Խառնման արագության ազդեցությունը նատրիումի ցիանիդի արտահոսքի արագության վրա

1: ներածություն

Ցիանիդային լվացումը հանքարդյունաբերության մեջ լայնորեն կիրառվող մեթոդ է արժեքավոր մետաղներ, մասնավորապես ոսկի, հանքաքարերից արդյունահանելու համար: Նատրիումի ցիանիդը կարևոր դեր է խաղում այս գործընթացում, քանի որ այն ռեակցիայի մեջ է մտնում մետաղների հետ՝ առաջացնելով լուծվող կոմպլեքսներ, որոնք թույլ են տալիս դրանք անջատել հանքաքարի մատրիցից: Ցիանիդային լվացման արդյունավետության վրա ազդող տարբեր գործոնների շարքում մեծ նշանակություն ունի խառնման արագությունը: Այս հոդվածի նպատակն է մանրամասն ուսումնասիրել, թե ինչպես է խառնման արագությունը ազդում նատրիումի ցիանիդի լվացման արագության վրա :

2. Խառնման դերը ցիանիդի լվացման մեջ

2.1 Զանգվածի փոխանցման բարելավում

Ցիանիդային լվացման գործընթացում նատրիումի ցիանիդի և հանքաքարի մեջ գտնվող մետաղի միջև ռեակցիան տեղի է ունենում պինդ հանքաքարի մասնիկների և հեղուկ ցիանիդի լուծույթի միջև ընկած հատվածում: Խառնումը նպաստում է ռեակտիվ նյութերի ( նատրիումի ցիանիդ և թթվածին) զանգվածային փոխանցմանը հանքաքարի մասնիկների մակերես և ռեակցիայի արգասիքների հեռացմանը մակերեսից: Երբ խառնման արագությունը մեծանում է, մասնիկների շուրջ հեղուկի հոսքը դառնում է ավելի տուրբուլենտ: Այս տուրբուլենտությունը նվազեցնում է մասնիկների շուրջ սահմանային շերտի հաստությունը, որը այն շրջանն է, որտեղ գոյություն ունի ռեակտիվ նյութերի և արգասիքների կոնցենտրացիայի գրադիենտ: Արդյունքում, նատրիումի ցիանիդի և թթվածնի դիֆուզիայի արագությունը մասնիկի մակերեսին մեծանում է, ինչը նպաստում է լվացման ռեակցիային:

2.2 Մասնիկների նստվածքագոյացման կանխարգելում

Խառնման մեկ այլ կարևոր գործառույթ է մանր հանքաքարի մասնիկների նստվածքի կանխումը, հատկապես լորձի, կավի կամ թերթաքարի բարձր պարունակությամբ հանքաքարերի դեպքում: Այս մանր մասնիկները կարող են նստել լվացման գործընթացի ընթացքում՝ նվազեցնելով հանքաքարի և ցիանիդի լուծույթի միջև շփման մակերեսը և այդպիսով նվազեցնելով լվացման արդյունավետությունը: Խյուսի (հանքաքարի և լուծույթի խառնուրդ) անընդհատ խառնելով՝ մասնիկները պահվում են կախույթի մեջ՝ ապահովելով միատարր շփում ցիանիդի լուծույթի հետ լվացման ողջ գործընթացի ընթացքում:

3. Խառնման արագության ազդեցության վերաբերյալ փորձարարական ուսումնասիրություններ

3.1 Լաբորատորիա - Մասշտաբային փորձեր

Նատրիումի ցիանիդի խառնման արագության և արտահոսքի արագության միջև կապը ուսումնասիրելու համար անցկացվել են բազմաթիվ լաբորատոր մասշտաբի փորձեր: Տիպիկ փորձի ժամանակ հանքաքարի նմուշը մանրացվում է որոշակի մասնիկի չափի, ապա խառնվում ցիանիդի լուծույթի հետ խառնիչով հագեցած ռեակտորում: Խառնման արագությունը փոփոխական է, և արտահոսքի արագությունը չափվում է որոշակի ժամանակահատվածում: Օրինակ՝ ոսկի պարունակող հանքաքարի վրա կատարված փորձի ժամանակ, երբ խառնման արագությունը 200 պտ/րոպեից բարձրացվում է մինչև 600 պտ/րոպե, ոսկու (որը արտահոսք է կատարվում նատրիումի ցիանիդով) արտահոսքի արագությունը զգալիորեն աճում է արտահոսքի սկզբնական փուլերում: Այնուամենայնիվ, որոշակի խառնման արագությունից (այս դեպքում մոտ 800 պտ/րոպե) ավելի բարձր, արտահոսքի արագության աճը դառնում է ավելի քիչ արտահայտված:

