Natríumsýaníð vs umhverfisvæn útskolunarefni: samanburðargreining

I. Inngangur

Í gullnámuvinnslu gegnir val á útskolunarefni lykilhlutverki í útdráttarferlinu. Natríum sýaníð hefur lengi verið vinsælasti kosturinn við gullvinnslu vegna skilvirkni þess við að leysa upp gull úr málmgrýti. Hins vegar, með vaxandi áherslu á umhverfisvernd og sjálfbæra þróun, hafa nýjar gerðir af umhverfisvænum útskolunarefnum komið fram sem valkostir. Þessi grein miðar að því að bera saman ítarlega natríum sýaníð og umhverfisvæn útskolunarefni út frá ýmsum þáttum, þar á meðal samsetningu þeirra, útskolunarhraða , notkun , endurheimtarhraða , umhverfisáhrifum og flutningsþörfum. Með því að gera það vonumst við til að veita gullnámuvinnsluiðnaðinum verðmæta innsýn til að taka upplýstari ákvarðanir varðandi val á útskolunarefnum.

II. Samsetning

2.1 Natríumsýaníð

Natríumsýaníð er efnasamband með formúluna NaCN. Það inniheldur 98% hreint natríumsýaníð. Sem sterkt - basa og veikt - sýru salt hefur það nokkra athyglisverða eiginleika. Líkamlega virðist það sem hvítt kristallað fast efni, sem er hætt við að losna, sem þýðir að það gleypir auðveldlega raka úr loftinu. Það hefur einnig daufa bitur möndlu - eins lykt. Efnafræðilega er það mjög hvarfgjarnt. Það vatnsrofnar í vatni og myndar vetnissýaníð (HCN) og natríumhýdroxíð, þar sem lausnin er mjög basísk. Natríumsýaníð getur hvarfast við ýmsa málma, svo sem járn, sink, nikkel, kopar, kóbalt, silfur og kadmíum, til að mynda samsvarandi málmsýaníð. Í nærveru súrefnis getur það á áhrifaríkan hátt leyst upp góðmálma eins og gull og silfur og myndað stöðug flókin sölt, sem er grundvöllur mikillar notkunar þess í gullnámuiðnaði til gullvinnslu. Hins vegar er það mjög eitrað. Jafnvel örlítið magn, þegar það frásogast við snertingu við húð, innöndun eða inntöku, getur verið banvænt fyrir menn og aðrar lífverur.

2.2 Umhverfisvæn útskolunarefni

Umhverfisvæn útskolunarefni koma í ýmsum samsetningum og samsetning þeirra er hönnuð til að ná fram skilvirkri gullútdrætti en lágmarka umhverfisáhrif. Til dæmis innihalda sum algeng umhverfisvæn útskolunarefni háan styrk af glýsíni og natríumjoðíði. Glýsín, sem einfaldasta amínósýran, er ekki eitrað fyrir umhverfið og menn. Í útskolunarferlinu getur það myndað stöðugar fléttur með gulljónum, sem auðveldar upplausn gulls úr málmgrýti. Natríumjoðíð gegnir einnig mikilvægu hlutverki. Joðjónir geta tekið þátt í afoxunarhvörfum og flóknum myndunarferlum, sem eykur útskolunarvirkni gulls. Þessir þættir vinna samverkandi til að bæta heildarafköst útskolunarefnisins. Tilvist slíkra innihaldsefna gerir ekki aðeins kleift að vinna úr gulli heldur dregur einnig úr hugsanlegum skaða á umhverfinu samanborið við hefðbundið natríumsýaníð. Að auki geta sum umhverfisvæn útskolunarefni innihaldið önnur aukefni eða klóbindandi efni sem eru vandlega valin til að hámarka útskolunarferlið, svo sem efni sem geta stillt pH gildi útskolunarlausnarinnar, stjórnað leysni málmjóna eða aukið sértækni útskolunarefnisins gagnvart gulli.

