Suprasti natrio cianido vaidmenį aukso rūdos išplovimo procese

Sudėtingame pasaulyje Aukso kasybaŠio tauriojo metalo išgavimas iš rūdos yra procesas, kupinas mokslinio tikslumo ir technologinių inovacijų. Viena cheminė medžiaga, kuri išsiskiria šiame procese, yra Natrio cianidas, junginys, kuris jau daugiau nei šimtmetį yra neatsiejama aukso kasybos pramonės dalis. Šiame straipsnyje gilinamasi į jo vaidmenį Natrio cianidas aukso kasyboje, ypač išplovimo procese, tiriant jo chemines reakcijas, pritaikymą ir priemones, kurių imamasi siekiant užtikrinti saugų ir tvarų jo naudojimą.

Natrio cianido cheminis reaktyvumas su auksu

Natris Cianidas (NaCN) yra balta, kristalinė kieta medžiaga, gerai tirpsta vandenyje. Aukso kasybos kontekste svarbiausia jos savybė yra gebėjimas reaguoti su auksu deguonies akivaizdoje ir sudaryti tirpų aukso kompleksą. Ši reakcija yra pagrindas Cianidinimo procesas, kuris nuo 1890-ųjų buvo dominuojantis aukso gavybos metodas.

Aukso reakcijos cheminė lygtis, natrio cianidas, deguonis ir vanduo yra tokie:

4 Au + 8 NaCN + O₂ + 2 H4O → 4 Na[Au(CN)₂] + XNUMX NaOH

Šios reakcijos metu auksas oksiduojamas ir sudaro kompleksą su cianido jonais. Deguonis veikia kaip oksidatorius, palengvinantis aukso tirpimą. Gautas kompleksas, natrio aurocianidas (Na[Au(CN)₂]), tirpsta vandenyje, todėl auksą galima atskirti nuo rūdos matricos.

Didelis natrio cianido tirpumas vandenyje yra labai svarbus jo veiksmingumui išplovimo procese. Tai leidžia cianido jonams greitai difunduoti per rūdą, padidinant reagento ir aukso dalelių sąlytį. Tai savo ruožtu padidina reakcijos greitį ir pagerina bendrą aukso išgavimo efektyvumą.

Taikymas skirtinguose aukso išplovimo procesuose

Krūvos išplovimas

Krūvos išplovimas yra plačiai naudojamas žemos kokybės aukso rūdų perdirbimo metodas. Šio proceso metu rūda susmulkinama ir sukraunama į dideles krūvas ant nepralaidžios plėvelės. Tada ant krūvos purškiamas praskiestas natrio cianido tirpalas, paprastai 0.01–0.05 % koncentracijos. Cianido tirpalas prasiskverbia per rūdą, reaguoja su auksu ir jį ištirpina. Ištirpusio aukso turintis tirpalas surenkamas krūvos apačioje ir toliau apdorojamas, kad būtų išgautas auksas.

Krūvos išplovimas yra ekonomiškai efektyvus metodas dideliems žemos kokybės rūdos kiekiams apdoroti. Natrio cianido naudojimas šiame procese leidžia išgauti auksą iš rūdų, kurias kitaip būtų neekonomiška perdirbti. Tačiau tai taip pat reikalauja kruopštaus valdymo, siekiant išvengti aplinkos užteršimo, nes cianido tirpalas, jei nebus tinkamai sulaikytas, gali patekti į aplinkinį dirvožemį ir vandenį.

Anglies išplovimo (CIL) ir anglies celiuliozės (CIP) procesai

CIL ir CIP procesai dažniausiai naudojami aukštesnės kokybės aukso rūdoms arba aukso koncentratams perdirbti. Šiuose procesuose rūda pirmiausia sumalama, o tada sumaišoma su natrio cianido tirpalu keliose maišymo talpyklose. Auksas ištirpsta cianido tirpale, sudarydamas tirpų aukso kompleksą.

CIL procese aktyvuota anglis tiesiogiai į išplovimo bakus įpilama. Anglis adsorbuoja aukso kompleksą, efektyviai atskirdama auksą nuo tirpalo. Įpilta anglis tada pašalinama iš bakų ir toliau apdorojama, kad būtų išgautas auksas. CIP procese išplautas srutas pirmiausia atskiriamas nuo tirpalo, o tada tirpalas praleidžiamas per anglies kolonėlių seriją, kur auksas adsorbuojamas ant anglies.

Tiek CIL, tiek CIP procesai pasižymi dideliu aukso išgavimo greičiu ir yra gana efektyvūs reagentų sunaudojimo požiūriu. Natrio cianido naudojimas šiuose procesuose leidžia selektyviai ištirpinti auksą, sumažinant kitų rūdoje esančių metalų išgavimą.

Natrio cianido išplovimo efektyvumą įtakojantys veiksniai

Natrio cianido efektyvumas Aukso išplovimas procesą įtakoja keli veiksniai:

1. Rūdos charakteristikosRūdos tipas ir sudėtis vaidina svarbų vaidmenį išplovimo procese. Rūdos, kuriose yra daug aukso ir palanki mineralogija, pavyzdžiui, mažai sulfidų, paprastai pasižymi didesniu aukso išgavimo greičiu. Be to, rūdos dalelių dydis turi įtakos reakcijai skirtam paviršiaus plotui. Smulkiai sumaltos rūdos paprastai užtikrina efektyvesnį išplovimą.

2. Cianido koncentracijaNatrio cianido koncentracija išplovimo tirpale yra labai svarbus parametras. Didesnė cianido koncentracija gali padidinti aukso tirpimo greitį, tačiau ji taip pat padidina reagento kainą ir galimą pavojų aplinkai. Cianido koncentracijos optimizavimas yra būtinas norint subalansuoti aukso išgavimo efektyvumą ir ekonominius bei aplinkosauginius aspektus.

3. Deguonies prieinamumasKadangi aukso oksidacijai reikalingas deguonis, jo prieinamumas išplovimo sistemoje yra labai svarbus. Tinkama aeracija arba oksidatorių pridėjimas gali pagerinti išplovimo procesą. Kai kuriais atvejais reakcijos efektyvumui pagerinti gali būti naudojami alternatyvūs oksidatoriai, tokie kaip vandenilio peroksidas arba ozonas.

4. Tirpalo pHIšplovimo tirpalo pH turi įtakos cianido jonų stabilumui ir aukso komplekso tirpumui. Cianidacijos procesui optimalus yra šiek tiek šarminis pH, paprastai nuo 10 iki 11. pH reguliavimas gali padėti išvengti cianido hidrolizės ir užtikrinti efektyvų aukso ištirpimą.

Aplinkosaugos ir saugos klausimai

Natrio cianidas yra labai toksiška medžiaga, todėl norint jį naudoti aukso kasyboje, reikia imtis griežtų aplinkosaugos ir saugos priemonių:

Poveikio aplinkai

Pagrindinis aplinkosauginis rūpestis, susijęs su natrio cianido naudojimu aukso kasyboje, yra galimas cianido išsiskyrimas į aplinką. Cianidas, patekęs į vandens telkinius ar dirvožemį, gali būti toksiškas vandens organizmams, augalams ir gyvūnams. Siekiant sumažinti šią riziką, kasybos operacijose taikomos įvairios aplinkosaugos valdymo praktikos, įskaitant dengtų uolienų atliekų užtvankų naudojimą cianido turintiems tirpalams sulaikyti, nuotekų valymą siekiant sumažinti cianido kiekį ir stebėsenos programų, skirtų bet kokiems galimiems nuotėkiams ar išsiliejimams aptikti, įgyvendinimą.

