Aukso gavybos naudojant natrio cianidą proceso pristatymas

I. Įvadas

Šiuolaikiniame Aukso kasyba industrija, Natrio cianidas vaidina pagrindinį vaidmenį. Skirtingai nuo senamadiškų aukso lupimo metodų, šiuolaikiniais komerciniais aukso gavybos procesais auksas gali būti išgaunamas iš uolienų rūdų, kuriose aukso kiekis yra itin mažas, kartais net 0.005 %, kur auksas yra nematomas plika akimi. Natrio cianidas yra pagrindinė cheminė medžiaga šiame sudėtingame ekstrahavimo procese, leidžianti efektyviai atskirti auksą nuo rūdų. Šiame straipsnyje bus išsamiai išnagrinėta, kaip Natrio cianidas naudojamas aukso kasyboje.

II. Natrio cianido pagrindai

A. Cheminės savybės

Natrio cianidas, kurio cheminė formulė NaCN, yra balta kristalinė kieta medžiaga. Jis atrodo kaip granulės arba milteliai ir yra linkęs tirpti. Šis junginys turi silpną karčiųjų migdolų kvapą. Kalbant apie tirpumą, jis labai gerai tirpsta vandenyje, o tik šiek tiek tirpsta etanolyje. Chemiškai, natrio cianidas yra stipri bazė ir silpna rūgšties druska. Jo vandeninis tirpalas hidrolizuojasi ir susidaro cianido rūgštis, todėl tirpalas tampa stipriai šarminis. Pažymėtina, kad natrio cianidas yra labai toksiškas. Net nedidelis kiekis, patekęs ant odos, įkvėpus ar nurijus, gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir gali būti mirtinas. Jis daro mirtiną poveikį išskirdamas cianido jonus (CN-), kurių afinitetas su geležies jonais yra stipresnis nei deguonis. Tai sutrikdo normalius ląstelių oksidacinius procesus, galiausiai sukelia ląstelių asfiksiją ir audinių hipoksiją.

B. Pramonės svarba

Be aukso gavybos vaidmens, natrio cianidas turi didelę reikšmę įvairiuose pramonės sektoriuose. Galvaninio dengimo pramonėje jis yra labai svarbus vario, sidabro, kadmio ir cinko dengimo komponentas. Tai padeda sumažinti anodinę poliarizaciją, užtikrina normalų anodo tirpimą, stabilizuoja dengimo tirpalą ir sustiprina katodinę poliarizaciją, kad būtų gauti vienodi ir aukštos kokybės dengimo sluoksniai. Metalurgijoje jis plačiai naudojamas tauriųjų metalų, tokių kaip auksas ir sidabras, gavybai. Be to, tai yra pagrindinė žaliava chemijos pramonėje, gaminant įvairius neorganinius cianidus ir vandenilio cianido rūgštį. Jis taip pat vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį organinių medžiagų, tokių kaip organinis stiklas, įvairios sintetinės medžiagos, nitrilo kaučiukas ir sintetinio pluošto kopolimerai, sintezėje. Dažų pramonėje jis naudojamas gaminant cianuro chloridą, esminį reaktyvių dažų tarpinį produktą ir balinamųjų medžiagų pirmtaką. Be to, farmacijos pramonė naudoja natrio cianidą junginių, tokių kaip cianoacto rūgšties metilo esteris ir dietilo malonatas, sintezei. Apskritai, natrio cianido universalumas ir reaktyvumas daro jį nepakeičiama chemine medžiaga šiuolaikiniuose pramonės procesuose.

III. Aukso gavybos procesas su natrio cianidu

A. Rūdos paruošimas

Pirmasis natrio cianido naudojimo žingsnis Aukso gavyba ruošia rūdą. Dideli aukso turinčios rūdos gabalai iš pradžių susmulkinami į mažesnius gabalėlius naudojant sunkius trupintuvus. Šis pirminis smulkinimas sumažina rūdos dydį iki lengviau valdomo matmens, paprastai apie 150–300 milimetrų. Vėliau susmulkinta rūda antriniu būdu susmulkinama, dažnai naudojant kūginius arba smūginius trupintuvus, dar labiau sumažinant dalelių dydį iki maždaug 20–50 milimetrų. Po to rutuliniais arba strypiniais malūnais rūda sumalama į smulkius miltelius, užtikrinant, kad dauguma dalelių būtų mažesnės nei 0.074 milimetro. Šis smulkus šlifavimas yra labai svarbus, nes jis žymiai padidina rūdos paviršiaus plotą, palengvindamas geresnį kontaktą ir reakciją su cianido tirpalu tolesniame išplovimo procese. Be to, rūda gali būti tikrinama, kad būtų atskirtos skirtingų dydžių dalelės, todėl galima tiksliau kontroliuoti cheminį apdorojimą ir maksimaliai padidinti ekstrahavimo efektyvumą.