III. Útskolunarhraði

3.1 Árangur natríumsýaníðs

Útskolunarhraði natríumsýaníðs er tiltölulega hægur. Í ferlinu við gullútdrátt með því að nota natríumsýaníð er viðbrögðin milli natríumsýaníðs og gulls í málmgrýti fyrir áhrifum af mörgum þáttum. Til dæmis getur flókin efnasamsetning málmgrýtisins hindrað hvarfhraða. Ef málmgrýti inniheldur umtalsvert magn af súlfíð steinefnum, eins og pýrít ( ), getur súlfíð hvarfast við súrefni í lofti og vatni og myndað brennisteinssýru og önnur efni. Þetta súra umhverfi getur flýtt fyrir vatnsrofi natríumsýaníðs, myndað vetnissýaníðgas ( ), sem veldur ekki aðeins tapi á natríumsýaníði heldur dregur einnig úr virkum styrk útskolunarefnisins í lausninni og hægir þannig á útskolunarhraða gulls. Að auki hefur kornastærð málmgrýtisins einnig athyglisverð áhrif. Stærri málmgrýtiagnir hafa minna yfirborð - flatarmál - til - rúmmálshlutfall, sem þýðir að snertiflöturinn milli natríumsýaníðs og gulls í málmgrýti er takmarkaður. Fyrir vikið minnkar viðbragðshraðinn og það tekur lengri tíma að ná ákveðinni gullútdrætti. Til dæmis, í sumum hefðbundnum gullnámum sem nota natríumsýaníðskolun, getur útskolunarferlið tekið nokkra daga til vikur að ljúka, sem lengir ekki aðeins framleiðsluferilinn heldur eykur einnig framleiðslukostnað.

3.2 Árangur umhverfisvænna útskolunarefna

Umhverfisvæn útskolunarefni sýna almennt hraðari útskolunarhraða samanborið við natríumsýaníð. Tökum nokkur útskolunarefni sem innihalda glýsín og natríumjoðíð sem dæmi. Glýsín getur myndað tiltölulega stöðugar fléttur með gulljónum í gegnum amínó- og karboxýlhópa þess. Myndun þessara fléttna er tiltölulega hratt ferli. Í nærveru súrefnis getur glýsín hvarfast fljótt við gull í málmgrýti til að leysa það upp. Natríumjoðíð gegnir einnig mikilvægu hlutverki. Joðjónir geta tekið þátt í redoxhvörfum og stuðlað að oxun gulls. Samsetning þessara tveggja efna getur flýtt verulega fyrir útskolunarferlinu. Rannsóknir hafa sýnt að í mörgum tilraunum, þegar slík umhverfisvæn útskolunarefni eru notuð, er tíminn sem þarf til að ná háum útdráttarhraða gulls mun styttri en fyrir natríumsýaníð. Sem dæmi má nefna að í vissum tilfellum getur útskolunartíminn minnkað um helming eða jafnvel meira. Þessi hraðari útskolunarhraði bætir ekki aðeins framleiðsluhagkvæmni heldur gerir námufyrirtækjum einnig kleift að fá gullafurðir hraðar og flýtir fyrir veltuferli fjármagns. Að auki eru sum umhverfisvæn útskolunarefni hönnuð til að aðlagast mismunandi málmgrýtitegundum betur. Þeir geta í raun skolað gull úr málmgrýti með flóknum samsetningum og viðhaldið tiltölulega háum útskolunarhraða, sem er kostur sem natríumsýaníð hefur ekki.

IV. Neysluhlutfall

Hvað varðar neysluhraða eru natríumsýaníð og umhverfisvæn útskolunarefni nokkuð sambærileg.

