NACN-натрий цианидін металлургия және химия өнеркәсібінде қолдану

кіріспе

Натрий цианиді (NaCN) - металлургия мен химия өнеркәсібінде маңызды рөл атқаратын химиялық қосылыс. Өте уытты табиғатына қарамастан, оның бірегей химиялық қасиеттері оны бірнеше өнеркәсіптік процестерде алмастырылмайтын етеді. Бұл мақалада натрий цианидін осы екі маңызды өнеркәсіптік секторда қолданудың әртүрлі салалары қарастырылады.

Натрий цианидінің қасиеттері

Натрий цианиді – әлсіз, ащы бадам иісі бар ақ кристалды қатты зат. Оның молярлық массасы шамамен 49.01 г/моль. Ол суда жақсы ериді, бөлме температурасында 46 миллилитр суда шамамен 100 грамм ериді. Қосылыс Na⁺ катионынан және CN⁻ анионынан тұрады. Оның балқу температурасы шамамен 564 ° C және қайнау температурасы шамамен 1496 ° C. Бұл физикалық және химиялық қасиеттер оның әртүрлі өнеркәсіптік сценарийлерде қолданылуын түсіну үшін негіз болып табылады.

Металлургиядағы қолданылуы

Алтын және күміс өндіру

Натрий цианидін металлургиядағы ең танымал қолдануларының бірі - кендерінен алтын мен күмісті алу. Цианидтеу деп аталатын бұл процесс цианид иондарының алтын мен күміспен тұрақты кешендер түзу қабілетіне негізделген. Оттегі мен су болған кезде натрий цианиді кендегі алтынмен келесідей әрекеттеседі:

4Au + 8NaCN + O₂+ 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂]+ 4NaOH

Алтын – цианидті комплекс [Au(CN)₂]⁻ суда ериді, алтынды рудалық матрицадан бөлуге мүмкіндік береді. Бұл ерітінді одан әрі таза алтынды алу үшін өңделеді. Сол сияқты, күмісті ұқсас реакция механизмі арқылы алуға болады. Цианидтеу – кен өндіру өнеркәсібінде төмен сұрыпты кендерден бағалы металдарды алудағы жоғары тиімділігіне байланысты кеңінен қолданылатын әдіс. Дегенмен, бұл процесс кезінде улы цианид қосылыстарының бөлінуін болдырмау үшін қатаң қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау хаттамалары сақталуы керек.

Металл қаптау

Натрий цианиді де электропландау процестерінде қолданылады. Электрлік қаптауда металдың жұқа қабаты басқа материалдың бетіне қойылады. Цианид негізіндегі гальваникалық ванналар мыс, күміс, кадмий және мырыш сияқты металдарды жалату үшін қолданылады. Ваннадағы цианид иондары бірнеше қызмет атқарады. Олар тұндыру үшін металл иондарының тұрақты жеткізілуін қамтамасыз ете отырып, анодтық металды ерітуге көмектеседі. Цианид сонымен қатар тұндырылған металл қабатының сапасын жақсартатын комплекс түзуші ретінде әрекет етеді. Ол шөгіндінің астық мөлшерін азайтуы мүмкін, нәтижесінде тегіс және біркелкі жабын болады. Мысалы, күміспен қаптауда, қаптау ваннасындағы натрий цианиді субстратта жарқын, жабысқақ күміс жабынға қол жеткізуге көмектеседі.

Болаттың қатайтуы

Болатты қатайту жағдайында болат заттардың бетінің қаттылығын арттыру үшін натрий цианиді қолданылады. Процесс құрамында цианид бар қосылыстың қатысуымен болатты қыздыру. Цианид жоғары температурада көміртегі мен азот атомдарын бөліп шығарады. Бұл атомдар болаттың бетіне диффузияланып, темір карбидтері мен нитридтері сияқты қатты қосылыстар түзеді. Бұл болаттың қатты сыртқы қабатына әкеледі, ал өзегі салыстырмалы түрде жұмсақ және икемді болып қалады. Қатайған жағдайда натрий цианидін пайдалану болат компоненттерінің тозуға төзімділігін және қажу беріктігін арттырып, оларды тісті доңғалақтар, біліктер және мойынтіректер сияқты қолданбаларға қолайлы етеді.

Химия өнеркәсібіндегі қолданбалар

Органикалық қосылыстардың синтезі

Натрий цианиді органикалық қосылыстардың кең спектрін синтездеу үшін маңызды бастапқы материал болып табылады. Ол фармацевтикалық өнімдерді, пластмассаларды, бояғыштарды және басқа химиялық заттарды өндіруде қолданылады. Мысалы, фармацевтика өнеркәсібінде пенициллин, В₆ витамині, фолий қышқылы сияқты препараттарды синтездеуде қолданылады. Пенициллин синтезінде натрий цианиді антибиотикке тән β - лактам сақинасының құрылымын түзуге әкелетін бірқатар реакцияларға қатысады.

