Натрий цианиді мен натрий хлоридінің сілтісіздендіруге әсері.

1. кіріспе

Металлургия саласында, әсіресе алтын мен күміс сияқты бағалы металдарды өндіруде цианидті сілтілеу процесі маңызды орын алады. Натрий цианиді (NaCN) кеңінен қолданылады, себебі ол кендерден алтын мен күмісті таңдамалы түрде еріте алады. Дегенмен, көптеген кен денелерінде әртүрлі заттар бірге өмір сүреді, ал натрий хлориді (NaCl) - кең таралған ілеспе тұздардың бірі. (NaCN) және (NaCl) бірге өмір сүруінің сілтілеу 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 : Натрий цианидінің концентрациясы шаймалау жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Теориялық тұрғыдан алғанда, электрохимиялық реакцияларға негізделген белгілі бір мөлшердегі алтынды еріту үшін натрий цианидінің белгілі бір мөлшері қажет. Дегенмен, іс жүзінде натрий цианидінің нақты тұтынуы теориялық мөлшерден әлдеқайда жоғары болады. Целлюлозадағы көміртек (CIP) және шаймалаудағы көміртек (CIL) сияқты процестерде натрий цианидінің концентрациясы әдетте белгілі бір диапазонда сақталады. Күрделі кендер немесе қоспа деңгейі жоғары кендер үшін концентрацияны тиісінше арттыру қажет болуы мүмкін.

• рН деңгейі : Натрий цианиді ерітіндіде гидролизденіп, өте улы газ - синил қышқылын түзеді. Гидролиз дәрежесі ерітіндінің рН-на 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 сілтісіздендіру үшін натрий цианиді концентрациясының оңтайлы деңгейіне де әсер етеді.

• Еріген оттегі концентрациясы : Цианид ерітіндісінде алтын мен күмісті еріту үшін оттегі өте маңызды. Реакция цианид иондарын да, оттегін де қажет етеді. Бөлме температурасы мен қысымында оттегінің ең жоғары ерігіштігі шектеулі. Егер суспензиядағы еріген оттегі концентрациясы тым төмен болса, ол алтын мен күмістің еру жылдамдығын шектеуі мүмкін. Мұндай жағдайларда оттегі концентрациясын арттыру үшін суспензияға ауа енгізу немесе сутегі асқын тотығын қосу сияқты әдістерді қолдануға болады. Оттегінің цианидке қатынасы өте маңызды; теңгерімсіздік шаймалау жылдамдығының төмендеуіне әкелуі мүмкін.

3. Натрий хлоридінің сілтісіздену процесіне әсері

3.1 Химиялық ортаға әсері

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

• Реактивті орындар үшін бәсекелестік : Хлорид иондары кен бөлшектерінің бетіндегі реактивті орындар үшін цианид иондарымен бәсекелесе алады. Кейбір жағдайларда, егер хлорид иондарының концентрациясы жеткілікті жоғары болса, олар алтын немесе күміс бөлшектерінің бетінде адсорбциялануы мүмкін, бұл цианид иондарының енуіне кедергі келтіреді және осылайша шаймалау тиімділігін төмендетеді. Дегенмен, белгілі бір жағдайларда хлорид иондарының болуы да оң әсер етуі мүмкін. Мысалы, мыс минералдары бар кейбір кендерде хлорид иондары мыспен кешендер түзе алады, бұл мыстың цианидті тұтынуын азайтады және алтын мен күмістің шаймалауын жақсартады.

3.2 Ассоциацияланған металдардың шаймалануына әсері

• Мыс құрамындағы кендер : Мыс мөлшері жоғары кендерде мыс минералдары натрий цианидімен қатты әрекеттесіп, цианидтің айтарлықтай мөлшерін тұтынады. Натрий хлоридінің болуы бұл реакцияға әсер етуі мүмкін. Хлорид иондары мыспен кешендер түзе алады, және бұл кешендер мыс-цианид кешендерімен салыстырғанда әртүрлі тұрақтылыққа ие болуы мүмкін. Егер мыс-хлорид кешендерінің түзілуіне қолайлы болса, бұл мыстың тұтынатын цианид мөлшерін азайтып, алтын мен күмісті сілтісіздендіру үшін көбірек цианид қалдыруы мүмкін.

