Siyanid qızıl şlamının təmizlənməsi üçün xlorlama prosesi

giriş

Qızıl hasilatı sənayesində siyanid qızıl çamuru siyanidləşmə prosesi zamanı əmələ gələn əlavə məhsuldur. Bu çamurda yalnız qızıl və gümüş kimi qiymətli metallar deyil, həm də siyanid kimi zərərli maddələr var . Siyanid qızıl çamurunun emalı həm resursların bərpası, həm də ətraf mühitin qorunması üçün çox vacibdir. Xlorlama prosesi bu çamurun emalı üçün təsirli bir üsul kimi ortaya çıxmış və qiymətli metalları ayırmaq və siyanid tərkibli maddələri zərərsizləşdirmək üçün bir yol təqdim etmişdir.

Xlorlama prosesinin prinsipləri

Oksidləşmə və seçici həll

Xlorlama prosesi müəyyən bir mühitdə metalların fərqli oksidləşmə-reduksiya potensiallarından faydalanır. Sianid qızıl çamurunun emalı kontekstində, xlorlayıcı maddə (məsələn, turşu mühitdə natrium xlorat) əlavə edildikdə, sink, dəmir, qurğuşun və mis kimi daha aşağı oksidləşmə-reduksiya potensialına malik metallar üstünlük təşkil edən şəkildə oksidləşir və məhlulda həll olunur. Məsələn, xlorid turşusu mühitində qızıl çamurundakı metallar məhlul ilə reaksiyaya girir. Daha sonra, natrium xlorat əlavə edildikdə, məhlul potensialı artır və xlorid turşusunda həll olmayan mis və digər çirklərin tam oksidləşməsinə və həll olunmasına imkan verir. Məhlul potensialını dəqiq idarə etməklə, gümüş və qızıl kimi qiymətli metallar qalıqda qala bilər.

Siyanidlərin məhv edilməsi

Qızıl çamurundakı siyanid çox zəhərlidir. Xlorlama siyanidin məhv edilməsində də rol oynaya bilər. Qələvi mühitdə xlor əsaslı oksidləşdirici maddə (məsələn, xlor qazı, natrium hipoxlorit və s.) əlavə edildikdə, siyanid əvvəlcə siyanata oksidləşir və daha sonra karbon qazı və azota oksidləşir. Ümumi reaksiya mexanizmi belədir: Qələvi məhlulun iştirakı ilə əlavə edilmiş xlor tərkibli oksidləşdirici maddə OCl⁻ kimi növlər əmələ gətirir. Sianid (CN⁻) OCl⁻ ilə reaksiyaya girir və bir sıra oksidləşmə reaksiyaları vasitəsilə daha az zərərli maddələrə çevrilir.

Siyanid qızıl şlamının təmizlənməsində xlorlama prosesinin tətbiqi mərhələləri

Əvvəlcədən müalicə

Xlorlama prosesindən əvvəl sianid qızıl şlamı adətən ilkin təmizlənməyə ehtiyac duyur. Bu, lilin hissəcik ölçüsünü azaltmaq üçün üyüdülmə kimi prosesləri əhatə edə bilər ki, bu da lil və xlorlaşdırıcı agent arasında təmas sahəsini artıra və bununla da reaksiyanın səmərəliliyini artıra bilər. Əlavə olaraq, çamurun tərkibində xlorlama reaksiyasına mane ola biləcək çoxlu miqdarda çirklər varsa, məsələn, müəyyən metal oksidləri və ya sulfidlərin həddindən artıq miqdarı varsa, bu müdaxilə edən maddələri çıxarmaq üçün müvafiq reagentlərlə əvvəlcədən yuyulma aparıla bilər.

Xlorlama reaksiyası

1.Birinci mərhələ - Xlorlama (Çirkinlərin Təmizlənməsi)

• Xlorlama reaksiyasının birinci mərhələsində əsas məqsəd sianid qızıl şlamından əsas metalların çıxarılmasıdır. Çamur uyğun bir turşu mühiti (adətən xlorid turşusu) olan bir reaksiya qabına yerləşdirilir. Sonra, natrium xlorat kimi bir xlorlaşdırıcı agent tədricən əlavə olunur. Reaksiya temperaturu, turşuluq və xlorlaşdırıcı maddənin əlavə edilmə sürətinə diqqətlə nəzarət edilməlidir. Məsələn, reaksiya temperaturu müəyyən bir diapazonda, adətən 40 - 60 °C ətrafında saxlanıla bilər və xlorid turşusu məhlulunun turşuluğu müvafiq konsentrasiyaya, adətən 1 - 3 mol/L ətrafında tənzimlənir.