Пластмасса өндірісінде мономерлерді синтездеу үшін натрий цианидін қолдануға болады. Мысалы, ол синтетикалық талшықтар мен пластмасса өндірісінде қолданылатын кең таралған полиакрилонитрил (PAN) жасау үшін мономер болып табылатын акрилонитрил өндірісінде қолданылады. Натрий цианидінің басқа химиялық заттармен реакциясы сонымен қатар қажетті түпкілікті өнімдерді алу үшін одан әрі өңделетін әртүрлі органикалық аралық өнімдердің пайда болуына әкелуі мүмкін.

Бейорганикалық цианидтерді өндіру

Натрий цианиді басқа да маңызды бейорганикалық цианидтерді өндіру үшін бастапқы материал ретінде қолданылады . Мысалы, ол калий цианидін (KCN), мырыш цианидін (Zn(CN)₂) және мыс цианидін (CuCN) өндіру үшін қолданылады. Бұл бейорганикалық цианидтердің әртүрлі салаларда өзіндік қолданылуы бар. Калий цианиді гальваникалық қаптауда, әсіресе алтын мен күмісті қаптауда қолданылады. Мырыш цианиді мырышпен қаптау процесінде, ал мыс цианиді мыс гальваникалық қаптауда және белгілі бір мыс негізіндегі қорытпаларды өндіруде қолданылады. Бұл бейорганикалық цианидтерді өндіру әдетте натрий цианидін тиісті металл тұздарымен немесе басқа химиялық реакциялар арқылы әрекеттесуді қамтиды.

Химиялық талдауда қолдану

Химиялық талдауда натрий цианидін белгілі бір аналитикалық әдістерде қолдануға болады. Мысалы, ерітіндідегі белгілі бір металл иондарын анықтауда комплекс түзуші ретінде цианидті қолдануға болады. Құрамында металл иондары бар ерітіндіге натрий цианидін қосу арқылы арнайы металл – цианидті комплекстер түзілуі мүмкін. Бұл кешендер көбінесе металл иондарын анықтау немесе сандық анықтау үшін қолданылатын түс немесе ерігіштік сияқты тән қасиеттерге ие. Дегенмен, натрий цианидінің өте уыттылығына байланысты оны химиялық талдауда пайдалану жоғары деңгейде реттеледі және қол жетімді болған кезде балама, аз уытты әдістер жиі таңдалады.

Қауіпсіздік мәселелері

Натрий цианиді өте улы екенін ескеру маңызды. Натрий цианидінің әсері ингаляция, жұту немесе теріге тию арқылы өлімге әкелуі мүмкін. Ол жасушалардың тыныс алуына кедергі келтіріп, жасушалардың оттегін тиімді пайдалануына жол бермейді. Натрий цианидін өнеркәсіптік пайдалану кезінде қатаң қауіпсіздік шараларын сақтау қажет. Натрий цианидімен жұмыс істейтін жұмысшылар қолғап, көзілдірік және тыныс алу органдарын қорғауды қоса алғанда, тиісті жеке қорғаныс құралдарын киюі керек. Натрий цианидін сақтайтын қоймалар ағып кету мен төгілуді болдырмайтындай етіп жобалануы керек, сондай-ақ кездейсоқ шығарындылар кезінде апатты жою жоспарлары болуы керек. Қоршаған ортаны қорғау да басты мәселе болып табылады, өйткені натрий цианидінің қоршаған ортаға кез келген бөлінуі жабайы табиғат пен су көздеріне ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін.

қорытынды

Натрий цианиді, өзіне тән уыттылығына қарамастан, металлургияда да, химия өнеркәсібінде де әртүрлі және маңызды қолданбаларға ие. Металлургияда ол бағалы металдарды алу, металды жалату және корпусты шыңдау үшін өте қажет. Химия өнеркәсібінде ол көптеген органикалық және бейорганикалық қосылыстардың синтезі үшін негізгі бастапқы материал ретінде қызмет етеді және химиялық талдауда қолданылады. Дегенмен, натрий цианидін пайдалану әрқашан осы өте улы қосылыспен байланысты тәуекелдерді азайту үшін қатаң қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау шараларымен қатар жүруі керек. Технология дамыған сайын, осындай қауіпті химиялық заттарды қолданбай-ақ бірдей өнеркәсіптік мақсаттарға қол жеткізе алатын балама әдістерді әзірлеуге күш салу үздіксіз жүргізілуде, бірақ қазіргі уақытта натрий цианиді көптеген өнеркәсіптік процестердің маңызды құрамдас бөлігі болып қала береді.