Afsløring af processen med guldekstraktion ved hjælp af natriumcyanid

I. Indledning

I det moderne Guldminedrift industri, Natriumcyanid spiller en central rolle. I modsætning til de gammeldags guldpanoreringsmetoder kan nutidens kommercielle guldmineprocesser udvinde guld fra stenmalme med ekstremt lavt guldindhold, nogle gange så lille som 0.005 %, hvor guldet er usynligt for det blotte øje. Natriumcyanid er det vigtigste kemiske middel i denne komplekse udvindingsproces, hvilket muliggør effektiv adskillelse af guld fra malme. Denne artikel vil udforske i detaljer hvordan Natriumcyanid bruges i guldminedrift.

II. Grundlæggende om natriumcyanid

A. Kemiske egenskaber

Natriumcyanid, med den kemiske formel NaCN, er et hvidt krystallinsk fast stof. Det fremstår som granulat eller pulver og er tilbøjeligt til at udvande. Denne forbindelse har en svag lugt af bitre mandler. Med hensyn til opløselighed er det meget opløseligt i vand, mens det kun er lidt opløseligt i ethanol. Kemisk, natriumcyanid er en stærk base og et svagt syresalt. Dens vandige opløsning hydrolyseres for at producere blåsyre, hvilket gør opløsningen stærkt alkalisk. Især natriumcyanid er ekstremt giftigt. Selv en lille mængde, uanset om det er gennem hudkontakt, indånding eller indtagelse, kan føre til alvorlig forgiftning og potentielt være dødelig. Det udøver sin dødelige virkning ved at frigive cyanidioner (CN-), som har en stærkere bindingsaffinitet til jernioner end oxygen. Dette forstyrrer de normale oxidative processer i celler, hvilket i sidste ende resulterer i celleasfyksi og vævshypoksi.

B. Industriel betydning

Ud over sin rolle i guldminedrift har natriumcyanid betydelig betydning i forskellige industrisektorer. I galvaniseringsindustrien tjener det som en afgørende komponent til plettering af kobber, sølv, cadmium og zink. Det hjælper med at reducere den anodiske polarisering, sikre den normale opløsning af anoden, stabilisere pletteringsopløsningen og forbedre den katodiske polarisering for at opnå ensartede pletteringslag af høj kvalitet. Inden for metallurgi er det almindeligt anvendt til udvinding af ædle metaller som guld og sølv. Desuden er det et grundlæggende råmateriale i den kemiske industri til fremstilling af en bred vifte af uorganiske cyanider og generering af blåsyre. Det spiller også en vital rolle i syntesen af ​​organiske materialer såsom organisk glas, forskellige syntetiske materialer, nitrilgummi og syntetiske fibercopolymerer. I farvestofindustrien bruges det til fremstilling af cyanurchlorid, et essentielt mellemprodukt til reaktive farvestoffer og en forløber for blegemidler. Derudover bruger den farmaceutiske industri natriumcyanid i syntesen af ​​forbindelser som cyanoeddikesyremethylester og diethylmalonat. Samlet set gør natriumcyanids alsidighed og reaktivitet det til et uundværligt kemikalie i moderne industrielle processer.

III. Guldmineprocessen med natriumcyanid

A. Malmforberedelse

Det første trin i at bruge natriumcyanid til Guldudvinding forbereder malmen. Store bidder af guldholdig malm knuses i første omgang til mindre stykker ved hjælp af kraftige knusere. Denne primære knusning reducerer malmstørrelsen til en mere overskuelig dimension, typisk omkring 150-300 millimeter. Efterfølgende gennemgår den knuste malm sekundær knusning, ofte med kegleknusere eller slagknusere, hvilket yderligere reducerer partikelstørrelsen til omkring 20-50 millimeter. Derefter males malmen til et fint pulver gennem kuglemøller eller stangmøller, hvilket sikrer, at de fleste partikler er mindre end 0.074 millimeter. Denne finslibning er afgørende, da den øger malmens overflade markant, hvilket letter bedre kontakt og reaktion med cyanidopløsningen i den efterfølgende udvaskningsproces. Derudover kan malmen gennemgå en screeningsproces for at adskille forskellige partikelstørrelser, hvilket giver mulighed for mere præcis kontrol af den kemiske behandling og maksimering af ekstraktionseffektiviteten.