3.2 Արդյունաբերական մասշտաբի դիտարկումներ

Արդյունաբերական մասշտաբի գործողությունները նույնպես արժեքավոր պատկերացում են տալիս խառնման արագության ազդեցության մասին: Մեծածավալ ցիանիդային լվացման կայաններում լվացման բաքերի խառնման արագությունը ուշադիր վերահսկվում է: Նկատվել է, որ երբ խառնման արագությունը չափազանց ցածր է, բաքում կան հատվածներ, որտեղ հանքաքարի մասնիկները լավ չեն խառնվում ցիանիդի լուծույթի հետ, ինչը հանգեցնում է ընդհանուր լվացման արագության նվազմանը: Մյուս կողմից, եթե խառնման արագությունը չափազանց բարձր է, դա կարող է առաջացնել սարքավորումների չափազանց մաշվածություն, մեծացնել էներգիայի սպառումը և նույնիսկ հանգեցնել մրրիկների առաջացմանը, որոնք կարող են խաթարել լվացման գործընթացը: Օրինակ, մեծածավալ ոսկու ցիանիդացման կայանում խառնման արագությունը ստանդարտ 400 պտ/րոպեից մինչև 500 պտ/րոպե բարձրացնելը հանգեցրել է ոսկու լվացման արագության 5%-ով աճի, բայց այն հետագա բարձրացնելը մինչև 600 պտ/րոպե հանգեցրել է միայն աննշան 1%-ի աճի, մինչդեռ էներգիայի սպառումն աճել է 20%-ով:

4. Օպտիմալ խառնման արագության որոշում

4.1 Հաշվի առնելով հանքաքարի բնութագրերը

Ցիանիդային լվացման համար օպտիմալ խառնման արագությունը կախված է մի քանի գործոններից, որոնցից հիմնականը հանքաքարի բնութագրերն են: Մեծ մասնիկների չափսերով հանքաքարերի համար կարող է պահանջվել ավելի բարձր խառնման արագություն՝ ապահովելու համար, որ ցիանիդի լուծույթը կարողանա ներթափանցել ծակոտիների մեջ և ռեակցիայի մեջ մտնել մասնիկների ներքին մասերի հետ: Ի տարբերություն դրա, մանրահատիկ հանքաքարերի համար ավելի ցածր խառնման արագությունը կարող է բավարար լինել մասնիկները կախույթի մեջ պահելու և զանգվածի փոխանցումը խթանելու համար: Բացի այդ, կարևոր է հանքաքարի միներալոգիան: Եթե հանքաքարը պարունակում է հեշտությամբ օքսիդացվող կամ ցիանիդի հետ արագ ռեակցիայի մեջ մտնող հանքանյութեր, ապա ավելի ցածր խառնման արագություն կարող է օգտագործվել ռեակցիայի արագությունը վերահսկելու և նատրիումի ցիանիդի չափազանց օգտագործումը կանխելու համար:

