �

�� ���� ������ ������ �� ������������� ��

Fig. 5. Two-dimensional posterior probability distributionsfrom MCMC analysis.

Fig. 4. Initial selectivity of free cyanide concentration to gold.

Page 9: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Waroonkarn Srithammavut, Saija Luukkanen, Arto Laari, Timo Kankaanpää, Ilkka Turunen

189

� ���� ������(� �%7$%5#�+�����������840,0�

C1������� ����� &4-;/,�C#����� ����(���

�� � �������� � �������������� &�&� ����������

,� � ������ ����� ��(�� �� ������� � �� ���

�&�,9�2����� �%5#�,� ������(��������� ��

��� � ����������� ���� ���� � ����� ( ��� ��

���� ��;���������� ����� �������� ������ ����

���(�����������(� ������������� ���� � � ������

������(� ��,� ���������� ����� ����� �� � � ��

C5@���51@��(�(������ ��������� ���8���5$

��� �� ������ ����� � �� �� � �� �� ����� �����

�� &�������������� �� �� � ��������� ����

��(�(� ��������� � �������������� ������( �� �

�� ���� � ���8���8���5$�����( ����� �����$���

(�������� ��������������� ������������� ��$

��� ������ ����� � �� ��� �������������(������

8����� %���� ���������(�(�����������(�������> ��

���� ����$�����( � ������� ������(�(� ����

����� � ��������� ����������� ������� ����� ��

���������������������������������� ������ ����

������ �������� ��1�6$1�%C���%�:$� � ���� ���

,� � ��������� �� ����� ���$ 1k ����"$�� �������� ���� ��%�C�%1�5���%�7�%1�)$� � ���� ���8����

��� � �� �� ������ ������������� �$ �� � ���

������� ���� %�1��������� ����������� ��1�"7

������� ��,� � ���� ��� �� ��� ������ �(���� �

(��� 9/K� ���������� � � ���������$�������

��,�(� )�,���$�����( ���������� �� ������� �

���� �������� ����� ���� ����$ � � ������ ��

�������� � ��� ��������������� ����� �$� ���(�

���� � �������� ������ ��� � ������(���� ��

CONCLUSIONS

����������������������� ����������������

� ����� �������� � � ��� ���������(����� �����

������ ������,� � ��� �������(� �� ����� �����

������������**��C6@�������� ������� �����

�������� ���'�� ������ ��� � � � �� ��������

� ��������������� �����������,� ��� ������

� ��� � ������ �������� ����� � ��� ���������

+��� ��������������� �$�� � ��������������� ����

� ������ ����� ��������������� �(������� � �������

,� � ��������� � ����������� ���� ����������

������(���$���� ����� ������������ ������ ����

��� ���� ����(� ���������������� ������ ��,�

� ��������� ����������� $���� ���������� ������

��� ��1�5%$1�"���%�66$� � ���� ���,� ������ ����

���������� $����������$��� �� ���������� ���

���� ����� ����������,� � ��������� ���� 1�C5���

������ ���1�"5������� ��,� � � ���������������

����������������( �� ���� ������������� ����

� �������������������� ����� ����������,� � ���

�(��������� ������ ���� ������� � ���������� �

�����&����������&��� ������ �����+��������

����$���������� ��� ������ ���������: � ��� ��

������� � ������� ���( ������������� ����� �$

�� ������ ����� � ���� ���� ����� ����� ����� �

���(� �

Acknowledgements*������������ �����,�� ���)�������,���������#

����� ��� ��������� &��� �������������� ������� �#

������������-� � ����������� ��*�������

REFERENCES

%�N�&���� �$+�.��� $,� �� ������������;������

����$;����.������$L ��/��� �$%CC"�

"�8�.�(����$, ��(�����.����� ��������$"�� ���$

&��������� ;�������� K��( $K��( �$"11"�

)�B�9���$D���B���� �����$/��������������$B�-�

'�����$������� ���� ���������������������

��������� $����& �����K�$!"$%CC6$""5�")7�

7�8�'������� ��$/���������$����� ���������� �

���� � �������������������� ���������$.�����

� ��������$##$%CC:$%7:�%6"�

5�&�;�L��������$G�O��$N�/�,������$��N�B � ���$

����-������������������������������� /����

����3'�� �������& �������$.����� ��������$"$$

"111$ %�%%�

6�9�0�B�� ������ 9���$-�.������$���� ����

� ������ ���������� �����������$.����� ����

�����!$%$"115$%"%�%):�

:�/���2�������$-���-����$;�������������� ������

���������� ��� ���������� � ������������� �

��� ���������� ���� �� �$.����� ��������$ &'$

"11:$ 6)�:%�

*�.�'������$'�'������$ � ��� $N�'���(��$;��

���� � � ����(����� �� ���� ��� ���� � �� ������

� ���3 �� �� �� ������� � ��� ��� �� �� >������

��� ����$&�� ��;���$()$"11*$%1:5�%1*"�

C�.�.�����$&�� ��M� �E����� $ B���&���4�$

. ������$ "11"�

Page 10: Kinetic Modelling of Gold Leaching and Cyanide

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46, 2, 2011

190

%1�-�.�0�(����$D���B���� �����$ B�-�'�����$

8����� ������� ������ �� ��������� ������

� ������$����& �����K�$!"$%CC6$)5)�)6%�

%%�/�2 �� �$-�.������$��2�<��$&�0�'��� ��$��

-��� �� $&�� ����� ��� ������������ ���� ��

� ������$L���� ���� ���� � �� "11C$���� ��$

0 �(�����/����������$"11C$,� /���� �������

���+������� ��&��������& ��������$N����� �(���$

"11C$ �5%�61�

%"�&�;�L��������$/����� ��� �� ������� ��������

�����������$+���N�&�� ��B��� ��$"&$"111$)5%�)6*�

%)�B�-�'�����$��- ����� �$0�&�&�������$B���

� ��4����<����� /���� � �����������������$

.����� ��������$!%$CC$%CC5$")5�"51�

%7�.�.�����$;�/������$N�,����� �$��������

& ����������������$2 ��������$$"11%$"")�"7"�

%5�&�9��� $������ &�&�& ���������������

����� ��;������� ���� ���� ��������&�� �$

B��-�-��� �������$8������& � ����������+������� $

. ������$8������$"11*