4.1 Neysla natríumsýaníðs

Í gullútdráttarferlinu með því að nota natríumsýaníð er neyslan fyrir áhrifum af mörgum þáttum. Efnasamsetning málmgrýtisins er afgerandi þáttur. Til dæmis, ef málmgrýti inniheldur umtalsvert magn af málmum sem geta hvarfast við natríumsýaníð, eins og kopar, sink og járn, munu þessir málmar keppa við gull um natríumsýaníð. Koparjónir í málmgrýti geta hvarfast við natríumsýaníð til að mynda koparsýaníðfléttur. Viðbragðsjafnan er. Þetta leiðir ekki aðeins til neyslu natríumsýaníðs heldur dregur það einnig úr áhrifaríkum styrk þess fyrir gullskolun. Í sumum tilfellum, þegar málmgrýti hefur hátt innihald slíkra truflandi málma, getur neysla natríumsýaníðs aukist verulega. Að auki getur tilvist ákveðinna steinefna eins og súlfíð einnig haft áhrif á natríumsýaníðneyslu. Súlfíð steinefni geta hvarfast við súrefni í lofti og vatni og myndað brennisteinssýru og önnur efni í útskolunarumhverfinu. Þetta súra umhverfi getur flýtt fyrir vatnsrofi natríumsýaníðs og myndar vetnissýaníðgas ( ), sem veldur tapi á natríumsýaníði. Hins vegar, við venjulegar rekstraraðstæður og fyrir málmgrýti með tiltölulega stöðugri samsetningu, hefur neysluhraði natríumsýaníðs verið vel rannsakað og staðfest í greininni. Til dæmis, í dæmigerðri gullvinnslu með ákveðinni tegund af málmgrýti, gæti neysla natríumsýaníðs verið í kringum ákveðið gildi á hvert tonn af málmgrýti sem unnið er, sem þjónar sem viðmiðun fyrir námufyrirtæki til að skipuleggja og stjórna notkun hvarfefna.

4.2 Neysla umhverfisvænna útskolunarefna

Umhverfisvæn útskolunarefni, þrátt fyrir mismunandi efnasamsetningu, hafa svipaða neyslu og natríumsýaníðs. Tökum glýsín - og - natríum - joðíð - byggt útskolunarefni sem dæmi. Glýsín, þó að það sé ekki eitrað og hefur annan hvarfbúnað miðað við natríumsýaníð, hvarfast stoichiometrically við gull í málmgrýti. Karboxýl- og amínóhópar glýsíns geta myndað fléttur með gulljónum. Viðbragðsferlið er tiltölulega stöðugt og magn glýsíns sem þarf til að leysa upp ákveðið magn af gulli ræðst af efnahvarfajöfnunni. Natríumjoðíð tekur einnig þátt í hvarfinu og neysla þess tengist redoxhvörfum og flóknum myndunarferlum sem það tekur þátt í. Heildarneysla umhverfisvæns útskolunarefnis er summan af neyslu hvers efnisþáttar. Í mörgum hagnýtum notkunum og tilraunum hefur komið í ljós að þegar verið er að meðhöndla sama magn af málmgrýti með svipuðu gullinnihaldi og eiginleikum er magn umhverfisvæns útskolunarefnis sem neytt er á sama hátt og natríumsýaníðs. Þessi líkindi í neysluhlutfalli eru gagnleg fyrir námufyrirtæki þar sem það gerir ráð fyrir tiltölulega óaðfinnanlegum umskiptum hvað varðar framleiðsluáætlun og kostnað - mat þegar íhugað er að skipta úr natríumsýaníði yfir í umhverfisvæna valkosti. Það þýðir að þeir þurfa ekki að gera róttækar breytingar á hvarfefni sínu - innkaupum og birgðastjórnunaraðferðum vegna mikils munar á neysluhlutfalli.

V. Endurheimtarhlutfall

5.1 Endurheimtarhraði natríumsýaníðs

Endurheimtunarhlutfall natríumsýaníðs í gullvinnslu hefur verið vel staðfest í gullnámuiðnaðinum með langtíma æfingum og rannsóknum. Við ákjósanlegar aðstæður og fyrir sérstakar tegundir málmgrýti getur natríumsýaníð náð tiltölulega háu endurheimtarhlutfalli gulls. Til dæmis, í sumum vel stýrðum gullnámum með málmgrýti sem henta tiltölulega vel fyrir natríumsýaníðskolun, getur endurheimtarhlutfallið orðið allt að 95% eða jafnvel hærra. Hins vegar, í mörgum raunverulegum tilfellum, getur raunverulegt endurheimtarhlutfall verið lægra. Eins og áður sagði getur tilvist annarra málma í málmgrýti haft veruleg áhrif á endurheimtunarhlutfallið. Ef málmgrýti inniheldur mikið magn af kopar, sinki eða járni munu þessir málmar hvarfast við natríumsýaníð, eyða útskolunarefninu og draga úr því magni sem er tiltækt fyrir gullskolun. Fyrir vikið getur endurheimtarhlutfall gulls lækkað. Að auki geta óviðeigandi notkunaraðstæður, eins og röng stjórnun pH-gildis, ófullnægjandi súrefnisframboð eða óviðeigandi hræringarhraði meðan á útskolun stendur, einnig leitt til lækkunar á endurheimtarhraða. Til dæmis, ef pH-gildi útskolunarlausnarinnar er of lágt, mun vatnsrof natríumsýaníðs hraða, sem leiðir til taps á útskolunarefninu og lækkunar á virkum styrk fyrir upplausn gulls, sem hefur þannig áhrif á endurheimtishraða.

5.2 Endurheimtarhlutfall umhverfisvænna útskolunarefna

Endurheimtunarhlutfall umhverfisvænna útskolunarefna er nokkuð sambærilegt við natríumsýaníð. Umhverfisvæn útskolunarefni geta náð batahlutfalli sem er um það bil 90 - 95% af endurheimtarhlutfalli natríumsýaníðs. Tökum glýsín - og - natríum - joðíð - byggt útskolunarefni sem dæmi. Í tilraunastofutilraunum og sumum vettvangsrannsóknum, þegar verið er að meðhöndla málmgrýti með svipaða eiginleika, hafa þessi umhverfisvænu útskolunarefni sýnt mikla hagkvæmni við gullvinnslu. Þó að endurheimtarhlutfall þeirra sé aðeins lægra en natríumsýaníðs í sumum tilfellum, er það samt innan viðunandi marka. Til dæmis, í tiltekinni gullnámu þar sem málmgrýtið hefur tiltölulega einfalda samsetningu, eftir að skipt var úr natríumsýaníði yfir í umhverfisvænt útskolunarefni, lækkaði endurheimtarhlutfall gulls úr 93% (með natríumsýaníði) í 90% (með umhverfisvænu útskolunarefni), sem er aðeins 3 prósentustiga lækkun. Þessi litli munur á endurheimtarhlutfalli er oft á móti mörgum kostum umhverfisvænna útskolunarefna, eins og umhverfisvænni þeirra, hraðari útskolunarhraði og svipaður neysluhraði. Þar að auki, með stöðugum rannsóknum og þróun, er frammistaða umhverfisvænna útskolunarefna stöðugt að batna. Vísindamenn vinna að því að fínstilla samsetningu þessara útskolunarefna, bæta við nýjum aukefnum eða aðlaga hlutföll núverandi íhluta til að auka enn frekar endurheimt gulls. Fyrir vikið er búist við að bilið í endurheimtarhlutfalli milli umhverfisvænna útskolunarefna og natríumsýaníðs muni minnka enn frekar í framtíðinni.

