Proċess ta 'Produzzjoni u Progress Teknoloġiku tas-Sodium Cyanide

Iċ-ċjanur tas-sodju (NaCN) huwa materja prima kimika bażika importanti, li tintuża ħafna f'oqsma bħall-estrazzjoni tal-minjieri tad-deheb, l-electroplating, u s-sintesi ta' intermedji farmaċewtiċi. Il-Proċess ta' Produzzjoni tiegħu għadda minn aktar minn mitt sena ta' iterazzjonijiet teknoloġiċi, u bħalissa, ġiet iffurmata sistema industrijali ddominata mill-metodu tas-sintesi. Dan l-artikolu se jissepara sistematikament il-proċessi ewlenin ta' produzzjoni taċ- Ċjanur tas-Sodju u l-progress teknoloġiku tagħhom, u jiddiskuti d-direzzjonijiet futuri tal-iżvilupp.

I. Evoluzzjoni tal-Proċessi ta' Produzzjoni taċ-Ċjanur tas-Sodju

1. Proċessi Bikrija (Aħħar tas-Seklu 19 - Nofs is-Seklu 20)

Fil-bidu, il-produzzjoni taċ- ċjanur tas-sodju kienet tiddependi prinċipalment fuq l-estrazzjoni minn riżorsi naturali. Pereżempju, il-"proċess ta' ċjanidazzjoni għall-estrazzjoni tad-deheb" ivvintat fl-1887 estrae ċ-ċjanuri billi pproċessa pjanti li fihom iċ-ċjanur (bħal lewż morr). Madankollu, dan il-metodu kien ineffiċjenti, jiswa ħafna flus, u diffiċli biex jissodisfa l-ħtiġijiet tal-industrijalizzazzjoni. Fil-bidu tas-seklu 20, il-kimiku Ġermaniż Friedrich Kahlbaum żviluppa l-metodu tat-tidwib taċ-ċjanur, li pprepara ċ-ċjanur tas-sodju billi rreaġixxa ċ-ċjanur tal-kalċju mal-karbonat tas-sodju. Minħabba l-ispiża baxxa tal-materja prima u s-sempliċità tal-proċess, dan il-proċess sar it-teknoloġija ewlenija fil-bidu.

2. Iż-Żieda tal-Metodu ta' Sinteżi (Mifs is-Seklu 20 sal-Preżent)

Bl-iżvilupp tal-industrija petrokimika, il-metodu ta 'sinteżi gradwalment issostitwixxa l-proċessi tradizzjonali. Bħalissa, aktar minn 90% taċ-ċjanur tas-sodju globalment huwa prodott bl-użu tat-tliet proċessi ta 'sinteżi li ġejjin:

• Proċess Andrussow

Bl-użu tal-metanu, l-ammonja u l-ossiġnu bħala materja prima, isseħħ reazzjoni ta 'ossidazzjoni taħt l-azzjoni ta' katalizzatur tal-liga tal-platinu-rhodium:

Il-gass iġġenerat taċ-ċjanur tal-idroġenu (HCN) jiġi assorbit mill-idrossidu tas-sodju biex tinkiseb soluzzjoni taċ-ċjanur tas-sodju. Dan il-proċess għandu l-vantaġġi ta 'materja prima bi prezz baxx u rati ta' reazzjoni mgħaġġla, iżda t-temperatura għolja (1000 - 1200 ° C) u l-użu ta 'katalisti tal-metall prezzjuż jirriżultaw fi spejjeż għoljin.

• Metodu tal-piroliżi taż-żejt ħafif

Bl-użu ta 'żejt ħafif (bħal nafta) bħala l-materja prima, HCN huwa ġġenerat permezz ta' piroliżi f'temperatura għolja (1400 - 1500 ° C), u t-trattament sussegwenti huwa simili għal dak tal-proċess Andrussow. Dan il-proċess huwa adattat għal produzzjoni fuq skala kbira iżda għandu konsum ta 'enerġija estremament għoli u jipproduċi ammont kbir ta' iswed tal-karbonju bħala prodott sekondarju.

• Metodu ta' Ossidazzjoni tal-Ammonja tal-Metanol

Bl-użu tal-metanol, l-ammonja u l-arja bħala materja prima, HCN huwa ġġenerat taħt l-azzjoni ta 'katalizzatur (bħal V₂O₅-MoO₃):

Dan il-proċess għandu spejjeż baxxi tal-materja prima u kundizzjonijiet ta 'reazzjoni ħafifa (400 - 500 ° C), u gradwalment sar l-għażla preferuta għal kapaċitajiet ta' produzzjoni mibnija ġodda.

