Les aplicacions industrials del cianur de sodi: múltiples funcions des de la mineria fins a la síntesi química

El cianur de sodi, una substància química que sona descoratjadora, té un paper indispensable i divers en l'àmbit industrial. És àmpliament present en moltes indústries, des de Mineria a Síntesi química, i té un impacte profund en el desenvolupament de la indústria moderna.

Extracció d'or a la mineria

A la indústria minera, l'ús més conegut de Cianur de sodi és per Extracció d'or. L'or sovint existeix en forma de partícules molt fines disperses en minerals i és difícil de separar directament. El cianur de sodi pot reaccionar químicament amb l'or per formar complexos solubles en aigua - or - cianur. El procés específic és el següent: després que el mineral que conté or passa a tractaments preliminars com ara la trituració i la mòlta, es barreja amb una solució que conté cianur de sodi i s'introdueix aire. En condicions alcalines, l'ió cianur (CN⁻) del cianur de sodi reacciona amb l'or de la següent manera: 4Au + 8NaCN+O₂ + 2H₂O = 4Na[Au(CN)₂]+4NaOH. El complex or - cianur generat es pot reduir a partir de la solució mitjançant una sèrie de processos posteriors, com ara el desplaçament amb pols de zinc, per aconseguir la separació de l'or d'altres impureses. Aquest mètode ha millorat considerablement l'eficiència de l'extracció d'or, fet que ha permès extreure econòmicament minerals d'or de baixa qualitat que originalment eren difícils d'explotar, establint una base sòlida per al desenvolupament de la indústria mundial de l'or. En algunes mines d'or grans, es pot utilitzar una gran quantitat de cianur de sodi cada dia per processar desenes de milers de tones de mineral, produint contínuament or preciós.

Matèries primeres per a la síntesi química

En el camp de la síntesi química orgànica, el cianur de sodi és una matèria primera extremadament important. Sovint s'utilitza per introduir el grup funcional ciano (-CN), que té una gran importància Síntesi orgànica i es pot convertir en diversos altres grups funcionals mitjançant reaccions químiques posteriors, com ara el grup carboxil (-COOH) i el grup amino (-NH₂). Per exemple, quan un hidrocarbur halogenat reacciona amb cianur de sodi en una reacció de substitució nucleòfila, l'àtom d'halogen es substitueix pel grup ciano per formar un compost de nitril. Prenent com a exemple la reacció del bromur d'etil i el cianur de sodi: C₂H₅Br + NaCN → C₂H₅CN + NaBr. El propionitril generat es pot hidrolitzar més per obtenir àcid propiònic o reduir-se per obtenir propilamina. Aquest mètode d'introduir un grup ciano a través del cianur de sodi i després convertir el grup funcional proporciona una via important per a la diversificació estructural de compostos orgànics i s'utilitza àmpliament en indústries com la síntesi de fàrmacs i la síntesi de colorants. Les vies de síntesi de molts fàrmacs comuns impliquen cianur de sodi, i és com un "bloc de construcció" clau per construir l'estructura de les molècules orgàniques.

Indústria Química Fina

En la producció de productes químics fins, el cianur de sodi també té un paper important. Per exemple, en la producció de certs additius de cautxú i plàstics d'enginyeria d'alt rendiment, les reaccions que impliquen cianur de sodi poden dotar els productes de propietats úniques. En la síntesi de polimetacrilat de metil (PMMA, comunament conegut com plexiglàs), s'utilitza un intermedi sintetitzat amb la participació de cianur de sodi. Mitjançant reaccions químiques específiques, el compost que conté ciano es converteix en un monòmer amb una estructura i propietats específiques, i després es polimeritza per obtenir material PMMA amb un rendiment excel·lent. Aquest material s'utilitza àmpliament en el camp òptic, la decoració arquitectònica, etc. A més, en la producció d'alguns acceleradors de vulcanització per a cautxús d'alt rendiment, el cianur de sodi també és una matèria primera important. Pot promoure el procés de vulcanització del cautxú i millorar la resistència, la resistència al desgast i altres propietats dels productes de cautxú, permetent que els productes de cautxú compleixin millor les necessitats de diversos escenaris d'aplicació d'alta resistència, com ara pneumàtics d'automòbils i cintes transportadores industrials.