B. Išplovimo procesas

Kai rūda yra smulkiai paruošta, ji patenka į išplovimo stadiją, kuri yra aukso gavybos natrio cianidu proceso esmė. Miltelių pavidalo rūda sumaišoma su kruopščiai paruoštu cianido tirpalu, kurio natrio cianido koncentracija paprastai svyruoja nuo 0.05 % iki 0.1 %. Šiame etape vyksta cheminė reakcija, kai rūdoje esantis auksas reaguoja su cianido jonais (CN-), esant deguoniui. Bendra reakcija gali būti pavaizduota lygtimi: 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H4O → 4Na[Au(CN)₂] + 10NaOH. Čia aukso atomai sudaro tirpų kompleksą su cianido jonais, sudarydami natrio aukso cianidą (Na [Au (CN)₂]), kuris ištirpsta tirpale. Išplovimo procesas reikalauja griežtos įvairių parametrų kontrolės. Tirpalo pH palaikomas maždaug 11–20, kad būtų užtikrintas cianido stabilumas ir išvengta toksiškų vandenilio cianido dujų susidarymo. Temperatūra taip pat vaidina svarbų vaidmenį; paprastai jis palaikomas 30–XNUMX °C temperatūroje. Per žema temperatūra sulėtina reakcijos greitį, o per didelis karštis gali sukelti greitą tirpalo išgaravimą ir galimą įrangos koroziją. Nuolat užtikrinamas tinkamas maišymas ir aeracija, kad būtų užtikrintas vienodas rūdos ir cianido tirpalo maišymas, skatinantis efektyvų aukso tirpimą.

C. Kritulių etapas

Po išplovimo auksas dabar yra tirpaus aukso cianido kompleksų pavidalu tirpale. Norint atgauti auksą, atliekamas nusodinimo etapas. Paprastai į tirpalą pridedama cinko miltelių arba aktyvuotos anglies. Kai naudojami cinko milteliai, vyksta poslinkio reakcija. Cinkas, reaktyvesnis už auksą, išstumia auksą iš aukso cianido komplekso. Cheminė reakcija gali būti išreikšta taip: 2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na₂[Zn(CN)2] + XNUMXAu. Tada aukso atomai redukuojami į metalinę formą ir nusėda iš tirpalo. Jei naudojama aktyvuota anglis, atsiranda didelis jos paviršiaus plotas ir adsorbcijos savybės. Aukso cianido kompleksai adsorbuojasi ant aktyvintos anglies paviršiaus, efektyviai atskirdami auksą nuo tirpalo. Tada įdėta aktyvuota anglis toliau apdorojama, kad būtų atgautas adsorbuotas auksas. Kai nusodinimas baigiasi, susidariusi suspensija filtruojama arba centrifuguojama, kad būtų atskirtos kietos aukso nuosėdos nuo likusio skysčio, kuriame gali būti likučio cianido ir kitų priemaišų.

D. Rafinavimo procesas

Auksas, gautas nusodinant, vis dar turi tam tikrų priemaišų ir turi būti rafinuotas, kad būtų pasiektas rinkoje reikalaujamas aukštas grynumas. Rafinavimo procesas paprastai prasideda lydymu, kai aukso nuosėdos įkaitinamos iki aukštos temperatūros krosnyje. Taip ištirpsta auksas, todėl tankesnės priemaišos gali nusėsti į dugną, o išlydytas auksas gali būti nugriebtas arba supilamas į formas. Vėliau tolesniam valymui gali būti naudojama elektrolizė. Elektrolitiniame elemente nešvarus auksas paverčiamas anodu, o plonas gryno aukso lakštas tarnauja kaip katodas. Kai elektros srovė teka per elementą, aukso jonai iš anodo migruoja link katodo ir nusėda kaip grynas auksas, palikdami ant anodo likusias priemaišas. Atlikus šiuos gryninimo etapus, auksas gali pasiekti iki 99.99 % grynumo lygį, atitinkantį įvairių pramonės, papuošalų gamybos ir investicinių programų standartus.

