Έλεγχος τιμής pH διαλύματος κυανιούχου νατρίου στην έκπλυση σωρού για εξαγωγή χρυσού

1. Εισαγωγή

Η έκπλυση σωρών είναι μια διαδεδομένη τεχνική για την εξόρυξη χρυσού από μεταλλεύματα χαμηλής ποιότητας. Σε αυτή τη διαδικασία, Κυανιούχο νάτριο Το διάλυμα χρησιμοποιείται συχνά ως παράγοντας έκπλυσης. Μεταξύ των πολυάριθμων παραγόντων που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια της έκπλυσης σωρού, ο έλεγχος της τιμής pH του Διάλυμα κυανιούχου νατρίου είναι υψίστης σημασίας.

2. Χημικές αρχές που διέπουν τον έλεγχο της τιμής του pH

2.1 Αντίδραση διάλυσης χρυσού

Οταν χρησιμοποιείτε Κυανιούχο νάτριο λύση για την έκπλυση χρυσού, εμφανίζεται μια συγκεκριμένη χημική αντίδραση. Υπό αλκαλικές συνθήκες, αυτή η αντίδραση είναι πιο αποτελεσματική. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, κυανιούχο Τα ιόντα στο διάλυμα αλληλεπιδρούν με τον χρυσό. Αυτή η αλληλεπίδραση έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαλυτών συμπλεγμάτων χρυσού - κυανίου, που επιτρέπει την εξαγωγή χρυσού από το μετάλλευμα.

2.2 Σταθερότητα κυανίου και pH

Το κυάνιο υπάρχει σε κατάσταση ισορροπίας εντός του διαλύματος. Το κυάνιο μπορεί να αντιδράσει με ιόντα υδρογόνου που υπάρχουν στο διάλυμα. Όταν το διάλυμα είναι πιο όξινο (χαμηλότερες τιμές pH), αυτή η αντίδραση οδηγεί στο σχηματισμό υδροκυανίου, ενός εξαιρετικά τοξικού αερίου. Αυτό όχι μόνο προκαλεί απώλεια κυανίου, αυξάνοντας την κατανάλωση του παράγοντα έκπλυσης, αλλά αποτελεί επίσης σοβαρή απειλή για την υγεία και την ασφάλεια των εργαζομένων λόγω της τοξικότητας του υδροκυανίου. Επομένως, η διατήρηση μιας κατάλληλης τιμής αλκαλικού pH είναι απαραίτητη. Βοηθά στην ελαχιστοποίηση του σχηματισμού αερίου υδροκυανίου και διασφαλίζει τη σταθερότητα του κυανίου στο διάλυμα για αποτελεσματική έκπλυση χρυσού.

3. Βέλτιστο εύρος τιμών pH

Τυπικά, στο πλαίσιο του Εκπλύσεις σωρών για εξόρυξη χρυσού η κυανιούχο νάτριο διάλυμα, η βέλτιστη περιοχή τιμών pH θεωρείται γενικά ότι είναι μεταξύ 10 και 11.5.

3.1 pH Κάτω από το βέλτιστο εύρος

Εάν η τιμή του pH του διαλύματος κυανιούχου νατρίου πέσει κάτω από το 10. μπορεί να προκύψουν αρκετές αρνητικές συνέπειες. Πρώτον, ο ρυθμός διάλυσης του χρυσού θα μειωθεί σημαντικά. Η αντίδραση μεταξύ ιόντων χρυσού και κυανίου γίνεται λιγότερο ευνοϊκή, οδηγώντας σε χαμηλότερη απόδοση εξόρυξης χρυσού από το μετάλλευμα. Δεύτερον, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο σχηματισμός αερίου υδροκυανίου θα αυξηθεί. Αυτό είναι εξαιρετικά επικίνδυνο για τους εργαζόμενους στην περιοχή εξόρυξης και έχει επίσης αρνητικό αντίκτυπο στο περιβάλλον. Επιπλέον, σε χαμηλότερες τιμές pH, ορισμένες ακαθαρσίες στο μετάλλευμα μπορεί να διαλυθούν πιο εύκολα, παρεμποδίζοντας το σχηματισμό συμπλόκων χρυσού - κυανιδίου και μειώνοντας περαιτέρω τον ρυθμό έκπλυσης χρυσού.

