Натрий цианиді мен натрий хлоридінің сілтісіздендіруге әсері.

1. кіріспе

Металлургия саласында, әсіресе алтын мен күміс сияқты асыл металдарды өндіруде, цианидшаймалау процесі шешуші орын алады. Натрий цианиді (NaCN) кеңінен қолданылады, өйткені ол кендерден алтын мен күмісті таңдап еріте алады. Дегенмен, көптеген кен денелерінде әртүрлі заттар қатар өмір сүреді және натрий хлориді (NaCl) жалпы ілеспе тұздардың бірі болып табылады. (NaCN) және (NaCl) бірге болуының сілтісіздендіру процесіне әсерін түсіну өндіру тиімділігін оңтайландыру, шығындарды азайту және қоршаған ортаға әсерді азайту үшін өте маңызды. Бұл мақала осы мәселені жан-жақты зерттеуге бағытталған.

2. Натрий цианидінің сілтісіздендірудегі рөлі

2.1 Химиялық реакция механизмі

Цианидті шаймалау процесінде цианид иондары алтын және күміс атомдарымен еритін комплекстер түзуде шешуші рөл атқарады. Оттегі де өте маңызды, өйткені ол тотықтырғыш ретінде әрекет етеді, алтын мен күмістің тотығуын жеңілдетеді және олардың цианид ерітіндісінде еруіне ықпал етеді. Бұл химиялық әрекеттесу осы бағалы металдарды рудадан алуға мүмкіндік береді.

2.2 Натрий цианидінің сілтісіздендірудегі тиімділігіне әсер ететін факторлар

• Натрий цианидінің концентрациясы: концентрациясы натрий цианиді шаймалау жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Теориялық тұрғыдан алғанда, белгілі бір сома Натрий цианиді электрохимиялық реакциялар негізінде алтынның белгілі бір мөлшерін еріту үшін қажет. Алайда, іс жүзінде нақты тұтыну Натрий цианиді жиі теориялық мөлшерден әлдеқайда жоғары. Көміртек - ішіндегі целлюлоза (CIP) және көміртегі - сілтісіздендіру (CIL) сияқты процестерде натрий цианидінің концентрациясы әдетте белгілі бір ауқымда сақталады. Неғұрлым күрделі рудалар немесе қоспалары жоғары рудалар үшін концентрацияны сәйкесінше арттыру қажет болуы мүмкін.

• рН деңгейі: Натрий цианиді ерітіндіде гидролизденіп, өте улы газ болып табылатын циан қышқылын түзеді. Гидролиз дәрежесі ерітіндінің рН-ына байланысты. Гидролиз арқылы цианидтің жоғалуын азайту және цианид ерітіндісінің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін алтын CIP зауыттарында рН әдетте белгілі бір сілтілі диапазонда сақталады. Бұл рН ортасы алтынды тиімді шаймалау үшін натрий цианидінің оңтайлы концентрациясына да әсер етеді.

• Ерітілген оттегінің концентрациясы: Алтын мен күмісті цианид ерітіндісінде еріту үшін оттегі өте қажет. Реакция үшін цианид иондары да, оттегі де қажет. Бөлме температурасында және қысымда оттегінің максималды ерігіштігі шектеулі. Егер суспензиядағы еріген оттегінің концентрациясы тым төмен болса, ол алтын мен күмістің еру жылдамдығын шектей алады. Мұндай жағдайларда оттегі концентрациясын арттыру үшін суспензияға ауа айдау немесе сутегі асқын тотығын қосу сияқты әдістерді қолдануға болады. Оттегінің цианидке қатынасы шешуші мәнге ие; теңгерімсіздік шаймалау жылдамдығының төмендеуіне әкелуі мүмкін.

3. Натрий хлоридінің сілтісіздену процесіне әсері

3.1 Химиялық ортаға әсері

• Иондық күш және белсенділік коэффициенті: Натрий хлориді сілтісіздендіру ерітіндісінде болған кезде ерітіндінің иондық күшін арттырады. Тиісті теорияларға сәйкес иондық күштің жоғарылауы ерітіндідегі иондардың белсенділік коэффициенттеріне әсер етуі мүмкін. Цианидті сілтісіздендіру жүйесінде белсенділік коэффициенттерінің бұл өзгерісі алтын мен күмістің еруіне байланысты реакциялардың химиялық тепе-теңдігіне әсер етуі мүмкін. Мысалы, ол алтынмен әрекеттесу үшін қол жетімді цианид иондарының тиімді концентрациясын өзгертуі мүмкін, осылайша шаймалау жылдамдығына әсер етеді.

• Реактивті сайттарға арналған конкурс: Хлорид иондары руда бөлшектерінің бетіндегі реактивті учаскелер үшін цианид иондарымен бәсекелесе алады. Кейбір жағдайларда хлорид иондарының концентрациясы жеткілікті жоғары болса, олар алтын немесе күміс бөлшектерінің бетіне адсорбциялануы мүмкін, бұл цианид иондарының енуіне жол бермейді және осылайша шаймалау тиімділігін төмендетеді. Дегенмен, белгілі бір жағдайларда хлорид иондарының болуы да оң әсер етуі мүмкін. Мысалы, құрамында мыс минералдары бар кейбір кендерде хлорид иондары мыспен комплекстер құра алады, бұл мыс арқылы цианидті тұтынуды азайтады және алтын мен күмістің шаймалануын жақсартады.