B. Udvaskningsproces

Når malmen er fint forberedt, går den ind i udvaskningsstadiet, som er hjertet i guldudvindingsprocessen med natriumcyanid. Den pulveriserede malm blandes med en omhyggeligt formuleret cyanidopløsning, sædvanligvis med en natriumcyanidkoncentration i området fra 0.05 % til 0.1 %. I dette stadie sker der en kemisk reaktion, hvor guldet i malmen reagerer med cyanidionerne (CN-) i nærværelse af ilt. Den samlede reaktion kan repræsenteres ved ligningen: 4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → 10Na[Au(CN)11] + 20NaOH. Her danner guldatomerne et opløseligt kompleks med cyanidionerne og danner natriumguldcyanid (Na[Au(CN)₂]), som opløses i opløsningen. Udvaskningsprocessen kræver streng kontrol af forskellige parametre. Opløsningens pH holdes på omkring 30-XNUMX for at sikre stabiliteten af ​​cyaniden og forhindre dannelsen af ​​giftig hydrogencyanidgas. Temperatur spiller også en afgørende rolle; typisk holdes det inden for et område på XNUMX-XNUMX°C. For lav temperatur sænker reaktionshastigheden, mens for høj varme kan føre til hurtig fordampning af opløsningen og potentiel udstyrskorrosion. Tilstrækkelig omrøring og beluftning sørges kontinuerligt for at sikre ensartet blanding af malmen og cyanidopløsningen, hvilket fremmer effektiv guldopløsning.

C. Udfældningsstadiet

Efter udvaskningsprocessen er guldet nu i form af opløselige guldcyanidkomplekser i opløsningen. For at genvinde guldet udføres en udfældningsfase. Dette involverer almindeligvis tilsætning af zinkpulver eller aktivt kul til opløsningen. Når zinkpulver anvendes, sker der en fortrængningsreaktion. Zink, der er mere reaktivt end guld, fortrænger guldet fra guldcyanidkomplekset. Den kemiske reaktion kan udtrykkes som: 2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na₂[Zn(CN)2] + XNUMXAu. Guldatomerne reduceres derefter til deres metalliske form og bundfældes ud af opløsningen. Hvis der anvendes aktivt kul, spiller dets høje overfladeareal og adsorptionsegenskaber ind. Guldcyanidkomplekserne adsorberer på overfladen af ​​det aktiverede kul, og adskiller effektivt guldet fra opløsningen. Det fyldte aktive kul behandles derefter yderligere for at genvinde det adsorberede guld. Når udfældningen er afsluttet, filtreres eller centrifugeres den resulterende opslæmning for at adskille det faste guldudfældning fra den resterende væske, som kan indeholde resterende cyanid og andre urenheder.

D. Raffineringsproces

Guldet opnået fra udfældningsstadiet indeholder stadig nogle urenheder og skal raffineres for at opnå den høje renhed, der kræves på markedet. Raffineringsprocessen begynder typisk med smeltning, hvor guldbundfaldet opvarmes til høj temperatur i en ovn. Dette smelter guldet, så tættere urenheder kan synke til bunds, mens det smeltede guld kan skummes af eller hældes i forme. Efterfølgende kan elektrolyse anvendes til yderligere oprensning. I en elektrolysecelle gøres det urene guld til anode, og et tyndt ark rent guld tjener som katode. Når en elektrisk strøm ledes gennem cellen, migrerer guldionerne fra anoden mod katoden og aflejrer sig som rent guld og efterlader de resterende urenheder ved anoden. Gennem disse raffineringstrin kan guldet nå et renhedsniveau på op til 99.99%, hvilket opfylder standarderne for forskellige industrielle, smykkefremstillings- og investeringsapplikationer.