4.2 Արտահոսքի մակարդակի և արժեքի հավասարակշռում

Բացի հանքաքարի բնութագրերից, լվացման գործընթացի ծախսարդյունավետությունը նույնպես դեր է խաղում օպտիմալ խառնման արագությունը որոշելու գործում: Ավելի բարձր խառնման արագությունը սովորաբար պահանջում է ավելի շատ էներգիա, ինչը մեծացնում է գործարանի շահագործման ծախսերը: Հետևաբար, անհրաժեշտ է հավասարակշռություն գտնել բարձր լվացման արագության հասնելու և էներգիայի սպառումը նվազագույնի հասցնելու միջև: Սա հաճախ ենթադրում է տնտեսական վերլուծությունների անցկացում, որոնք հաշվի են առնում այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են արդյունահանվող մետաղի արժեքը, նատրիումի ցիանիդի արժեքը և տարբեր խառնման արագությունների հետ կապված էներգիայի արժեքը: Օրինակ, եթե ոսկու գինը բարձր է, իսկ էներգիայի արժեքը՝ համեմատաբար ցածր, կարող է ընտրվել մի փոքր ավելի բարձր խառնման արագություն՝ ոսկու լվացման արագությունը մեծացնելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե էներգիայի արժեքը մեծ մտահոգություն է, կարող է ընտրվել ավելի ցածր խառնման արագություն, նույնիսկ եթե դա հանգեցնում է լվացման մի փոքր ավելի ցածր արագության:

5. Խառնման արագության կարգավորման հետ կապված մարտահրավերներ

5.1 Սարքավորումների սահմանափակումներ

Խառնման արագությունը կարգավորելու դժվարություններից մեկը սարքավորումների սահմանափակումներն են: Արտահոսքի բաքերի նախագծումը, խառնիչները գործարկող շարժիչների հզորությունը և թևիկների մեխանիկական ամրությունը սահմանափակում են հնարավոր խառնման արագությունների միջակայքը: Որոշ դեպքերում, ավելի բարձր կամ ավելի ճշգրիտ խառնման արագություն ստանալու համար սարքավորումների արդիականացումը կարող է պահանջել զգալի կապիտալ ներդրումներ: Օրինակ, եթե գործարանը ցանկանում է մեծացնել խառնման արագությունը ներկայիս առավելագույն սահմանից այն կողմ, այն կարող է անհրաժեշտություն ունենալ փոխարինել շարժիչները ավելի հզորներով և տեղադրել ավելի ուժեղ թևիկներ, ինչը կարող է թանկարժեք ձեռնարկություն լինել:

5.2 Գործընթացի անկայունություն

Խառնման արագության փոփոխությունը նույնպես կարող է հանգեցնել գործընթացի անկայունության: Խառնման արագության հանկարծակի աճը կամ նվազումը կարող է խաթարել հոսքի ռեժիմը լվացման բաքում՝ առաջացնելով հանքաքարի մասնիկների և ցիանիդի լուծույթի անհավասար բաշխում: Սա կարող է հանգեցնել լվացման անհամապատասխան արագության և նույնիսկ կարող է հանգեցնել բաքում տաք կամ սառը կետերի առաջացմանը, որտեղ ռեակցիայի արագությունները կամ չափազանց բարձր են, կամ չափազանց ցածր: Օրինակ, եթե խառնման արագությունը չափազանց արագ է նվազում, հանքաքարի մասնիկները կարող են սկսել նստել բաքի որոշ մասերում, ինչը կհանգեցնի լվացման ընդհանուր արդյունավետության նվազմանը:

6: եզրափակում

Խառնման արագությունը զգալի ազդեցություն ունի նատրիումի ցիանիդի արտահոսքի արագության վրա ցիանիդային արտահոսքի գործընթացում: Զանգվածի փոխանցումը բարելավելով և մասնիկների նստվածքագոյացումը կանխելով՝ համապատասխան խառնման արագությունը կարող է բարելավել արտահոսքի գործընթացի արդյունավետությունը: Այնուամենայնիվ, օպտիմալ խառնման արագության որոշումը պահանջում է հանքաքարի բնութագրերի և ծախսարդյունավետության ուշադիր քննարկում: Բացի այդ, խառնման արագությունը կարգավորելիս պետք է լուծվեն այնպիսի մարտահրավերներ, ինչպիսիք են սարքավորումների սահմանափակումները և գործընթացի անկայունությունը: Այս ոլորտում հետագա հետազոտությունները կարող են կենտրոնանալ ավելի արդյունավետ խառնման տեխնոլոգիաների մշակման և ցիանիդային արտահոսքի ընդհանուր գործընթացի օպտիմալացման վրա՝ թանկարժեք մետաղների վերականգնումը բարելավելու և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը և ծախսերը նվազագույնի հասցնելու համար: