ქლორირების პროცესი ციანიდის ოქროს შლამის დასამუშავებლად

შესავალი

ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში, ციანიდის ოქროს შლამი არის სუბპროდუქტი, რომელიც წარმოიქმნება ციანიდაციის პროცესში. ეს ტალახი შეიცავს არა მხოლოდ ძვირფას ლითონებს, როგორიცაა ოქრო და ვერცხლი, არამედ ისეთ მავნე ნივთიერებებსაც, როგორიცაა ციანიდი. ციანიდის ოქროს ლამის დამუშავება გადამწყვეტია როგორც რესურსების აღდგენისთვის, ასევე გარემოს დაცვისთვის. ქლორირება გაჩნდა, როგორც ეფექტური მეთოდი ამ ლამის დასამუშავებლად, რომელიც გვთავაზობს ძვირფასი ლითონების გამოყოფისა და ციანიდის შემცველი ნივთიერებების დეტოქსიკაციის საშუალებას.

ქლორირების პროცესის პრინციპები

ოქსიდაცია და შერჩევითი დაშლა

ის ქლორირების პროცესი სარგებლობს ლითონების სხვადასხვა ჟანგვის - შემცირების პოტენციალით გარკვეულ გარემოში. ციანიდის ოქროს ლამის დამუშავების კონტექსტში, როდესაც ემატება ქლორირებადი აგენტი (როგორიცაა ნატრიუმის ქლორატი მჟავე გარემოში), უფრო დაბალი დაჟანგვის - შემცირების პოტენციალის მქონე ლითონები, როგორიცაა თუთია, რკინა, ტყვია და სპილენძი, უპირატესად იჟანგება და იხსნება ხსნარში. მაგალითად, მარილმჟავას გარემოში, ოქროს ტალახში მყოფი ლითონები რეაგირებენ ხსნართან. შემდგომში, როდესაც ნატრიუმის ქლორატს ემატება, ის ზრდის ხსნარის პოტენციალს, რაც საშუალებას აძლევს სპილენძს და სხვა მინარევებს, რომლებიც მარილმჟავაში უხსნადია, სრულად დაიჟანგოს და დაიშვას. ხსნარის პოტენციალის ზუსტი კონტროლით, ძვირფასი ლითონები, როგორიცაა ვერცხლი და ოქრო, შეიძლება დარჩეს ნარჩენებში.

ციანიდის განადგურება

ოქროს ნალექში არსებული ციანიდი ძლიერ ტოქსიკურია. ქლორირებას ასევე შეუძლია როლი ითამაშოს ციანიდის განადგურებაში. ტუტე გარემოში, როდესაც ემატება ქლორზე დაფუძნებული ოქსიდანტი (მაგალითად, ქლორის აირი, ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი და ა.შ.), ციანიდი ჯერ იჟანგება ციანატამდე და შემდეგ კიდევ უფრო იჟანგება. Carbon დიოქსიდი და აზოტი. რეაქციის ზოგადი მექანიზმი შემდეგია: ტუტე ხსნარის თანაობისას, დამატებული ქლორის შემცველი ოქსიდანტი წარმოქმნის ისეთ სახეობებს, როგორიცაა OCl⁻. ციანიდი (CN⁻) რეაგირებს OCl⁻-თან და დაჟანგვის რეაქციების სერიის მეშვეობით გარდაიქმნება ნაკლებად მავნე ნივთიერებებად.

ქლორირების პროცესის გამოყენების ეტაპები ციანიდის ოქროს შლამის დამუშავებაში

წინაპირობა

ქლორირების პროცესის დაწყებამდე ციანიდის ოქროს ტალახი ჩვეულებრივ საჭიროებს წინასწარ დამუშავებას. ეს შეიძლება მოიცავდეს პროცესებს, როგორიცაა დაფქვა ლამის ნაწილაკების ზომის შესამცირებლად, რამაც შეიძლება გაზარდოს ლამისა და ქლორირებად აგენტს შორის კონტაქტის არეალი, რითაც გააუმჯობესოს რეაქციის ეფექტურობა. გარდა ამისა, თუ ტალახი შეიცავს დიდი რაოდენობით მინარევებს, რამაც შეიძლება ხელი შეუშალოს ქლორირების რეაქციას, როგორიცაა გარკვეული მეტალის ოქსიდების ან სულფიდების გადაჭარბებული რაოდენობა, შეიძლება ჩატარდეს წინასწარ გამორეცხვა შესაბამისი რეაგენტებით ამ შემაფერხებელი ნივთიერებების მოსაშორებლად.

