Αποκάλυψη της διαδικασίας εξαγωγής χρυσού με χρήση κυανιούχου νατρίου

Ι. Εισαγωγή

Στο σύγχρονο Εξόρυξη χρυσού βιομηχανία, Κυανιούχο νάτριο παίζει καθοριστικό ρόλο. Σε αντίθεση με τις παλιομοδίτικες μεθόδους panning χρυσού, οι σημερινές εμπορικές διεργασίες εξόρυξης χρυσού μπορούν να εξάγουν χρυσό από μεταλλεύματα με εξαιρετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε χρυσό, μερικές φορές τόσο μικροσκοπική όσο 0.005%, όπου ο χρυσός είναι αόρατος με γυμνό μάτι. Το κυανιούχο νάτριο είναι ο βασικός χημικός παράγοντας σε αυτή τη σύνθετη διαδικασία εξόρυξης, επιτρέποντας τον αποτελεσματικό διαχωρισμό του χρυσού από τα μεταλλεύματα. Αυτό το άρθρο θα διερευνήσει λεπτομερώς πώς Κυανιούχο νάτριο χρησιμοποιείται στην εξόρυξη χρυσού.

II. Τα βασικά του κυανιούχου νατρίου

Α. Χημικές ιδιότητες

Το κυανιούχο νάτριο, με τον χημικό τύπο NaCN, είναι ένα λευκό κρυσταλλικό στερεό. Εμφανίζεται ως κόκκοι ή σκόνη και είναι επιρρεπής σε λιποδιάλυση. Αυτή η ένωση έχει μια αμυδρή οσμή πικραμύγδαλου. Όσον αφορά τη διαλυτότητα, είναι πολύ διαλυτό στο νερό, ενώ μόνο ελαφρώς διαλυτό στην αιθανόλη. Χημικά, κυανιούχο νάτριο είναι ισχυρή βάση και άλας ασθενούς οξέος. Το υδατικό του διάλυμα υδρολύεται για να παράγει υδροκυανικό οξύ, καθιστώντας το διάλυμα έντονα αλκαλικό. Συγκεκριμένα, το κυανιούχο νάτριο είναι εξαιρετικά τοξικό. Ακόμη και μια ελάχιστη ποσότητα, είτε μέσω επαφής με το δέρμα, είτε μέσω εισπνοής ή κατάποσης, μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή δηλητηρίαση και δυνητικά θανατηφόρα. Ασκεί τη θανατηφόρα επίδρασή του απελευθερώνοντας ιόντα κυανίου (CN-) που έχουν ισχυρότερη συγγένεια δέσμευσης με τα ιόντα σιδήρου από ότι το οξυγόνο. Αυτό διαταράσσει τις φυσιολογικές οξειδωτικές διεργασίες των κυττάρων, καταλήγοντας τελικά σε κυτταρική ασφυξία και υποξία των ιστών.