IV. Saugos ir aplinkosaugos aspektų programos

A. Darbuotojų sauga

Atsižvelgiant į didelį natrio cianido toksiškumą, ypač svarbu užtikrinti darbuotojų saugą. Darbuotojai, dalyvaujantys aukso gavybos procese naudojant natrio cianidą, turi būti išsamiai apmokyti saugos. Jie turi gerai išmanyti, kaip elgtis su chemine medžiaga, suprasti galimus jos pavojus ir žinoti teisingas skubios pagalbos procedūras. Asmeninės apsaugos priemonės (AAP) yra nediskutuotinos. Darbuotojai turėtų mūvėti nepralaidžias pirštines, kad nepatektų ant odos, akinius, kad apsaugotų akis, ir respiratorius, kad neįkvėptų bet kokių galimai išsiskiriančių cianido dujų. Be to, turi būti taikomi griežti saugos protokolai. Pavyzdžiui, darbo vietos turi būti gerai vėdinamos, kad būtų sumažinta bet kokio ore esančio cianido koncentracija. Darbuotojams taip pat turėtų būti uždrausta valgyti, gerti ar rūkyti vietose, kur yra natrio cianido, kad būtų išvengta atsitiktinio nurijimo. Reguliarūs medicininiai patikrinimai turėtų būti privalomi, kad būtų galima stebėti darbuotojų, ypač tiesiogiai dirbančių su chemine medžiaga, sveikatą ir nustatyti bet kokius ankstyvus cianido poveikio požymius.

B. Poveikis aplinkai

Natrio cianido naudojimas aukso kasyboje taip pat kelia didelį susirūpinimą dėl aplinkosaugos. Po aukso gavybos proceso likusios atliekos, žinomos kaip Cianido atliekos, yra cianido likučių. Jei šios atliekos nėra tinkamai tvarkomos, jos gali kelti didelę grėsmę aplinkai. Cianidas gali prasiskverbti į dirvą ir požeminius vandenis, užteršdamas vandens šaltinius ir pakenkdamas vandens gyvūnijai. Paviršiniuose vandenyse net nedideli cianido kiekiai gali sutrikdyti ekologinę pusiausvyrą, o tai gali sukelti žuvų žūtį ir kitokį neigiamą poveikį biologinei įvairovei. Siekdamos sumažinti šią riziką aplinkai, kasybos įmonės turi įgyvendinti tvirtas aplinkosaugos valdymo strategijas. Vienas iš būdų yra apdoroti cianido nuosėdas, kad cianido kiekis būtų sumažintas iki saugaus lygio. Tai gali apimti cheminio apdorojimo procesus, tokius kaip oksidacijos arba nusodinimo metodai, kad toksiškas cianidas paverstų mažiau kenksmingais junginiais. Kita svarbi priemonė yra tinkamas apdorotų atliekų šalinimas ir sulaikymas. Saugūs sąvartynai arba atliekų tvenkiniai su atitinkamais įdėklais gali užkirsti kelią bet kokių likusių teršalų nutekėjimui į aplinką. Be to, norint anksti pastebėti bet kokią galimą žalą aplinkai ir nedelsiant imtis taisomųjų veiksmų, būtina nuolat stebėti supančią aplinką, įskaitant vandens kokybę ir dirvožemio būklę.

V. Išvada

Natrio cianidas yra neabejotinai svarbi cheminė medžiaga šiuolaikinėje aukso kasyboje, leidžianti išgauti auksą iš rūdų, kuriose yra mažai aukso. Tai buvo kertinis aukso akmuo Kalnakasybos pramonė dešimtmečius, palengvinant aukso, kuris skatina įvairias pramonės šakas, nuo papuošalų gamybos iki aukštųjų technologijų taikymo, gamybą. Tačiau jo naudojimas reikalauja didžiausio dėmesio saugai ir aplinkos apsaugai. Kasybos įmonės turi investuoti į naujausią saugos įrangą, visapusiškai apmokyti darbuotojus ir įgyvendinti griežtus saugos protokolus, kad apsaugotų gyvybes. Kartu jie turi moralinę ir teisinę pareigą valdyti poveikį aplinkai, atsakingai apdoroti cianido nuosėdas ir stebėti ekosistemą, kad būtų išvengta ilgalaikės žalos. Tobulėjant technologijoms, turėtų būti tęsiami saugesnių ir aplinką tausojančių natrio cianido alternatyvų tyrimai. Tik sukūrus pusiausvyrą tarp efektyvaus aukso gavybos, darbuotojų saugos ir aplinkos apsaugos, aukso kasybos pramonė gali tvariai klestėti ateityje.