• Bu proses zamanı reaksiya sisteminin oksidləşmə - reduksiya potensialına nəzarət edilir. Potensial müəyyən bir həddə çatdıqda (məsələn, müəyyən əsas metalların çıxarılması üçün potensial 400 - 450 mV arasında idarə oluna bilər), sink, dəmir və misin bir hissəsi kimi əsas metallar oksidləşir və məhlulda həll olunur. Reaksiya müddəti lilin tərkibindən və hissəcik ölçüsündən asılı olaraq dəyişir, ümumiyyətlə 2-4 saat arasında dəyişir.

2.İkinci - Mərhələ Xlorlama (Qızıl və Gümüş Ayırma)

• Çirklənmənin təmizlənməsinin birinci mərhələsindən sonra qalıq əsasən qızıl, gümüş və bəzi qalan çirkləri ehtiva edir. İkinci - xlorlama mərhələsində qızıl və ya gümüşü seçici şəkildə həll etmək üçün şərtlər tənzimlənir. Məqsəd qızılı həll etməkdirsə, oksidləşmə - reduksiya potensialını artırmaq üçün reaksiya şəraiti düzəldilir. Məsələn, daha çox natrium xlorat əlavə etməklə və turşuluğu və temperaturu müvafiq qaydada tənzimləməklə potensial qızılın oksidləşə və həll oluna biləcəyi həddə qədər artırıla bilər (adətən 1000 - 1050 mV).

• Reaksiya davam etdikcə qızıl məhlulda həll olunan qızıl xlorid komplekslərinə çevrilir. Gümüş müəyyən şəraitdə həll olunmayan gümüş xlorid əmələ gətirə və qalıqda qala bilər. Bu mərhələ üçün reaksiya müddəti lildəki qızılın miqdarından asılı olaraq təxminən 0.5 - 1 saat ola bilər.

Metalların bərpası

1.Qızılın Bərpası

• Qızıl məhlulda qızıl xlorid kompleksləri şəklində həll edildikdən sonra onu reduksiya yolu ilə əldə etmək olar. Natrium sulfit, oksalat turşusu və ya hidrazin kimi azaldıcı maddələrdən istifadə edilə bilər. Azaldıcı vasitə kimi natrium sulfit istifadə edildikdə, məhlul müvafiq pH dəyərinə (adətən 1 - 2 ətrafında) uyğunlaşdırılır və sonra tədricən natrium sulfit əlavə edilir. Qızıl xlorid komplekslərinin natrium sulfitlə reduksiyası üçün reaksiya tənliyi belədir: 3H₂O + 3Na₂SO₃+2HAuCl₄ = 3Na₂SO₄ + 8HCl + 2Au.

• Məhlulun oksidləşmə - reduksiya potensialının ölçülməsi ilə reduksiya prosesi də izlənilir. Potensial müəyyən bir dəyərə çatdıqda azalmanın son nöqtəsi müəyyən edilə bilər (məsələn, natrium sulfitdən istifadə edərək reduksiyanın birinci mərhələsi üçün son nöqtə potensialı 590 - 730 mV ətrafında ola bilər). Sonra çökdürülmüş qızıl süzülür, yuyulur və təmiz qızıl məhsulları əldə etmək üçün qurudulur.

2. Gümüş Bərpa

• Gümüş xlorlamanın ikinci mərhələsindən sonra qalıqda qalsa, gümüşü bərpa etmək üçün daha da emal oluna bilər. Ümumi üsullardan biri gümüşü həll etmək üçün qalığı uyğun bir reagentlə müalicə etməkdir, məsələn, gümüş nitrat məhlulu yaratmaq üçün gümüş xloridini həll etmək üçün nitrat turşusundan istifadə etmək. Daha sonra gümüş nitrat məhlulundan elektroliz və ya uyğun reduksiya vasitəsi ilə reduksiya kimi üsullarla əldə edilə bilər.

Siyanid tərkibli Çirkab Su Təmizləmə

Sianid qızıl şlamının xlorlaşdırılması prosesi zamanı yaranan tullantı sularında sianid qalıqları var. Ətraf mühitin axıdılması standartlarına cavab vermək üçün bu tullantı suları təmizlənməlidir. Qələvi xlorlama bu tip çirkab suların təmizlənməsi üçün ümumi üsuldur. Qələvi mühitdə (pH > 10) çirkab suya xlor əsaslı oksidləşdirici əlavə edilir. Çirkab sulardakı siyanür əvvəlcə siyanat halına salınır, sonra isə daha sonra toksik olmayan karbon dioksid və azota oksidləşir. Reaksiya siyanidin tam oksidləşməsini təmin etmək üçün müvafiq qarışdırma və reaksiya vaxtı şəraitində aparılır.

