Алтны цианжилтын процесст хар тугалгын давсны идэвхижүүлэлт ба идэвхгүйжүүлэх нөлөө

Оршил

Алтны цианиджуулалт нь уул уурхайн салбарт хүдрээсээ алт олборлоход өргөн хэрэглэгддэг процесс юм. Тодорхой химийн бодис нэмэх нь энэ үйл явцын үр ашигт ихээхэн нөлөөлдөг. Эдгээр нэмэлтүүдийн дунд Хар тугалганы давс дээр идэвхжүүлэх болон идэвхгүйжүүлэх цогц нөлөө үзүүлсэн Алтны цианиджилт урвал. Эдгээр үр нөлөөг ойлгох нь оновчтой болгоход маш чухал юм Алт олборлолт үйл явц, зардлыг бууруулах, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгах.

Алтны цианиджуулалтын үйл явцын үндэс

Макартур-Форрест процесс гэж нэрлэгддэг алтны цианиджилт нь алттай урвалд ордог цианид хүчилтөрөгчийн дэргэд ионууд. Энэхүү химийн урвал нь алтыг хүдрийн матрицаас уусмал руу уусгаж, дараа нь нөхөн сэргээх боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч хүдэрт янз бүрийн хольц байгаа эсэх, урвалын нөхцөл байдал нь алт хэр хурдан, бүрэн уусахад нөлөөлдөг.

Хар тугалганы давсыг идэвхжүүлэх нөлөө

Идэвхжүүлэх механизм

Электрохимийн урвал дахь катализаторын үүрэг

Хар тугалгын давс нь алтыг цианиджуулах процесст катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэт их потенциал багатай бүсэд (– 0.35 В-ийн эсрэг Ag/AgCl) хар тугалганы давс нэмэх нь цианидын уусмал дахь алт уусгах процессыг хурдасгадаг болохыг харуулсан. Цикл вольтметрийн (CV) туршилтууд нь хар тугалга нь алтны гадаргуу дээр үүсэх цахилгаан химийн урвалд оролцдог болохыг харуулж байна. Цианжилтын нөхцөлд алт нь хар тугалгатай хайлш үүсгэдэг. Эдгээр хайлш нь алтны гадаргуу дээр жижиг цахилгаан химийн эсүүдийг үүсгэдэг бөгөөд энд исэлдэлт, бууралтын урвалууд нэгэн зэрэг явагддаг. Алт - хайлшийн интерфейс дэх исэлдэлтийн урвал нь алтны задралыг дэмждэг бол багасгах урвал нь уусмал дахь хүчилтөрөгч эсвэл бусад исэлдүүлэгч бодисуудыг агуулдаг. Энэхүү цахилгаан химийн үйлдэл нь алтны уусалтын нийт хурдыг ихээхэн хурдасгадаг.

Бохирдлын урвалыг дарангуйлах

Зэс болон бусад хольц агуулсан хүдэрт хар тугалгын давс нь ашигтай үүрэг гүйцэтгэдэг. Хүдэр дэх зэсийн эрдсүүд нь алт-цианиджих урвалтай өрсөлдөж цианид ба хүчилтөрөгчийг хэрэглэж болно. Хар тугалгын давс нь зэсийн ион эсвэл зэс агуулсан эрдэс бодисуудтай харилцан үйлчилж, уусдаггүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зэсийн эрдсийг уусахаас сэргийлдэг. Энэ нь зэсийн хэрэглэж буй цианидын хэмжээг бууруулж, алт-цианиджих урвалд илүү их цианидыг үлдээж, улмаар алт уусгах хурдыг нэмэгдүүлдэг. Зэсийн алт ихтэй хүдэрт хар тугалганы давс нэмснээр цианидын уусмалд ууссан зэсийн хэмжээг бууруулж, алтны уусалтын таатай харьцааг хадгалж байгаа нь ажиглагдсан.

Идэвхжүүлэлтийн туршилтын нотолгоо

Лабораторийн болон үйлдвэрлэлийн судалгаагаар хоёулаа батлагдсан Идэвхжүүлэх нөлөөхар тугалгын давсны s. 0.25% гален агуулсан алт агуулсан хүдэр дээр хийсэн нэгэн судалгаагаар хар тугалганы давс нэмснээр алт уусгах хурдыг эрс сайжруулсан байна. Аж үйлдвэрийн практикууд ч эдгээр дүгнэлтийг дэмжиж байна. Зарим алтны уурхайд тодорхой төрлийн хүдрийг боловсруулахдаа хар тугалгын давсыг зохих хэмжээгээр нэмэх нь алтны хэрэглээг бууруулдаг. Натрийн цианид 12 кг/т-аас 5 кг/т хүртэл багасч, алт олборлох хурдыг 98% гаруй болгон нэмэгдүүлсэн.

Хар тугалганы давсны идэвхгүйжүүлэх нөлөө

Идэвхгүй болгох нөхцөл

Силикат ба тодорхой хар тугалга - агуулсан эрдэс бодис байгаа эсэх

Тодорхой нөхцөлд, ялангуяа силикат болон тусгай хар тугалга агуулсан эрдсүүд байгаа тохиолдолд хар тугалга нэмэх нь алтны исэлдэлтийг удаашруулдаг. – 0.35 В потенциалтай үед (Ag/AgCl-тэй харьцуулбал) алтны уусах хурд буурна. Шалтгаан нь нарийн төвөгтэй боловч гадаргын хальс үүсэх эсвэл алтны гадаргуутай хар тугалгатай бодисууд харилцан үйлчлэлцэж, цианидын ион ба хүчилтөрөгчийг алтанд хүрэхийг хориглодог. Жишээлбэл, зарим хар тугалга агуулсан эрдсүүд цианидын уусмалтай урвалд орж алтны гадаргууг бүрхсэн нэгдлүүдийг үүсгэдэг нь цианиджих урвалын хэвийн явцыг саатуулдаг.

Өндөр - Хүхрийн хүдэр

Өндөр хүхрийн хүдэрт хар тугалга нэмэх нь ашиггүй бөгөөд бүр идэвхгүй болоход хүргэдэг. Хүдэр дэх хүхрийн агууламж өндөр байвал цианжуулалтын явцад сульфидын эрдсүүд хүхэр болж исэлддэг. Энэхүү элементийн хүхэр нь алтны гадаргуу дээр цианид-хүчилтөрөгчийн уусмалтай урвалд орохоос сэргийлдэг давхарга үүсгэдэг. Хар тугалга нь сульфидын эрдсийг хүхэр болтол исэлдүүлж, алтны цианиджих урвалыг дарангуйлж, алтны уусалтын хурдыг мэдэгдэхүйц бууруулахад хүргэдэг.

Идэвхгүй байдлын аналитик нотолгоо

Рентген цацрагийн фотоэлектрон спектроскопи (XPS) шинжилгээ нь идэвхгүйжүүлэх нөлөөг нотлох баримтыг өгдөг. Хар тугалга нэмсэн өндөр хүхрийн хүдрийн цианиджилтын процессын дээжинд XPS спектр нь алтны гадаргуу дээр хүхэр агуулсан бодис байгааг харуулж байгаа нь хүхрийн идэвхгүй давхарга үүссэнийг харуулж байна. Мөн силикат болон хар тугалга агуулсан эрдсүүдийн дэргэд алтны исэлдэлтийн хурд буурдаг болохыг цахилгаан химийн туршилтууд баталж байна.