3.2 pH Πάνω από το βέλτιστο εύρος

Αν και η αντίδραση μεταξύ ιόντων χρυσού και κυανίου ευνοείται υπό αλκαλικές συνθήκες, εάν η τιμή του pH είναι πολύ υψηλή (πάνω από 11.5), μπορεί επίσης να προκύψουν προβλήματα. Η υπερβολική αλκαλικότητα μπορεί να προκαλέσει την καθίζηση ορισμένων υδροξειδίων μετάλλων. Για παράδειγμα, τα μεταλλικά ιόντα όπως ο σίδηρος, το αλουμίνιο και το ασβέστιο που υπάρχουν στο μετάλλευμα μπορούν να σχηματίσουν αδιάλυτα υδροξείδια. Αυτά τα αδιάλυτα υδροξείδια μπορούν να επικαλύψουν την επιφάνεια των σωματιδίων του μεταλλεύματος. Αυτό το στρώμα επικάλυψης μπορεί να εμποδίσει την επαφή μεταξύ του διαλύματος κυανιούχου νατρίου και των ορυκτών που φέρουν χρυσό, μειώνοντας έτσι τον ρυθμό έκπλυσης χρυσού. Επιπλέον, υψηλότερες τιμές pH μπορεί να απαιτήσουν την προσθήκη περισσότερων αλκαλικών ουσιών, αυξάνοντας το κόστος της διαδικασίας.

4. Μέθοδοι για τη ρύθμιση της τιμής του pH

4.1 Ασβέστης (υδροξείδιο του ασβεστίου)

Ο ασβέστης είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αντιδραστήρια για τη ρύθμιση της τιμής του pH του διαλύματος κυανιούχου νατρίου στην έκπλυση σωρού. Όταν προστίθεται ασβέστης στο διάλυμα, αντιδρά με νερό. Αυτή η αντίδραση απελευθερώνει ιόντα υδροξειδίου, τα οποία αυξάνουν την τιμή του pH του διαλύματος, καθιστώντας το πιο αλκαλικό. Ο ασβέστης είναι σχετικά φθηνός και εύκολα προσβάσιμος, γεγονός που τον καθιστά δημοφιλή επιλογή για εργασίες έκπλυσης σωρού μεγάλης κλίμακας. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιείτε ασβέστη, πρέπει να δοθεί προσοχή στη δοσολογία του. Η υπερβολική προσθήκη ασβέστη μπορεί να οδηγήσει σε ζητήματα όπως ο σχηματισμός αλάτων σε αγωγούς και εξοπλισμό. Αυτό συμβαίνει επειδή το ασβέστιο στον ασβέστη μπορεί να αντιδράσει με ανθρακικά ιόντα στο διάλυμα για να σχηματίσει ανθρακικό ασβέστιο.

4.2 Σόδα (υδροξείδιο του νατρίου)

Το υδροξείδιο του νατρίου είναι ένας άλλος αποτελεσματικός παράγοντας ρύθμισης του pH. Όταν προστίθεται στο διάλυμα κυανιούχου νατρίου, διασπάται στο νερό. Αυτή η διάσταση απελευθερώνει ιόντα υδροξειδίου, τα οποία μπορούν να αυξήσουν γρήγορα την τιμή του pH του διαλύματος. Σε σύγκριση με τον ασβέστη, το υδροξείδιο του νατρίου έχει ταχύτερη και ακριβέστερη επίδραση ρύθμισης του pH. Συχνά χρησιμοποιείται σε καταστάσεις όπου απαιτείται γρήγορη και ακριβής ρύθμιση της τιμής του pH, όπως σε πειράματα εργαστηριακής κλίμακας ή σε ορισμένες εργασίες έκπλυσης σωρού μικρής κλίμακας. Ωστόσο, το υδροξείδιο του νατρίου είναι σχετικά πιο ακριβό από τον ασβέστη, γεγονός που μπορεί να περιορίσει την εφαρμογή του σε μεγάλης κλίμακας βιομηχανική παραγωγή.