Xlorlama prosesinin üstünlükləri

Yüksək Metal Bərpa Tezliyi

Xlorlama prosesi sianid qızıl şlamında qiymətli metalların yüksək bərpa sürətinə nail ola bilər. Reaksiya şərtlərinə və oksidləşmə - reduksiya potensialına dəqiq nəzarət etməklə, qızıl və gümüşü seçici şəkildə həll etmək və bərpa etmək, eyni zamanda əsas metal çirklərini effektiv şəkildə təmizləmək mümkündür. Məsələn, yaxşı optimallaşdırılmış proseslərdə qızılın əldə edilməsi əmsalı 95%-dən çox ola bilər və çamurun ilkin tərkibindən asılı olaraq gümüşün əldə etmə dərəcəsi də nisbətən yüksək ola bilər.

Effektiv siyanidin məhv edilməsi

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, xlorlama prosesi qızıl şlamında yüksək zəhərli siyanidi effektiv şəkildə məhv edə bilər. Bu, ətraf mühitin mühafizəsi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki siyanidin ətraf mühitə atılmasının qarşısını ala, insan sağlamlığına və ekoloji mühitə potensial zərəri azalda bilər.

Müxtəlif lil tərkiblərinə uyğunlaşma

Xlorlama prosesi müxtəlif tərkibli sianid qızıl şlamlarına yaxşı uyğunlaşma qabiliyyətini göstərir. Şlamın tərkibində qızılın, gümüşün və müxtəlif əsas metalların yüksək və ya aşağı olmasından asılı olmayaraq, effektiv müalicəyə nail olmaq üçün xlorlaşdırıcı agentin növü və miqdarı, reaksiya temperaturu, turşuluq və oksidləşmə - reduksiya potensialı kimi reaksiya şəraitinin müvafiq tənzimlənməsi aparıla bilər.

Xlorlama Prosesində Çətinliklər və Həll Yolları

Avadanlıqların Korroziyası

Xlorlama prosesində asidik və oksidləşdirici mühit avadanlıqların ciddi korroziyasına səbəb ola bilər. Xlor tərkibli oksidləşdiricilərin və turşu mühitin, xüsusən də xlorid turşusunun istifadəsi reaksiya qablarını, boru kəmərlərini və digər avadanlıqları korlaya bilər. Bu problemi həll etmək üçün korroziyaya davamlı materiallar seçilməlidir. Məsələn, reaksiya qabları yüksək keyfiyyətli paslanmayan polad, titan ərintiləri kimi materiallardan hazırlana bilər və ya rezin və ya qrafit kimi korroziyaya davamlı materiallarla örtülmüş ola bilər. Korroziya ilə bağlı problemləri vaxtında aşkar etmək və təmir etmək üçün avadanlığın müntəzəm yoxlanılması və texniki xidməti də lazımdır.

Zəhərli məhsulların yaranması

Xlorlama prosesi zamanı, xüsusən siyanid tərkibli maddələrin müalicəsi zamanı zəhərli əlavə məhsulların əmələ gəlməsi riski var. Məsələn, siyanid oksidləşdikdə, zəhərli olan siyanogen xlorid yarana bilər. Bu problemi həll etmək üçün müvafiq reaksiya şəraitinə ciddi nəzarət edilməlidir. Sianidin oksidləşməsi vəziyyətində qələvi mühitin saxlanması siyanogen xloridin əmələ gəlməsinin qarşısını ala bilər. Bundan əlavə, zəhərli qazların yığılmasının qarşısını almaq üçün istehsal sahəsində müvafiq ventilyasiya və qaz təmizləmə sistemləri quraşdırılmalıdır.

Yüksək enerji və reagent istehlakı

Xlorlama prosesi tez-tez avadanlığın qızdırılması, qarışdırılması və istismarı üçün müəyyən miqdarda enerji tələb edir. Bundan əlavə, xlorlaşdırıcı maddələrin və digər reagentlərin istifadəsi də xərclərə səbəb olur. Enerji və reagent istehlakını azaltmaq üçün prosesin optimallaşdırılması həyata keçirilə bilər. Məsələn, reaksiya şəraitini optimallaşdırmaq, lazımsız qızdırma və qarışdırma vaxtlarını azaltmaqla və daha yaxşı proses dizaynı və nəzarət vasitəsilə reagentlərin istifadə dərəcəsini yaxşılaşdırmaqla reaksiya səmərəliliyini artırmaq.

Nəticə

Xlorlama prosesi sianid qızıl şlamının təmizlənməsi üçün perspektivli üsuldur. O, qiymətli metalların bərpasını və siyanid tərkibli maddələrin detoksifikasiyasını birləşdirir. Onun tətbiqində bəzi çətinliklər olsa da, texnologiyanın davamlı təkmilləşdirilməsi və müvafiq həllərin qəbulu ilə xlorlama prosesi qızıl hasilatı sənayesində getdikcə daha mühüm rol oynaya bilər, həm iqtisadi faydalara, həm də ətraf mühitin qorunmasına töhfə verə bilər.