VI. Umhverfisáhrif

6.1 Hættur af natríumsýaníði

Natríumsýaníð er mjög eitrað og ógnar umhverfinu verulega. Þegar natríumsýaníð er notað í gullnámu, innihalda afgangurinn sem myndast ákveðið magn af afgangs natríumsýaníði og öðrum skaðlegum efnum. Ef það er ekki meðhöndlað á réttan hátt getur þetta afgangur haft margvísleg neikvæð áhrif. Til dæmis, í sumum tilfellum þar sem afgangur er losaður í vatnshlot, getur natríumsýaníð í afganginum leyst upp í vatni og losað mjög eitraðar blásýrujónir. Þessar sýaníðjónir geta hvarfast við málmjónir í vatninu og myndað ýmsar málm-sýaníðfléttur, sem eru afar skaðlegar vatnalífverum. Jafnvel við mjög lágan styrk getur sýaníð hamlað öndunarensímum fiska og annarra vatnadýra, sem leiðir til dauða þeirra. Það getur einnig truflað eðlilegt vistfræðilegt jafnvægi vatnshlotsins, haft áhrif á vöxt og æxlun svifs, vatnaplantna og annarra lífvera á neðri stigum fæðukeðjunnar, sem að lokum veldur verulegri samdrætti í líffræðilegum fjölbreytileika alls vatnavistkerfisins.

Að auki, ef afgangur sem inniheldur natríumsýaníð er skilinn eftir í lausu lofti, getur það veðrast af vindi og rigningu. Efnin sem innihalda blásýru í afganginum geta borist með regnvatni inn í nærliggjandi jarðvegs- og grunnvatnskerfi. Þetta getur mengað jarðveginn, dregið úr frjósemi jarðvegsins og haft áhrif á vöxt plantna. Sýaníð getur einnig komist inn í grunnvatnið, sem gerir grunnvatnið óhæft til manneldis og áveitu í landbúnaði. Á sumum svæðum þar sem gullnámur sem nota natríumsýaníð eru staðsettar hefur langtíma umhverfisvöktun sýnt að jarðvegur og grunnvatn á nærliggjandi svæðum hefur verið mengað í mismiklum mæli, með hækkuðu magni af blásýru og þungmálma, sem hefur langtíma neikvæð áhrif á staðbundið vistlegt umhverfi og lífsskilyrði manna.

6.2 Kostir umhverfisvænna útskolunarefna

Umhverfisvæn útskolunarefni bjóða hins vegar upp á framúrskarandi umhverfisvænni. Eftir gullútdráttarferlið með því að nota þessi efni hefur afgangurinn sem myndast mun minni áhrif á umhverfið. Til dæmis innihalda sum umhverfisvæn útskolunarefni ekki mjög eitruð efni eins og natríumsýaníð. Þegar úrgangsefni er losað eða unnið frekar er ólíklegra að það valdi alvarlegri mengun í umhverfinu. Reyndar er í sumum tilfellum hægt að nota úrgangsefnið sem er meðhöndlað með ákveðnum umhverfisvænum útskolunarefnum til jarðvegsbóta. Til dæmis, í sumum tilraunaverkefnum, hefur úrgangur frá gullvinnslu með umhverfisvænum útskolunarefnum reynst hentugur til jarðvegsræktunar eftir viðeigandi meðhöndlun. Þessum úrgangi má blanda saman við annan jarðveg - bæta efni og bera á landið. Efnin í afganginum geta hjálpað til við að bæta jarðvegsbyggingu, auka jarðvegs porosity og auka vatnsheldni. Fyrir vikið er hægt að gera jarðveginn hentugan fyrir plöntuvöxt og gróðursetja ýmsa uppskeru og plöntur á hann með góðum árangri. Þetta dregur ekki aðeins úr umhverfisálagi vegna förgunar úrgangs heldur býður það einnig upp á nýja leið fyrir alhliða nýtingu úrgangsauðlinda, sem stuðlar að sjálfbærri þróun vistkerfis á námusvæðinu. Það sýnir að umhverfisvæn útskolunarefni geta á áhrifaríkan hátt dregið úr umhverfisfótspori gullnámustarfsemi og stuðlað að samræmdri samveru námuvinnslu og umhverfis.

VII. Samgöngur varúðarráðstafanir

7.1 Natríumsýaníð

Flutningur natríumsýaníðs er mjög stjórnað og varkárt ferli vegna mikillar eiturverkana. Natríumsýaníð krefst sérhæfðra hættulegra sjóflutningarása. Skipafyrirtæki sem meðhöndla natríumsýaníð verða að hafa sérstakt leyfi og fara eftir ströngum alþjóðlegum siglingareglum, svo sem International Maritime Dangerous Goods (IMDG) kóðanum. Þessi kóða lýsir réttum umbúðum, meðhöndlun og geymslu hættulegum varningi við sjóflutninga til að koma í veg fyrir hugsanlegan leka eða slys.