Aplicacions a la indústria de la galvanoplastia

La Indústria de galvanoplastia és un altre camp d'aplicació important del cianur de sodi. En el procés de galvanoplastia, és necessari dipositar uniformement una capa d'un altre metall a la superfície d'un metall per millorar la resistència a la corrosió, la decoració i altres propietats del metall. El cianur de sodi té múltiples funcions en la solució de galvanoplastia. D'una banda, pot formar complexos estables amb ions metàl·lics a la solució de revestiment, controlant la taxa de deposició d'ions metàl·lics a la superfície del càtode, de manera que el recobriment sigui més uniforme i fi. Per exemple, en el procés de revestiment de coure, el cianur de sodi forma ions complexos com [Cu(CN)₂]⁻ amb ions de coure. Quan aquests ions complexos es descarreguen al càtode, els àtoms de coure es poden dipositar uniformement a la superfície de l'objecte a xapar, obtenint un recobriment de coure llis i dens. D'altra banda, el cianur de sodi també pot millorar la conductivitat elèctrica de la solució de revestiment i la capacitat de dispersió de la solució de revestiment, permetent que les peces de treball de forma complexa també obtinguin un bon efecte de recobriment. Tot i que a causa de la toxicitat del cianur de sodi, en els darrers anys s'han desenvolupat processos de galvanoplastia lliure de cianur, en alguns camps amb requisits extremadament alts de qualitat de recobriment, com ara la galvanoplastia de components electrònics i peces aeroespacials, el procés de galvanoplastia que conté cianur encara ocupa una certa quota de mercat pels seus avantatges únics, i el cianur de sodi encara juga un paper important en aquestes aplicacions de galvanoplastia.

Altres aplicacions industrials

A més dels camps principals esmentats anteriorment, el cianur de sodi també s'utilitza en altres processos industrials. En el Tractament tèrmic de metalls indústria, el cianur de sodi es pot utilitzar per al tractament de cianuració de l'acer. En escalfar l'acer en un entorn que conté cianur de sodi i altres mitjans, el nitrogen i el carboni s'infiltren simultàniament a la superfície de l'acer per formar una capa de cianur d'alta duresa, alta resistència al desgast i bones propietats anticonvulsacions, millorant el rendiment integral de la superfície de l'acer. S'utilitza àmpliament en el tractament de peces clau en els camps de la fabricació de maquinària i peces d'automoció. En alguns processos metal·lúrgics especials, el cianur de sodi també es pot utilitzar per separar i purificar certs metalls rars. Mitjançant la formació de complexos específics amb metalls rars, s'aconsegueix la separació de metalls rars d'altres impureses, proporcionant possibilitats per a la utilització eficient de metalls rars.

Tanmateix, hem de reconèixer clarament que el cianur de sodi és extremadament tòxic i suposa una gran amenaça per al medi ambient i la salut humana. Durant la seva producció, emmagatzematge, transport i ús, s'han de seguir estrictament les normes de seguretat rellevants i els requisits de protecció del medi ambient, i s'han d'adoptar mesures de protecció perfectes i mètodes de tractament de residus per garantir que els seus perills potencials es controlin eficaçment. Tot i que el cianur de sodi té un paper important a la indústria, amb el continu progrés de la ciència i la tecnologia, la gent també està explorant de manera activa alternatives més segures i respectuoses amb el medi ambient per reduir la dependència d'aquesta substància altament tòxica. Però en l'etapa actual, a causa de les seves propietats químiques úniques, el cianur de sodi encara ocupa amb fermesa múltiples funcions clau insubstituïbles en molts camps industrials, des de la mineria fins a la síntesi química, promovent contínuament el desenvolupament de la indústria moderna.