Β. Βιομηχανική Σημασία

Πέρα από τον ρόλο του στην εξόρυξη χρυσού, το κυανιούχο νάτριο έχει σημαντική σημασία σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς. Στη βιομηχανία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, χρησιμεύει ως κρίσιμο συστατικό για την επιμετάλλωση χαλκού, αργύρου, καδμίου και ψευδαργύρου. Βοηθά στη μείωση της ανοδικής πόλωσης, διασφαλίζοντας την κανονική διάλυση της ανόδου, σταθεροποιώντας το διάλυμα επιμετάλλωσης και ενισχύοντας την καθοδική πόλωση για να ληφθούν ομοιόμορφα και υψηλής ποιότητας στρώματα επιμετάλλωσης. Στη μεταλλουργία, χρησιμοποιείται ευρέως στην εξόρυξη πολύτιμων μετάλλων όπως ο χρυσός και το ασήμι. Επιπλέον, είναι μια θεμελιώδης πρώτη ύλη στη χημική βιομηχανία για την παραγωγή μιας ποικιλίας ανόργανων κυανιδίων και την παραγωγή υδροκυανικού οξέος. Παίζει επίσης ζωτικό ρόλο στη σύνθεση οργανικών υλικών όπως οργανικό γυαλί, διάφορα συνθετικά υλικά, καουτσούκ νιτριλίου και συμπολυμερή συνθετικών ινών. Στη βιομηχανία βαφής, χρησιμοποιείται για την παραγωγή κυανουρικού χλωριδίου, ενός ουσιαστικού ενδιάμεσου για τις αντιδραστικές βαφές και ενός προδρόμου για λευκαντικούς παράγοντες. Επιπλέον, η φαρμακευτική βιομηχανία χρησιμοποιεί κυανιούχο νάτριο στη σύνθεση ενώσεων όπως ο μεθυλεστέρας του κυανοξεικού οξέος και ο μηλονικός διαιθυλεστέρας. Συνολικά, η ευελιξία και η δραστικότητα του κυανιούχου νατρίου το καθιστούν απαραίτητη χημική ουσία στις σύγχρονες βιομηχανικές διαδικασίες.

III. Η διαδικασία εξόρυξης χρυσού με κυανιούχο νάτριο

Α. Παρασκευή μεταλλεύματος

Το πρώτο βήμα στη χρήση κυανιούχου νατρίου για Εξόρυξη χρυσού ετοιμάζει το μετάλλευμα. Μεγάλα κομμάτια μεταλλεύματος που φέρει χρυσό αρχικά συνθλίβονται σε μικρότερα κομμάτια χρησιμοποιώντας θραυστήρες βαρέως τύπου. Αυτή η πρωτογενής σύνθλιψη μειώνει το μέγεθος του μεταλλεύματος σε μια πιο διαχειρίσιμη διάσταση, συνήθως περίπου 150-300 χιλιοστά. Στη συνέχεια, το θρυμματισμένο μετάλλευμα υφίσταται δευτερογενή σύνθλιψη, συχνά με κωνικούς θραυστήρες ή κρουστικούς θραυστήρες, μειώνοντας περαιτέρω το μέγεθος των σωματιδίων σε περίπου 20-50 χιλιοστά. Μετά από αυτό, το μετάλλευμα αλέθεται σε λεπτή σκόνη μέσω σφαιρόμυλων ή ραβδόμυλων, διασφαλίζοντας ότι τα περισσότερα σωματίδια είναι μικρότερα από 0.074 χιλιοστά. Αυτή η λεπτή άλεση είναι ζωτικής σημασίας καθώς αυξάνει σημαντικά την επιφάνεια του μεταλλεύματος, διευκολύνοντας την καλύτερη επαφή και αντίδραση με το διάλυμα κυανίου στην επακόλουθη διαδικασία έκπλυσης. Επιπλέον, το μετάλλευμα μπορεί να περάσει από μια διαδικασία διαλογής για τον διαχωρισμό διαφορετικών μεγεθών σωματιδίων, επιτρέποντας τον ακριβέστερο έλεγχο της χημικής επεξεργασίας και τη μεγιστοποίηση της απόδοσης εκχύλισης.