• Басқа металдар : Натрий хлориді кендегі мырыш, қорғасын және темір сияқты басқа металдармен де әрекеттесуі мүмкін. Мысалы, хлорид иондары кейбір мырыш пен қорғасын қосылыстарының ерігіштігін арттыра алады, бұл өз кезегінде олардың шаймалау процесіндегі мінез-құлқына және алтын мен күмістің цианидпен шаймалауына әсеріне әсер етуі мүмкін. Темір жағдайында хлорид иондарының болуы темір құрамдас тұнбалардың немесе кешендердің түзілуіне және тұрақтылығына әсер етуі мүмкін, олар нақты жағдайларға байланысты шаймалау процесін күшейтуі 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 сілтілеу процесіне пайдалы немесе синергетикалық әсер етуі мүмкін. Мысалы, кейбір отқа төзімді алтын кендерінде тиісті мөлшерде натрий хлоридін қосу кен құрылымының өткізгіштігін жақсартады, бұл цианид иондарының оңай еніп, алтын бөлшектерімен әрекеттесуге мүмкіндік береді. Бұл алтынның сілтілеу жылдамдығының артуына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, бұрын айтылғандай, мыс минералдары бар кендерде натрий хлоридінің мыс-хлорид кешендерін түзуі мыстың цианид тұтынуын азайтуы мүмкін, бұл алтын мен күмістің цианидпен сілтіленуіне пайдалы, синергетикалық әсер көрсетеді.

• Антагонистік әсерлер : Дегенмен, натрий цианиді мен натрий хлоридінің қарама-қарсы немесе антагонистік әсерлері болатын жағдайлар да бар. Хлорид иондарының жоғары концентрациясы алтын мен күміс бөлшектерінің беті үшін цианид иондарымен бәсекелесе алады, сондай-ақ цианидті сілтілеу реакцияларының химиялық тепе-теңдігін бұзып, сілтілеу тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Сонымен қатар, егер натрий хлоридінің болуы кен бөлшектерінің бетін жабатын белгілі бір тұнбалардың немесе кешендердің пайда болуына әкелсе, бұл цианид иондарының бағалы металдармен жанасуына жол бермейді, бұл сілтілеу жылдамдығын одан әрі төмендетеді.

4.2 Екеуінің қатысуымен шаймалау процесін оңтайландыру

• Реагент концентрациясын реттеу : Натрий цианиді мен натрий хлориді болған кезде, олардың концентрациясын оңтайландыру қажет. Бұл кен құрамын егжей-тегжейлі талдауды қажет етеді. Мыс сияқты цианидпен әрекеттесетін металдардың көп мөлшері бар кендер үшін цианид тұтынуын азайту үшін натрий хлориді концентрациясын тиісті түрде арттыруды қарастыруға болады. Сонымен қатар, алтын мен күмісті тиімді сілтілеуді қамтамасыз ету үшін натрий цианиді концентрациясын нақты сілтілеу әсеріне сәйкес реттеу керек.

• Процесс жағдайларын бақылау : Реагент концентрациясынан басқа, рН, температура және аэрация сияқты басқа да процесс жағдайларын мұқият бақылау қажет. Цианид ерітіндісінің тұрақтылығын және сілтілеу реакциясының тиімділігін қамтамасыз ету үшін рН мәнін тиісті диапазонда ұстап тұру қажет, натрий цианиді мен натрий хлоридінің әсерін ескере отырып. Ерітіндінің температурасы да маңызды. Цианид ерітіндісінде алтынның еруі үшін теориялық тұрғыдан оңтайлы температура болғанымен, натрий хлориді болған кезде температураның сілтілеу процесіне әсері өзгеруі мүмкін, сондықтан эксперименттік зерттеулер арқылы оңтайлы температураны табу қажет. Сілтілеу реакциясы үшін оттегінің жеткілікті мөлшерде берілуін қамтамасыз ету үшін жеткілікті аэрация өте маңызды, ал 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.