Abstract

Cyanide is used extensively for the extraction of gold, and mine waste may contain significant quantities of aqueous cyanide complexes and solid cyanide phases. The geochemistry of dissolved cyanide has been well studied, but solid phases have rarely been identified from mine waste. Our objective in this study was to charaterize a solid cyanide phase from a spent gold heap-leach pad. Blue pseudocubic crystals, 2–25 μm in diameter, were found with feldspar, mica, sphalerite, chalcopyrite and pyrite on a syenite sample from Leach Pad 91, Landusky gold mine, in Montana. Single-crystal XRD indicates a rhombohedral unit-cell [a 12.4980(15), c 32.2618(41) Å] with space group Rc. The solid belongs to a group of zeolitic cyanide phases with a framework of [(ZnN4)3(FeC6)2]2−, and cavities are occupied by two alkali cations (K+, Na+ or Cs+) and H2O. Electron-microprobe analysis gave average values (wt.%) of 1.0 Na, 1.6 K, 25.8 Zn, 14.3 Fe, 0.8 Cu, 22.3 C, 26.1 N, and 8.1 H2O by difference. The 1:1 atom ratio for Na:K, and 3:2 for Zn:(Fe2+ + Cu2+) fits the zeolitic cyanide group; the formula calculated from EMPA data and a structure refinement is NaKZn3(Fe1.9Cu0.1)∑ 2(CN)12·3.7H2O. This solid phase was formed by reaction of CN and Na+ in the processing solution with Fe2+, Zn2+, and Cu2+ from weathered pyrite, sphalerite, chalcopyrite, and K+ from K-feldspar. Thermodynamic calculations indicate that K2Zn3[Fe(CN)6]2·n(H2O) is stable between pH 5.6 and 10 at the concentrations of K, Zn, Fe and CN in water draining the leach pad. Further oxidation of sulfides in the pad would result in a decrease of pH below 5.6 and promote the dissolution of the cyanide phase.

Abstract

L’utilisation du cyanure pour l’extraction de l’or est très répandu, et les déchêts qui en résultent peuvent contenir des quantités importantes de complexes cyanurés aqueux ainsi que des cyanures à l’état solide. La géochimie des cyanures dissous a bien été étudiée; en revanche, les phases solides ont très rarement été identifiées dans les déchêts miniers. Dans ce travail, nous avons caractérisé une phase cyanurée solide trouvée dans les déchêts obtenus par lixiviation massive pour l’extraction de l’or. Les cristaux pseudocubiques bleus, allant de 2 à 25 μm de diamètre, coexistent avec feldspath, mica, sphalérite, chalcopyrite et pyrite sur un échantillon de syénite provenant du centre de lixiviation 91 à la mine Landusky, au Montana. Nos études par diffraction X d’un monocristal indiquent une maille rhomboédrique [a 12.4980(15), c 32.2618(41) Å] dans le groupe spatial Rc. La phase solide fait partie d’un groupe de cyanures zéolitiques ayant une charpente [(ZnN4)3(FeC6)2]2−, et des cavités où logent deux cations alcalins (K+, Na+ ou Cs+) et H2O. Les analyses effectuées avec une microsonde électronique ont donné, en moyenne, 1.0 Na, 1.6 K, 25.8 Zn, 14.3 Fe, 0.8 Cu, 22.3 C, 26.1 N, et 8.1% H2O par différence (base pondérale). Le rapport 1:1 des atomes Na:K, et le rapport 3:2 des atomes Zn:(Fe2+ + Cu2+), sont conformes avec la formule d’un cyanure zéolitique; la formule calculée à partir des données analytiques et un affinement de la structure serait NaKZn3(Fe1.9Cu0.1) ∑2(CN)12·3.7H2O. Cette phase solide s’est formée par réaction de CN et Na+ dans la solution d’attaque avec Fe2+, Zn2+, et Cu2+ libérés de la pyrite, sphalérite, et la chalcopyrite oxydées, et K+ libéré du feldspath potassique. Les calculs thermodynamiques montrent que le composé K2Zn3[Fe(CN)6]2·n(H2O) est stable à un pH entre 5.6 et 10 aux concentrations de K, Zn, Fe et CN dans l’eau drainant l’amas de minerai traité. Une oxydation plus poussée des sulfures dans cet amas lixivié diminuerait le pH à une valeur de moins de 5.6, ce qui causerait la dissolution de la phase cyanurée.

(Traduit par la Rédaction)

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