Β. Διαδικασία έκπλυσης

Μόλις το μετάλλευμα παρασκευαστεί καλά, εισέρχεται στο στάδιο της έκπλυσης, το οποίο είναι η καρδιά της διαδικασίας εξόρυξης χρυσού με κυανιούχο νάτριο. Το κονιοποιημένο μετάλλευμα αναμιγνύεται με ένα προσεκτικά διαμορφωμένο διάλυμα κυανιδίου, συνήθως με συγκέντρωση κυανιούχου νατρίου που κυμαίνεται από 0.05% έως 0.1%. Σε αυτό το στάδιο, συμβαίνει μια χημική αντίδραση όπου ο χρυσός στο μετάλλευμα αντιδρά με τα ιόντα κυανίου (CN-) παρουσία οξυγόνου. Η συνολική αντίδραση μπορεί να αναπαρασταθεί από την εξίσωση: 4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → 10Na[Au(CN)11] + 20NaOH. Εδώ, τα άτομα χρυσού σχηματίζουν ένα διαλυτό σύμπλοκο με τα ιόντα κυανίου, δημιουργώντας κυανιούχο νάτριο χρυσού (Na[Au(CN)30]), το οποίο διαλύεται στο διάλυμα. Η διαδικασία έκπλυσης απαιτεί αυστηρό έλεγχο διαφόρων παραμέτρων. Το pH του διαλύματος διατηρείται περίπου στο XNUMX-XNUMX για να εξασφαλιστεί η σταθερότητα του κυανίου και να αποτραπεί ο σχηματισμός τοξικού αερίου υδροκυανίου. Η θερμοκρασία παίζει επίσης ζωτικό ρόλο. τυπικά, διατηρείται σε μια περιοχή από XNUMX-XNUMX°C. Η πολύ χαμηλή θερμοκρασία επιβραδύνει τον ρυθμό αντίδρασης, ενώ η υπερβολική θερμότητα μπορεί να οδηγήσει σε ταχεία εξάτμιση του διαλύματος και πιθανή διάβρωση του εξοπλισμού. Παρέχονται συνεχώς επαρκής ανάδευση και αερισμός για την εξασφάλιση ομοιόμορφης ανάμειξης του μεταλλεύματος και του διαλύματος κυανίου, προάγοντας την αποτελεσματική διάλυση του χρυσού.

Γ. Στάδιο βροχόπτωσης

Μετά τη διαδικασία έκπλυσης, ο χρυσός έχει πλέον τη μορφή διαλυτών συμπλεγμάτων κυανιούχου χρυσού στο διάλυμα. Για την ανάκτηση του χρυσού, πραγματοποιείται ένα στάδιο καθίζησης. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει την προσθήκη σκόνης ψευδαργύρου ή ενεργού άνθρακα στο διάλυμα. Όταν χρησιμοποιείται σκόνη ψευδάργυρου, λαμβάνει χώρα μια αντίδραση μετατόπισης. Ο ψευδάργυρος, όντας πιο δραστικός από τον χρυσό, εκτοπίζει τον χρυσό από το σύμπλεγμα κυανιούχου χρυσού. Η χημική αντίδραση μπορεί να εκφραστεί ως: 2Na[Au(CN)2] + Zn → NaXNUMX[Zn(CN)XNUMX] + XNUMXAu. Τα άτομα χρυσού στη συνέχεια ανάγονται στη μεταλλική τους μορφή και καθιζάνουν έξω από το διάλυμα. Εάν χρησιμοποιείται ενεργός άνθρακας, η υψηλή του επιφάνεια και οι ιδιότητες προσρόφησης παίζουν ρόλο. Τα σύμπλοκα κυανιούχου χρυσού απορροφώνται στην επιφάνεια του ενεργού άνθρακα, διαχωρίζοντας αποτελεσματικά τον χρυσό από το διάλυμα. Ο φορτωμένος ενεργός άνθρακας στη συνέχεια υποβάλλεται σε περαιτέρω επεξεργασία για την ανάκτηση του προσροφημένου χρυσού. Μόλις ολοκληρωθεί η καθίζηση, ο προκύπτων πολτός διηθείται ή φυγοκεντρείται για να διαχωριστεί το στερεό ίζημα χρυσού από το υπόλοιπο υγρό, το οποίο μπορεί να περιέχει υπολειμματικό κυάνιο και άλλες ακαθαρσίες.