ქლორირების რეაქცია

1. პირველი ეტაპი ქლორირება (მინარევების მოცილება)

• ქლორირების რეაქციის პირველ - ეტაპზე მთავარი მიზანია ციანიდის ოქროს შლამიდან ძირეული ლითონების ამოღება. ტალახი მოთავსებულია სარეაქციო ჭურჭელში შესაფერისი მჟავე გარემოთი (ჩვეულებრივ მარილმჟავას). შემდეგ თანდათან ემატება ქლორირებადი აგენტი, როგორიცაა ნატრიუმის ქლორატი. რეაქციის ტემპერატურა, მჟავიანობა და ქლორირებული აგენტის დამატების სიჩქარე გულდასმით უნდა იყოს კონტროლირებადი. მაგალითად, რეაქციის ტემპერატურა შეიძლება შენარჩუნდეს გარკვეულ დიაპაზონში, როგორც წესი, დაახლოებით 40-60 °C, ხოლო მარილმჟავას ხსნარის მჟავიანობა მორგებულია შესაბამის კონცენტრაციამდე, ჩვეულებრივ, დაახლოებით 1-3 მოლ/ლ.

• ამ პროცესის დროს კონტროლდება რეაქციის სისტემის ჟანგვა-აღდგენითი პოტენციალი. როდესაც პოტენციალი მიაღწევს კონკრეტულ დიაპაზონს (მაგალითად, გარკვეული ძირითადი ლითონების მოცილებისთვის, პოტენციალი შეიძლება კონტროლდებოდეს 400-450 მვ-ს შორის), ძირითადი ლითონები, როგორიცაა თუთია, რკინა და სპილენძის ნაწილი იჟანგება და იხსნება ხსნარში. რეაქციის დრო იცვლება ლამის შემადგენლობისა და ნაწილაკების ზომის მიხედვით, ჩვეულებრივ 2-4 საათის განმავლობაში.

2.მეორე - ეტაპი ქლორირება (ოქროს და ვერცხლის გამიჯვნა)

• მინარევების მოცილების პირველი - ეტაპის შემდეგ ნარჩენი ძირითადად შეიცავს ოქროს, ვერცხლს და ზოგიერთ დარჩენილ მინარევებს. ქლორირების მეორე - საფეხურზე პირობების მორგება ხდება ოქროს ან ვერცხლის შერჩევით დასაშლელად. თუ მიზანი ოქროს დაშლაა, რეაქციის პირობები რეგულირდება ჟანგვის შემცირების პოტენციალის გასაზრდელად. მაგალითად, მეტი ნატრიუმის ქლორატის დამატებით და მჟავიანობისა და ტემპერატურის სათანადო რეგულირებით, პოტენციალი შეიძლება გაიზარდოს იმ დიაპაზონამდე, სადაც ოქრო შეიძლება დაჟანგდეს და დაითხოვოს (ჩვეულებრივ, დაახლოებით 1000 - 1050 მვ).

• როგორც რეაქცია მიმდინარეობს, ოქრო გარდაიქმნება ხსნად ოქროს ქლორიდის კომპლექსებად. ვერცხლი გარკვეულ პირობებში შეიძლება წარმოქმნას უხსნადი ვერცხლის ქლორიდი და დარჩეს ნარჩენებში. ამ ეტაპისთვის რეაქციის დრო შეიძლება იყოს დაახლოებით 0.5 - 1 საათი, რაც დამოკიდებულია ტალახში ოქროს ოდენობაზე.

ლითონის აღდგენა

1.ოქროს აღდგენა

• მას შემდეგ, რაც ოქრო ხსნარში იხსნება ოქროს ქლორიდის კომპლექსების სახით, მისი აღდგენა შესაძლებელია შემცირებით. შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემცირების აგენტები, როგორიცაა ნატრიუმის სულფიტი, ოქსილის მჟავა ან ჰიდრაზინი. ნატრიუმის სულფიტის, როგორც შემამცირებელი აგენტის გამოყენებისას, ხსნარი რეგულირდება pH-ის შესაბამის მნიშვნელობამდე (ჩვეულებრივ, დაახლოებით 1 - 2), შემდეგ კი თანდათან ემატება ნატრიუმის სულფიტი. ნატრიუმის სულფიტით ოქროს ქლორიდის კომპლექსების შემცირების რეაქციის განტოლებაა: 3H3O + 2Na3SO8+2HAuClXNUMX = XNUMXNaXNUMXSOXNUMX + XNUMXHCl + XNUMXAu.