3.2 Ассоциацияланған металдардың шаймалануына әсері

• Мыс - Құрамында кендер: Мыстың жоғары мөлшері бар кендерде мыс минералдары натрий цианидімен қатты әрекеттеседі, цианидтің едәуір мөлшерін тұтынады. Натрий хлоридінің болуы бұл реакцияға әсер етуі мүмкін. Хлорид иондары мыспен комплекстер түзе алады және бұл комплекстер мыс - цианидті комплекстермен салыстырғанда әртүрлі тұрақтылыққа ие болуы мүмкін. Мыс-хлоридті кешендердің түзілуі қолайлы болса, ол мыс тұтынатын цианид мөлшерін азайтып, алтын мен күмісті шаймалау үшін көбірек цианид қалдырады.

• Басқа металдар: Натрий хлориді рудадағы мырыш, қорғасын және темір сияқты басқа металдармен де әрекеттесе алады. Мысалы, хлорид иондары кейбір мырыш пен қорғасын қосылыстарының ерігіштігін жоғарылатуы мүмкін, бұл өз кезегінде олардың шаймалау процесі кезіндегі мінез-құлқына және алтын мен күмістің цианидпен шаймалануына әсер етуі мүмкін. Темір жағдайында хлорид иондарының болуы құрамында темірі бар тұнбалардың немесе кешендердің түзілуіне және тұрақтылығына әсер етуі мүмкін, олар нақты жағдайларға байланысты шаймалау процесін ынталандыруы немесе тежеуі мүмкін.

4. Натрий цианиді мен натрий хлоридінің сілтісіздендіруге бірлескен әсері

4.1 Синергетикалық немесе антагонистік әсерлер

• Синергетикалық әсерлер: Кейбір жағдайларда натрий цианиді мен натрий хлоридінің бірге болуы шаймалау процесіне пайдалы немесе синергиялық әсер етуі мүмкін. Мысалы, кейбір отқа төзімді алтын рудаларында натрий хлоридінің тиісті мөлшерін қосу кен құрылымының өткізгіштігін жақсартып, цианид иондарының алтын бөлшектерімен оңай енуіне және реакцияға түсуіне мүмкіндік береді. Бұл алтынды сілтілеу жылдамдығының артуына әкелуі мүмкін. Бұған қоса, бұрын айтылғандай, мыс минералдары бар рудаларда натрий хлориді арқылы мыс-хлоридті кешендердің түзілуі мыстың цианидті тұтынуын азайтуы мүмкін, бұл синергетикалық әсер көрсете отырып, алтын мен күмісті цианидпен шаймалау үшін пайдалы.

• Антагонистік әсерлер: Дегенмен, натрий цианиді мен натрий хлоридінің қарама-қарсы немесе антагонистік әсерлері бар жағдайлар да бар. Хлорид иондарының жоғары концентрациясы алтын және күміс бөлшектерінің беті үшін цианид иондарымен бәсекелесе алады, сондай-ақ цианидті шаймалау реакцияларының химиялық тепе-теңдігін бұзады, нәтижесінде шаймалау тиімділігі төмендейді. Сонымен қатар, натрий хлоридінің болуы кен бөлшектерінің бетін жабатын белгілі бір тұнбалардың немесе кешендердің түзілуіне себеп болса, ол цианид иондарының бағалы металдармен жанасуын болдырмай, шаймалау жылдамдығын одан әрі төмендетеді.

4.2 Екеуінің қатысуымен шаймалау процесін оңтайландыру

• Реагент концентрациясын реттеу: Натрий цианиді де, натрий хлориді де болған кезде олардың концентрациясын оңтайландыру қажет. Бұл кен құрамын егжей-тегжейлі талдауды қажет етеді. Цианидпен, мысалы, мыспен әрекеттесе алатын металдардың жоғары құрамы бар кендер үшін цианидті тұтынуды азайту үшін натрий хлоридінің концентрациясын тиісті түрде арттыру қарастырылуы мүмкін. Бұл ретте алтын мен күмісті тиімді шаймалауды қамтамасыз ету үшін натрий цианидінің концентрациясы нақты шаймалау әсеріне сәйкес реттелуі керек.

• Процесс жағдайларын бақылау: Реагент концентрациясына қоса, рН, температура және аэрация сияқты басқа процесс жағдайларын да мұқият бақылау қажет. Натрий цианидінің де, натрий хлоридінің де әсерін ескере отырып, цианид ерітіндісінің тұрақтылығын және шаймалау реакциясының тиімділігін қамтамасыз ету үшін рН мәнін тиісті диапазонда ұстау қажет. Ерітінді температурасы да маңызды. Цианид ерітіндісінде алтынды еріту үшін теориялық оңтайлы температура болғанымен, натрий хлориді болған жағдайда сілтісіздендіру процесіне температураның әсері өзгеруі мүмкін, тәжірибелік зерттеулер арқылы оптималды температураны табу қажет. Адекватты аэрация шаймалау реакциясы үшін жеткілікті оттегімен қамтамасыз ету үшін өте маңызды және натрий хлоридінің болуы ерітіндідегі оттегінің ерігіштігі мен таралуына әсер етуі мүмкін, мұны ескеру қажет.