5. Παρακολούθηση και Έλεγχος της τιμής του pH

Αισθητήρες pH 5.1

Για να διασφαλιστεί ότι η τιμή pH του διαλύματος κυανιούχου νατρίου στη διαδικασία έκπλυσης σωρού παραμένει εντός του βέλτιστου εύρους, χρησιμοποιούνται συνήθως αισθητήρες pH για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο. Οι αισθητήρες pH είναι συσκευές που μπορούν να ανιχνεύσουν τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου στο διάλυμα. Μετατρέπουν αυτή τη συγκέντρωση σε αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα, το οποίο στη συνέχεια παρουσιάζεται ως τιμή pH. Αυτοί οι αισθητήρες τοποθετούνται συνήθως σε βασικές θέσεις στο σύστημα έκπλυσης σωρού, όπως στις δεξαμενές αποθήκευσης διαλύματος έκπλυσης, στις σωληνώσεις για την παροχή του διαλύματος έκπλυσης στο σωρό και στην έξοδο του σωρού μετά τη διαδικασία έκπλυσης. Παρακολουθώντας συνεχώς την τιμή του pH, οι χειριστές μπορούν γρήγορα να ανιχνεύσουν τυχόν αποκλίσεις από το βέλτιστο εύρος και να λάβουν τα κατάλληλα διορθωτικά μέτρα.

5.2 Αυτοματοποιημένα Συστήματα Ελέγχου

Στις σύγχρονες λειτουργίες έκπλυσης σωρού, τα αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου συχνά ενσωματώνονται με αισθητήρες pH για να επιτευχθεί πιο ακριβής και αποτελεσματικός έλεγχος της τιμής του pH. Αυτά τα αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να προσαρμόζουν αυτόματα τη δόση των παραγόντων ρύθμισης του pH (όπως ασβέστη ή σόδα) με βάση τα δεδομένα τιμής pH σε πραγματικό χρόνο που ανιχνεύονται από τους αισθητήρες. Για παράδειγμα, εάν η τιμή pH του διαλύματος πέσει κάτω από το καθορισμένο κατώτερο όριο, το αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου θα αυξήσει τον ρυθμό ροής του πολτού ασβέστη ή του διαλύματος υδροξειδίου του νατρίου που προστίθεται στο διάλυμα έκπλυσης για να αυξήσει την τιμή του pH. Αντίθετα, εάν η τιμή του pH υπερβεί το ανώτερο όριο, το σύστημα θα μειώσει τη δόση του παράγοντα ρύθμισης του pH. Αυτή η μέθοδος αυτοματοποιημένου ελέγχου όχι μόνο βελτιώνει την ακρίβεια του ελέγχου της τιμής του pH αλλά μειώνει επίσης την ένταση εργασίας των εργαζομένων και διασφαλίζει τη σταθερότητα και τη συνέχεια της διαδικασίας έκπλυσης σωρού.

6. Σύναψη

Στην έκπλυση σωρού για εκχύλιση χρυσού με χρήση διαλύματος κυανιούχου νατρίου, ο αυστηρός έλεγχος της τιμής του pH του διαλύματος είναι ζωτικής σημασίας. Το βέλτιστο εύρος τιμών pH μεταξύ 10 και 11.5 εξασφαλίζει αποτελεσματική διάλυση χρυσού, ελαχιστοποιεί την κατανάλωση κυανίου και εγγυάται την ασφάλεια των εργαζομένων και του περιβάλλοντος. Χρησιμοποιώντας κατάλληλους παράγοντες ρύθμισης του pH, όπως ασβέστη και σόδα, και εφαρμόζοντας παρακολούθηση και αυτοματοποιημένο έλεγχο σε πραγματικό χρόνο μέσω αισθητήρων pH και αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου, οι εταιρείες εξόρυξης μπορούν να βελτιστοποιήσουν τη διαδικασία έκπλυσης σωρού, να βελτιώσουν τα ποσοστά ανάκτησης χρυσού και να μειώσουν το λειτουργικό κόστος. Καθώς η ζήτηση για χρυσό συνεχίζει να αυξάνεται, η συνεχής έρευνα και η βελτίωση της τεχνολογίας ελέγχου της τιμής του pH θα διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στη βιώσιμη ανάπτυξη της βιομηχανίας εξόρυξης χρυσού.