Идэвхжүүлэх болон идэвхгүйжүүлэх хоорондын тэнцвэрт байдалд нөлөөлөх хүчин зүйлс

Хар тугалганы давсны концентраци

Цианжуулалтын системд нэмсэн хар тугалгын давсны хэмжээ маш чухал. Бага концентрацитай үед хар тугалганы давс нь ихэвчлэн идэвхжүүлэх нөлөөтэй байдаг тул алтны уусалтыг дэмждэг. Гэхдээ хэрэв концентраци хэт өндөр байвал энэ нь идэвхгүй болгоход хүргэдэг хэт их урвалын бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг. Жишээлбэл, хар тугалганы ионуудын хэт өндөр концентраци нь алтны гадаргууг бүрхэж, цианиджих урвалыг зогсоодог хар тугалга-цианидын нэгдлүүдийг тунадасжуулахад хүргэдэг.

Хүдрийн найрлага

Хүдрийн найрлага, түүний дотор сульфидын эрдэс, силикат болон бусад хольцын төрөл, хэмжээ нь хар тугалгын давс нь идэвхжүүлэгч эсвэл идэвхгүйжүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг эсэхийг тодорхойлдог. Хүхрийн хүдэр дэх пирит зэрэг зарим сульфидын эрдсүүдийн өндөр агууламжтай хүдэр нь хар тугалга нэмэхэд идэвхгүй болох магадлал өндөр байдаг. Үүний эсрэгээр, их хэмжээний зэсийн эрдэс агуулсан хүдэр нь хар тугалганы давсыг идэвхжүүлэх нөлөөгөөр ашиг тустай байдаг.

Урвалын нөхцөл

Температур, рН, уусмал дахь хүчилтөрөгч, цианидын концентраци зэрэг урвалын нөхцөлүүд нь хар тугалганы давсыг идэвхжүүлэх, идэвхгүйжүүлэхэд нөлөөлдөг. Илүү өндөр температур нь хар тугалгатай холбоотой ашигтай болон хортой урвалыг хурдасгадаг. Уусмалын рН нь хар тугалга болон бусад металлын ионууд хэрхэн оршин тогтноход нөлөөлж, алт болон бусад эрдэс бодисуудтай харилцан үйлчлэлд нөлөөлдөг. Алт-цианиджих урвал хэвийн явагдахын тулд хүчилтөрөгчийн хангалттай концентраци шаардлагатай бөгөөд хар тугалганы давс нь нөхцөл байдлаас шалтгаалан хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэж, урвалыг сайжруулж эсвэл дарангуйлдаг.

Дүгнэлт

Хар тугалганы давс нь алтны цианиджих процесст идэвхжүүлэх болон идэвхгүйжүүлэх нөлөөтэй байдаг. Идэвхжүүлэх нөлөө, тухайлбал цахилгаан химийн урвалыг хурдасгах, хольцын хөндлөнгийн оролцоог багасгах зэрэг нь алт олборлох үр ашгийг эрс сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч тодорхой нөхцөлд, тухайлбал, силикат, хар тугалга агуулсан тусгай эрдэс, эсвэл их хэмжээний хүхрийн хүдэр байгаа тохиолдолд хар тугалгын давс нь алтны исэлдэлтийг удаашруулж эсвэл алтны гадаргуу дээр бөглөрөх давхарга үүсгэх замаар идэвхгүйжүүлэхэд хүргэдэг. Хар тугалганы давсны агууламж, хүдрийн найрлага, урвалын нөхцөл зэрэг эдгээр нөлөөнд нөлөөлж буй хүчин зүйлсийг ойлгох нь хар тугалгын давсыг алтны цианиджуулалтад амжилттай ашиглахад зайлшгүй шаардлагатай. Эдгээр хүчин зүйлсийг сайтар хянаж чадвал уул уурхайн салбар алт олборлолтыг оновчтой болгож, урвалжийн хэрэглээг бууруулж, ашигт ажиллагааг нэмэгдүүлж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгах боломжтой. Ирээдүйн судалгаанууд хүдэр боловсруулах янз бүрийн нөхцөлд хар тугалганы давсны үйл ажиллагааг урьдчилан таамаглах илүү нарийвчлалтай загваруудыг бий болгох, идэвхгүйжүүлэх нөлөөг арилгах шинэ арга замыг хайж олоход чиглэнэ.