Hvað varðar umbúðir, verður natríumsýaníð að vera í lokuðum umbúðum. Það er venjulega pakkað í loftþétt ílát úr efnum sem þola ætandi og hvarfgjarna eðli natríumsýaníðs. Þessi ílát eru hönnuð til að koma í veg fyrir snertingu við loft, raka eða önnur efni sem gætu kallað fram hættuleg viðbrögð. Til dæmis getur það verið pakkað í stáltunnur með tvöfóðruðum plastpokum til að tryggja hámarksvörn. Við flutning er náið fylgst með öllu ferlinu og strangar öryggisráðstafanir eru gerðar. Sérhæft starfsfólk ber ábyrgð á meðhöndlun og flutningi natríumsýaníðs og það verður að vera vel þjálfað í að takast á við hugsanlega neyðartilvik sem tengjast þessu mjög eitraða efni.

7.2 Umhverfisvæn útskolunarefni

Aftur á móti njóta umhverfisvænir útskolunarefni meiri þæginda í flutningum. Hægt er að flytja þau um venjulegar efnaflutningsleiðir. Þetta þýðir að þeir geta verið fluttir með venjulegum vörubílum, lestum eða skipum sem eru almennt notuð til að flytja ó - mjög hættuleg efni. Það er engin þörf á sérstökum, mjög takmörkuðum siglingaleiðum eins og í tilviki natríumsýaníðs.

Umbúðir umhverfisvænna útskolunarefna eru líka einfaldari, venjulega með hefðbundnum umbúðum. Þeim getur til dæmis verið pakkað í plasttunnur eða poka sem uppfylla almennar kröfur um efnaumbúðir. Þessar staðlaðu umbúðir eru ekki aðeins hagkvæmar heldur einfaldar þær einnig flutningsferlið. Þar sem þessi útskolunarefni eru hættuminni þurfa flutningafyrirtækin ekki að fjárfesta í mjög sérhæfðum búnaði eða þjálfun starfsfólks fyrir flutning sinn. Þetta gerir aðfangakeðju umhverfisvænna útskolunarefna sveigjanlegri og aðgengilegri, dregur úr heildarflutningskostnaði og flutningsörðugleikum námufyrirtækja.

VIII. Niðurstaða

Að lokum, þó natríumsýaníð hafi verið langvarandi undirstaða í gullnámuiðnaðinum fyrir gullvinnslu, bjóða umhverfisvæn útskolunarefni sjálfbærari og skilvirkari valkost. Umhverfisvæn útskolunarefni hafa hraðari útskolunarhraða, sem getur bætt framleiðslu skilvirkni verulega. Sambærilegt endurheimtarhlutfall þeirra og natríumsýaníð tryggir að magn gulls sem unnið er út sé ekki í verulegum hættu. Þar að auki er framúrskarandi umhverfisvænni þeirra stór kostur, þar sem þeir geta dregið úr umhverfisálagi sem tengist gullnámu, sérstaklega hvað varðar förgun úrgangs. Þægilegri flutningskröfur umhverfisvænna útskolunarefna stuðla einnig að kostnaði - sparnaði og auðvelda skipulagningu.

Þó að það geti verið áskoranir eins og hærri stofnkostnaður í sumum tilfellum eða þörf á frekari hagræðingu fyrir tilteknar málmgrýtitegundir, með stöðugum rannsóknum og þróun, er líklegt að þessi mál verði leyst. Eftir því sem alþjóðleg áhersla á umhverfisvernd og sjálfbæra þróun eykst, er búist við að umhverfisvæn útskolunarefni gegni sífellt mikilvægara hlutverki í gullnámuiðnaðinum og verði smám saman aðalvalið fyrir gullvinnslu í framtíðinni.