• შემცირების პროცესის მონიტორინგი ასევე ხდება ხსნარის დაჟანგვა-აღდგენითი პოტენციალის გაზომვით. შემცირების ბოლო წერტილი შეიძლება განისაზღვროს, როდესაც პოტენციალი მიაღწევს გარკვეულ მნიშვნელობას (მაგალითად, შემცირების პირველი ეტაპისთვის ნატრიუმის სულფიტის გამოყენებით, საბოლოო წერტილის პოტენციალი შეიძლება იყოს დაახლოებით 590 - 730 მვ). დალექილი ოქრო შემდეგ იფილტრება, რეცხავენ და აშრობენ სუფთა ოქროს პროდუქტების მისაღებად.

2.ვერცხლის აღდგენა

• თუ ვერცხლი რჩება ნარჩენებში ქლორირების მეორე ეტაპის შემდეგ, მისი შემდგომი დამუშავება შესაძლებელია ვერცხლის აღსადგენად. ერთ-ერთი გავრცელებული მეთოდია ნარჩენების დამუშავება ვერცხლის დასაშლელად შესაფერისი რეაგენტით, როგორიცაა აზოტის მჟავას გამოყენება ვერცხლის ქლორიდის დასაშლელად ვერცხლის ნიტრატის ხსნარის წარმოქმნის მიზნით. შემდეგ, ვერცხლის მიღება შესაძლებელია ვერცხლის ნიტრატის ხსნარიდან ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა ელექტროლიზი ან რედუქცია შესაბამისი შემცირების აგენტით.

ციანიდი - შემცველი ჩამდინარე წყლების გამწმენდი

ციანიდის ოქროს ტალახის ქლორირების პროცესში წარმოქმნილი ჩამდინარე წყალი შეიცავს ნარჩენ ციანიდს. გარემოსდაცვითი ჩაშვების სტანდარტების დასაკმაყოფილებლად, ეს ჩამდინარე წყლები უნდა დამუშავდეს. ტუტე ქლორირება არის ჩვეულებრივი მეთოდი ამ ტიპის ჩამდინარე წყლების დასამუშავებლად. ტუტე გარემოში (pH > 10) ჩამდინარე წყალს ემატება ქლორის დაფუძნებული ოქსიდანტი. ჩამდინარე წყალში ციანიდი იჟანგება ციანატად, შემდეგ კი შემდგომ იჟანგება არატოქსიკურ ნახშირორჟანგამდე და აზოტამდე. რეაქცია ტარდება სათანადო შერევისა და რეაქციის დროის პირობებში ციანიდის სრული დაჟანგვის უზრუნველსაყოფად.

ქლორირების პროცესის უპირატესობები

ლითონის აღდგენის მაღალი მაჩვენებელი

ქლორირების პროცესს შეუძლია მიაღწიოს ძვირფასი ლითონების აღდგენის მაღალ მაჩვენებელს ციანიდის ოქროს ტალახში. რეაქციის პირობებისა და დაჟანგვა-აღდგენითი პოტენციალის ზუსტი კონტროლით შესაძლებელია ოქროსა და ვერცხლის შერჩევითი დაშლა და აღდგენა, ხოლო ძირითადი ლითონის მინარევების ეფექტურად მოცილება. მაგალითად, კარგად ოპტიმიზებულ პროცესებში, ოქროს აღდგენის კოეფიციენტმა შეიძლება მიაღწიოს 95%-ს, ხოლო ვერცხლის აღდგენის კოეფიციენტი ასევე შეიძლება იყოს შედარებით მაღალი, რაც დამოკიდებულია ლამის საწყის შემადგენლობაზე.

ციანიდის ეფექტური განადგურება

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ქლორირების პროცესს შეუძლია ეფექტურად გაანადგუროს მაღალი ტოქსიკური ციანიდი ოქროს შლამში. ამას დიდი მნიშვნელობა აქვს გარემოს დაცვისთვის, რადგან მას შეუძლია თავიდან აიცილოს ციანიდის გამოყოფა გარემოში, შეამციროს პოტენციური ზიანი ადამიანის ჯანმრთელობასა და ეკოლოგიურ გარემოზე.