Δ. Διαδικασία διύλισης

Ο χρυσός που λαμβάνεται από το στάδιο της καθίζησης εξακολουθεί να περιέχει ορισμένες ακαθαρσίες και πρέπει να εξευγενιστεί για να επιτευχθεί η υψηλή καθαρότητα που απαιτείται στην αγορά. Η διαδικασία εξευγενισμού συνήθως ξεκινά με την τήξη, όπου το ίζημα χρυσού θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία σε έναν κλίβανο. Αυτό λιώνει τον χρυσό, επιτρέποντας σε πιο πυκνές ακαθαρσίες να βυθιστούν στον πυθμένα, ενώ ο λιωμένος χρυσός μπορεί να αποβουτυρωθεί ή να χυθεί σε καλούπια. Στη συνέχεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ηλεκτρόλυση για περαιτέρω καθαρισμό. Σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο, ο ακάθαρτος χρυσός γίνεται η άνοδος και ένα λεπτό φύλλο καθαρού χρυσού χρησιμεύει ως κάθοδος. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από την κυψέλη, τα ιόντα χρυσού από την άνοδο μεταναστεύουν προς την κάθοδο και εναποτίθενται ως καθαρός χρυσός, αφήνοντας πίσω τις υπόλοιπες ακαθαρσίες στην άνοδο. Μέσω αυτών των βημάτων διύλισης, ο χρυσός μπορεί να φτάσει σε επίπεδο καθαρότητας έως και 99.99%, πληρώντας τα πρότυπα για διάφορες βιομηχανικές, κοσμηματοποιητικές και επενδυτικές εφαρμογές.

IV. Εφαρμογές Ασφάλειας και Περιβαλλοντικής Θεώρησης

Α. Ασφάλεια εργαζομένων

Δεδομένης της εξαιρετικής τοξικότητας του κυανιούχου νατρίου, η διασφάλιση της ασφάλειας των εργαζομένων είναι υψίστης σημασίας. Οι εργαζόμενοι που συμμετέχουν στη διαδικασία εξόρυξης χρυσού με χρήση κυανιούχου νατρίου πρέπει να λαμβάνουν ολοκληρωμένη εκπαίδευση για την ασφάλεια. Πρέπει να είναι καλά γνώστες στο χειρισμό της χημικής ουσίας, να κατανοούν τους πιθανούς κινδύνους της και να γνωρίζουν τις σωστές διαδικασίες έκτακτης ανάγκης. Ο εξοπλισμός ατομικής προστασίας (ΜΑΠ) είναι αδιαπραγμάτευτος. Οι εργαζόμενοι θα πρέπει να φορούν αδιαπέραστα γάντια για να αποτρέψουν την επαφή με το δέρμα, γυαλιά για να προστατεύουν τα μάτια τους και αναπνευστήρες για να αποφύγουν την εισπνοή τυχόν αερίου κυανίου που απελευθερώνεται. Επιπλέον, πρέπει να υπάρχουν αυστηρά πρωτόκολλα ασφαλείας. Για παράδειγμα, οι χώροι εργασίας θα πρέπει να αερίζονται καλά για να ελαχιστοποιηθεί η συγκέντρωση οποιουδήποτε αερομεταφερόμενου κυανίου. Θα πρέπει επίσης να απαγορεύεται στους εργαζομένους να τρώνε, να πίνουν ή να καπνίζουν σε περιοχές όπου υπάρχει κυανιούχο νάτριο για να αποφευχθεί η τυχαία κατάποση. Οι τακτικοί ιατρικοί έλεγχοι θα πρέπει να είναι υποχρεωτικοί για την παρακολούθηση της υγείας των εργαζομένων, ιδιαίτερα εκείνων που χειρίζονται άμεσα τη χημική ουσία, για την ανίχνευση τυχόν πρώιμων ενδείξεων έκθεσης σε κυάνιο.