5. Жағдайлар және эксперименттік нәтижелер

5.1 1-жағдаяттық зерттеу: Алтын – құрамында мыс мөлшері жоғары күміс кені

Мыс мөлшері жоғары алтын-күміс кен орнында тек натрий цианидін пайдаланып дәстүрлі цианидті шаймалау мыстың цианидті айтарлықтай тұтынуына байланысты алтынды сілтілеудің төмен жылдамдығына әкелді. Натрий хлоридін сілтісіздендіру жүйесіне белгілі бір концентрацияда қосып, натрий цианидінің концентрациясын реттегенде, алтынды сілтілеу жылдамдығы жоғарылады. Талдау көрсеткендей, натрий хлоридінің қосылуы мыс-хлоридті кешендердің пайда болуына, мыс тұтынатын цианид мөлшерін азайтуға және осылайша алтынды шаймалау үшін цианидтің қолжетімділігін арттыруға әкелді.

5.2 2-жағдай: Отқа төзімді алтын кені

Отқа төзімді алтын кені үшін натрий хлоридісіз бастапқы цианидті сілтілеу алтынды сілтілеудің төмен жылдамдығына қол жеткізді. Белгілі бір концентрацияда натрий хлоридін қосқаннан және цианид концентрациясын және басқа технологиялық жағдайларды оңтайландырудан кейін алтынды сілтілеу жылдамдығы артты. Кен бөлшектерін микроскопиялық бақылау натрий хлоридінің қосылуы кен құрылымының өткізгіштігін жақсартып, цианид иондарының алтын бөлшектеріне тиімдірек жетуіне мүмкіндік беретінін, осылайша сілтілеу тиімділігін арттыратынын көрсетті.

6. Қоршаған орта және қауіпсіздік мәселелері

6.1 Цианидтің уыттылығы

Цианид – өте улы зат. Құрамында цианид бар ерітінділердің қоршаған ортаға кез келген бөлінуі судағы тіршілікке, топырақ сапасына және адам денсаулығына ауыр зардаптар әкелуі мүмкін. Натрий хлориді натрий цианидімен сілтісіздендіру процесінде бірге болған кезде, құрамында цианид бар қалдықтарды басқару және өңдеу әлі де экологиялық ережелерге қатаң сәйкес жүргізілуін қамтамасыз ету қажет. Натрий хлоридінің болуы қалдықтарды өңдеу процестеріндегі цианидтің әрекетіне әсер етуі мүмкін, мысалы, цианидті жою үшін қолданылатын әдістер, мысалы, сілтілі хлорлау немесе биологиялық өңдеу. Мысалы, натрий хлоридінен туындаған иондық күштің жоғарылауы осы өңдеу әдістерінің реакция жылдамдығына және тиімділігіне әсер етуі мүмкін.

6.2 Жұмыс кезіндегі қауіпсіздік

Натрий цианидін де, натрий хлоридін де абайлап қолдану керек. Натрий цианиді өте улы және сақтау, тасымалдау және пайдалану кезінде қатаң қауіпсіздік шараларын талап етеді. Натрий хлориді, салыстырмалы түрде азырақ қауіпті болса да, дұрыс басқарылмаса, жабдықтың коррозиясы және жұмыс ортасына ықтимал әсер ету сияқты қауіптерді тудыруы мүмкін. Екеуі де қолданылған сілтілеу операциясында жұмысшылар осы химиялық заттарды қауіпсіз өңдеуге үйретілуі керек, сондай-ақ жазатайым оқиғалардың алдын алу және жұмыс күшінің әл-ауқатын қамтамасыз ету үшін тиісті қауіпсіздік құралдары мен процедуралары болуы керек.

7. қорытынды

Сілтілеу процесінде натрий цианиді мен натрий хлоридінің бірге болуы бағалы металдарды алуда күрделі әсер етеді. Натрий хлориді сілтісіздендіру ерітіндісінің химиялық ортасына әсер ете алады, ілеспе металдармен әрекеттеседі және натрий цианидімен синергетикалық және антагонистік әсерге ие болады. Бұл әсерлерді түсіну шаймалау процесін оңтайландыру үшін өте маңызды. Реагент концентрациясын реттеу, технологиялық процестерді бақылау және қоршаған орта мен қауіпсіздік факторларын ескере отырып, алтын, күміс және басқа да бағалы металдарды тиімдірек және тұрақты өндіруге қол жеткізуге болады. Металлургия өнеркәсібінің өндіру технологиясын үздіксіз жетілдіруге бағытталған, әртүрлі руда түрлері мен технологиялық жағдайлардағы осы бірлескен жүйенің әлеуетін толық зерттеу үшін қосымша зерттеулер мен тәжірибелік зерттеулер әлі де қажет.