ადაპტაცია ლამის სხვადასხვა კომპოზიციებთან

ქლორირების პროცესი აჩვენებს კარგ ადაპტირებას ციანიდის ოქროს შლამებთან სხვადასხვა შემადგენლობით. მიუხედავად იმისა, აქვს თუ არა შლამს ოქროს, ვერცხლის და სხვადასხვა ძირითადი ლითონების მაღალი ან დაბალი შემცველობა, ეფექტური მკურნალობის მისაღწევად შესაძლებელია რეაქციის პირობების შესაბამისი კორექტირება, როგორიცაა ქლორირებადი აგენტის ტიპი და რაოდენობა, რეაქციის ტემპერატურა, მჟავიანობა და ჟანგვის შემცირების პოტენციალი.

გამოწვევები და გადაწყვეტილებები ქლორირების პროცესში

აღჭურვილობის კოროზია

ქლორირების პროცესში მჟავე და ჟანგვის გარემომ შეიძლება გამოიწვიოს აღჭურვილობის ძლიერი კოროზია. ქლორის გამოყენებამ - შემცველი ოქსიდანტები და მჟავე საშუალებები, განსაკუთრებით მარილმჟავა, შეიძლება გაანადგუროს რეაქციის ჭურჭელი, მილსადენები და სხვა აღჭურვილობა. ამ პრობლემის მოსაგვარებლად საჭიროა კოროზიისადმი მდგრადი მასალების შერჩევა. მაგალითად, რეაქციის ჭურჭელი შეიძლება დამზადდეს ისეთი მასალებისგან, როგორიცაა მაღალი ხარისხის უჟანგავი ფოლადი, ტიტანის შენადნობები, ან გაფორმებულია კოროზიისადმი მდგრადი მასალებით, როგორიცაა რეზინი ან გრაფიტი. ასევე აუცილებელია აღჭურვილობის რეგულარული შემოწმება და ტექნიკური მომსახურება კოროზიასთან დაკავშირებული პრობლემების დროული გამოვლენისა და შეკეთების მიზნით.

ტოქსიკური ქვეპროდუქტების გენერაცია

ქლორირების პროცესში, განსაკუთრებით ციანიდის შემცველი ნივთიერებების დამუშავებისას, არსებობს ტოქსიკური სუბპროდუქტების წარმოქმნის რისკი. მაგალითად, როდესაც ციანიდი იჟანგება, ციანოგენის ქლორიდი, რომელიც ტოქსიკურია, შეიძლება წარმოიქმნას. ამ პრობლემის გადასაჭრელად საჭიროა შესაბამისი რეაქციის პირობების მკაცრი კონტროლი. ციანიდის დაჟანგვის შემთხვევაში, ტუტე გარემოს შენარჩუნებას შეუძლია ხელი შეუშალოს ციანოგენის ქლორიდის წარმოქმნას. გარდა ამისა, საწარმოო ზონაში უნდა დამონტაჟდეს სათანადო ვენტილაციისა და გაზის გამწმენდი სისტემები ტოქსიკური აირების დაგროვების თავიდან ასაცილებლად.

ენერგიისა და რეაგენტების მაღალი მოხმარება

ქლორირების პროცესი ხშირად მოითხოვს ენერგიის გარკვეულ რაოდენობას გათბობის, მორევისა და აღჭურვილობის მუშაობისთვის. გარდა ამისა, ქლორირებული აგენტების და სხვა რეაგენტების გამოყენება ასევე იწვევს ხარჯებს. ენერგიისა და რეაგენტის მოხმარების შესამცირებლად, პროცესის ოპტიმიზაცია შეიძლება განხორციელდეს. მაგალითად, რეაქციის ეფექტურობის გაუმჯობესებით რეაქციის პირობების ოპტიმიზაციის გზით, არასაჭირო გათბობისა და მორევის დროის შემცირებით და რეაგენტების გამოყენების სიჩქარის გაუმჯობესებით პროცესის უკეთესი დიზაინისა და კონტროლის გზით.

დასკვნა

ქლორირების პროცესი პერსპექტიული მეთოდია ციანიდის ოქროს ლამის დასამუშავებლად. იგი აერთიანებს ძვირფასი ლითონების აღდგენას და ციანიდის შემცველი ნივთიერებების დეტოქსიკაციას. მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს გარკვეული გამოწვევები მის გამოყენებაში, ტექნოლოგიების მუდმივი გაუმჯობესებითა და შესაბამისი გადაწყვეტილებების მიღებით, ქლორირების პროცესს შეუძლია უფრო მნიშვნელოვანი როლი ითამაშოს ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში, რაც ხელს შეუწყობს როგორც ეკონომიკურ სარგებელს, ასევე გარემოს დაცვას.