Β. Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις

Η χρήση κυανιούχου νατρίου στην εξόρυξη χρυσού εγείρει επίσης σημαντικές περιβαλλοντικές ανησυχίες. Μετά τη διαδικασία εξόρυξης χρυσού, τα υπόλοιπα απόβλητα υλικά, γνωστά ως Απορρίμματα κυανίου, περιέχουν υπολείμματα κυανίου. Εάν δεν γίνει σωστή διαχείριση, αυτά τα απορρίμματα μπορεί να αποτελέσουν σοβαρή απειλή για το περιβάλλον. Το κυάνιο μπορεί να εκπλυθεί στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα, μολύνοντας τις πηγές νερού και βλάπτοντας την υδρόβια ζωή. Στα επιφανειακά ύδατα, ακόμη και μικρές ποσότητες κυανίου μπορεί να διαταράξουν την οικολογική ισορροπία, οδηγώντας σε θανάτωση ψαριών και άλλες αρνητικές επιπτώσεις στη βιοποικιλότητα. Για τον μετριασμό αυτών των περιβαλλοντικών κινδύνων, οι εταιρείες εξόρυξης πρέπει να εφαρμόσουν ισχυρές στρατηγικές περιβαλλοντικής διαχείρισης. Μια προσέγγιση είναι η επεξεργασία των υπολειμμάτων κυανίου ώστε να μειωθεί η περιεκτικότητα σε κυάνιο σε ασφαλή επίπεδα. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει διαδικασίες χημικής επεξεργασίας, όπως μεθόδους οξείδωσης ή καθίζησης, για τη μετατροπή του τοξικού κυανίου σε λιγότερο επιβλαβείς ενώσεις. Ένα άλλο σημαντικό μέτρο είναι η σωστή διάθεση και περιορισμός των επεξεργασμένων απορριμμάτων. Ασφαλίστε τους χώρους υγειονομικής ταφής ή τις δεξαμενές απορριμμάτων με τις κατάλληλες επενδύσεις μπορούν να αποτρέψουν τη διαρροή τυχόν υπολειπόμενων ρύπων στο περιβάλλον. Επιπλέον, η συνεχής παρακολούθηση του περιβάλλοντος περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένης της ποιότητας του νερού και των συνθηκών του εδάφους, είναι απαραίτητη για την έγκαιρη ανίχνευση πιθανής περιβαλλοντικής ζημίας και την έγκαιρη λήψη διορθωτικών μέτρων.

V. Συμπέρασμα

Το κυανιούχο νάτριο είναι αναμφισβήτητα μια κρίσιμη χημική ουσία στη σύγχρονη εξόρυξη χρυσού, που επιτρέπει την εξόρυξη χρυσού από μεταλλεύματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε χρυσό. Ήταν ο ακρογωνιαίος λίθος του χρυσού Μεταλλευτική βιομηχανία για δεκαετίες, διευκολύνοντας την παραγωγή χρυσού που τροφοδοτεί διάφορες βιομηχανίες, από την κατασκευή κοσμημάτων έως τις εφαρμογές υψηλής τεχνολογίας. Ωστόσο, η χρήση του απαιτεί τη μέγιστη προσοχή στην ασφάλεια και την προστασία του περιβάλλοντος. Οι εταιρείες εξόρυξης πρέπει να επενδύσουν σε εξοπλισμό ασφαλείας τελευταίας τεχνολογίας, να παρέχουν ολοκληρωμένη εκπαίδευση στους εργαζομένους και να εφαρμόζουν αυστηρά πρωτόκολλα ασφαλείας για τη διαφύλαξη ζωών. Ταυτόχρονα, έχουν ηθική και νομική υποχρέωση να διαχειριστούν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, να αντιμετωπίζουν υπεύθυνα τα απορρίμματα κυανίου και να παρακολουθούν το οικοσύστημα για την πρόληψη μακροπρόθεσμων ζημιών. Καθώς η τεχνολογία προχωρά, η έρευνα για ασφαλέστερες και πιο φιλικές προς το περιβάλλον εναλλακτικές λύσεις έναντι του κυανιούχου νατρίου θα πρέπει να συνεχιστεί. Μόνο με την επίτευξη ισορροπίας μεταξύ της αποτελεσματικής εξόρυξης χρυσού, της ασφάλειας των εργαζομένων και της περιβαλλοντικής διαχείρισης μπορεί η βιομηχανία εξόρυξης χρυσού να ευδοκιμήσει βιώσιμα στο μέλλον.