IV. Ansøgninger om sikkerheds- og miljøhensyn

A. Arbejdersikkerhed

I betragtning af den ekstreme toksicitet af natriumcyanid er det af største vigtighed at sikre arbejdstagernes sikkerhed. Arbejdere, der er involveret i guldmineprocessen, der bruger natriumcyanid, skal have en omfattende sikkerhedsuddannelse. De skal være velbevandret i at håndtere kemikaliet, forstå dets potentielle farer og kende de korrekte nødprocedurer. Personlige værnemidler (PPE) er ikke til forhandling. Arbejdere bør bære uigennemtrængelige handsker for at forhindre hudkontakt, beskyttelsesbriller til at beskytte deres øjne og åndedrætsværn for at undgå at indånde potentielt frigivet cyanidgas. Derudover skal der være strenge sikkerhedsprotokoller. For eksempel bør arbejdsområder være godt ventilerede for at minimere koncentrationen af ​​luftbåren cyanid. Arbejdstagere bør også forbydes at spise, drikke eller ryge i områder, hvor natriumcyanid er til stede for at forhindre utilsigtet indtagelse. Regelmæssige lægetjek bør være obligatorisk for at overvåge arbejdstagernes helbred, især dem, der direkte håndterer kemikaliet, for at opdage eventuelle tidlige tegn på cyanideksponering.

B. Miljøpåvirkning

Brugen af ​​natriumcyanid i guldminedrift rejser også betydelige miljøproblemer. Efter guldudvindingsprocessen, de resterende affaldsmaterialer, kendt som Cyanidaffald, indeholder resterende cyanid. Hvis det ikke håndteres korrekt, kan disse tailings udgøre en alvorlig trussel mod miljøet. Cyanid kan udvaskes til jord og grundvand, forurene vandkilder og skade vandlevende organismer. I overfladevand kan selv små mængder cyanid forstyrre den økologiske balance, hvilket fører til fiskedrab og andre negative påvirkninger af biodiversiteten. For at mindske disse miljørisici skal mineselskaber implementere robuste miljøledelsesstrategier. En fremgangsmåde er at behandle cyanidtailings for at reducere cyanidindholdet til sikre niveauer. Dette kan involvere kemiske behandlingsprocesser, såsom oxidation eller udfældningsmetoder, for at omdanne det giftige cyanid til mindre skadelige forbindelser. En anden vigtig foranstaltning er korrekt bortskaffelse og indeslutning af det behandlede tailings. Sikre lossepladser eller tailingsdamme med passende foringer kan forhindre lækage af eventuelle resterende forurenende stoffer til miljøet. Derudover er kontinuerlig overvågning af det omgivende miljø, herunder vandkvalitet og jordbundsforhold, afgørende for at opdage enhver potentiel miljøskade tidligt og træffe korrigerende handlinger omgående.

V. Konklusion

Natriumcyanid er unægtelig et afgørende kemikalie i moderne guldminedrift, hvilket muliggør udvinding af guld fra malme med lavt guldindhold. Det har været grundstenen i guldet Minedrift i årtier, lette produktionen af ​​guld, der driver forskellige industrier, fra smykkefremstilling til højteknologiske applikationer. Men brugen af ​​det kræver den største opmærksomhed på sikkerhed og miljøbeskyttelse. Mineselskaber skal investere i avanceret sikkerhedsudstyr, levere omfattende uddannelse til arbejdere og implementere strenge sikkerhedsprotokoller for at beskytte liv. Samtidig har de en moralsk og juridisk forpligtelse til at håndtere miljøpåvirkningen, behandle cyanidaffald ansvarligt og overvåge økosystemet for at forhindre langsigtede skader. Efterhånden som teknologien udvikler sig, bør forskningen i sikrere og mere miljøvenlige alternativer til natriumcyanid fortsætte. Kun ved at finde en balance mellem effektiv guldudvinding, arbejdersikkerhed og miljømæssig forvaltning kan guldmineindustrien trives bæredygtigt i fremtiden.