Darbuotojų saugos priemonės

Aukso kasybos procese dalyvaujantys darbuotojai, ypač tie, kurie tvarko natrio cianidą, rizikuoja būti paveikti šios toksiškos cheminės medžiagos. Siekdamos užtikrinti jų saugą, kasybos įmonės įgyvendina griežtus saugos protokolus. Tai apima darbuotojų aprūpinimą asmeninėmis apsaugos priemonėmis, tokiomis kaip pirštinės, akiniai ir respiratoriai, ir jų mokymą tinkamai elgtis su natrio cianidu bei jį laikyti. Be to, įdiegtos saugos sistemos, skirtos užkirsti kelią atsitiktiniam išsiliejimui ir greitai reaguoti į avarinę situaciją.

Reguliavimo sistema

Natrio cianido naudojimas aukso kasyboje daugumoje šalių yra griežtai kontroliuojamas. Natrio cianido gamybą, transportavimą, saugojimą ir naudojimą, taip pat cianido turinčių atliekų tvarkymą reglamentuoja reglamentai. Kasybos įmonės privalo laikytis šių reglamentų, kad užtikrintų saugų ir tvarų savo kasyklų eksploatavimą.

Natrio cianido alternatyvos

Pastaraisiais metais vis labiau domimasi alternatyvių aukso gavybos metodų, kurie nereikalautų natrio cianido naudojimo, kūrimu. Kai kurios iš galimų alternatyvų:

Tiosulfato išplovimas

Tiosulfato išplovimas yra procesas, kurio metu auksui ištirpinti naudojami tiosulfato jonai, pavyzdžiui, natrio tiosulfatas. Šis metodas turi keletą pranašumų, palyginti su cianidavimu, įskaitant mažesnį toksiškumą, greitesnį išplovimo greitį ir galimybę apdoroti rūdas, kurias sunku apdoroti cianidu. Tačiau tiosulfato išplovimas taip pat turi savo iššūkių, pavyzdžiui, būtinybę atidžiai kontroliuoti išplovimo sąlygas ir didesnę reagento kainą.

Biologinis išplovimas

Biologinis išplovimas yra biologinis procesas, kurio metu mikroorganizmai iš rūdos išskiria auksą. Šis metodas yra ekologiškas ir gali būti naudojamas žemos kokybės rūdoms apdoroti. Tačiau biologinis išplovimas yra gana lėtas procesas, ir šiuo metu jo taikymas apsiriboja tam tikromis rūdų rūšimis.

Kitos naujos technologijos

Taip pat yra ir kitų naujų technologijų, pavyzdžiui, joninių skysčių ir superkritinių skysčių naudojimas, kurios rodo potencialą aukso gavybai. Šios technologijos vis dar yra eksperimentinėje stadijoje, tačiau jos gali pasiūlyti efektyvesnes ir ekologiškesnes alternatyvas tradiciniams cianidavimo metodams.

Išvada

Natrio cianidas jau daugiau nei šimtmetį atlieka pagrindinį vaidmenį aukso kasybos pramonėje, nes leidžia efektyviai išgauti auksą iš rūdos. Dėl gebėjimo sudaryti tirpius kompleksus su auksu, esant deguoniui, jis yra labai efektyvus reagentas išplovimo procese. Tačiau natrio cianido naudojimas taip pat kelia didelių aplinkosaugos ir saugos iššūkių, dėl kurių atsirado griežtos reguliavimo sistemos ir ieškoma alternatyvių aukso gavybos metodų.

Kadangi aukso kasybos pramonė toliau vystosi, tikėtina, kad matysime didesnį dėmesį tvaresnių ir aplinkai nekenksmingesnių technologijų kūrimui ir diegimui. Tačiau artimiausioje ateityje natrio cianidas greičiausiai išliks svarbia aukso gavybos proceso dalimi, nors ir bus atidžiau tikrinamas bei įgyvendinamos patobulintos aplinkosaugos ir saugos priemonės.