II. Direzzjonijiet ta' Progress Teknoloġiku u Innovazzjoni

1. Żvilupp ta' Proċessi Ħodor

Il-proċessi tradizzjonali għandhom problemi ta 'konsum għoli ta' enerġija u tniġġis għoli. F'dawn l-aħħar snin, ir-riċerkaturi esploraw it-teknoloġiji ħodor li ġejjin:

• Metodu tal-Bijosintesi

Jintużaw mikro-organiżmi (bħal Pseudomonas) biex jikkatalizzaw l-idroliżi ta' komposti tan-nitrile biex jiġġeneraw Ċjanuri , iżda għadu fl-istadju tal-laboratorju.

• Sinteżi Elettrokimika

Ir-riċiklaġġ taċ-ċjanur tas-sodju billi elettrolizza l-ilma tad-dranaġġ li fih iċ-ċjanur biex jinkiseb ir-riċiklaġġ tar-riżorsi, iżda l-effiċjenza u l-ispiża attwali jeħtieġ li jiġu ottimizzati aktar.

2. Kontroll Intelliġenti u Teknoloġiji tas-Sigurtà

Il-produzzjoni taċ-ċjanur tas-sodju tinvolvi sustanzi tossiċi ħafna, u l-kontroll tas-sikurezza huwa ta 'importanza vitali. Fabbriki moderni ġeneralment jużaw Sistema ta 'Kontroll Imqassam (DCS) biex jiksbu monitoraġġ kompletament awtomatizzat tal-proċess kollu, u jintroduċu teknoloġija ta' analiżi spettrali onlajn biex jimmonitorjaw il-konċentrazzjoni HCN f'ħin reali, u jnaqqas ir-riskju ta 'tnixxija.

3. Mudell ta 'Ekonomija Ċirkolari

Ittejjeb l-użu tar-riżorsi permezz ta' teknoloġiji ta' koproduzzjoni. Pereżempju, id-dijossidu tal-karbonju prodott fil-proċess ta' Andrussow jista' jintuża għall-produzzjoni tal-urea, u l-karbonju iswed prodott fil- Metodu tal-Piroliżi taż-Żejt Ħafif jista' jintuża bħala aġent li jsaħħaħ il-gomma, u b'hekk jifforma katina industrijali magħluqa ta' "riżorsi - prodotti - skart - riżorsi riċiklati".

III. Sfidi u Xejriet Futuri

1. Fluttwazzjonijiet fl-Ispejjeż tal-Materja Prima

Il-proċess Andrussow u l-metodu tal-metanol jiddependu fuq il-gass naturali (metan) u l-faħam (bħala l-materja prima għall-metanol). Il-varjazzjonijiet fil-prezzijiet internazzjonali tal-enerġija jaffettwaw direttament l-ispejjeż tal-produzzjoni. L-iżvilupp ta 'rotot ta' materja prima mhux fossili (bħal bijomassa għal metanol) huwa suġġett ta 'riċerka jaħraq fil-futur.

2. Pressjoni tal-Protezzjoni Ambjentali li tiżdied

Bl-issikkar tar-regolamenti globali tal-protezzjoni ambjentali, il-produzzjoni taċ-ċjanur tas-sodju jeħtieġ li tkompli tnaqqas l-emissjonijiet ta 'ossidi tan-nitroġenu (NOx) u ilma mormi li jkun fih iċ-ċjanur. Teknoloġija tas-separazzjoni tal-membrana, denitrifikazzjoni ta 'ossidazzjoni katalitika, u proċessi oħra ġew pilotati f'xi fabbriki.

3. Espansjoni ta 'Applikazzjonijiet High-End

Id-domanda għal ċjanur tas-sodju ta 'purità għolja (purità ≥ 99.9%) fis-sintesi ta' prekursuri tal-materjal tal-katodu għal batteriji tal-jone tal-litju qed tikber malajr, u tippromwovi l-aġġornament tal-proċess ta 'produzzjoni lejn ir-raffinament u purità għolja.

konklużjoni

L-iżvilupp ta 'proċessi ta' produzzjoni taċ-ċjanur tas-sodju dejjem evolva madwar it-tliet għanijiet ewlenin ta '"sikurezza, effiċjenza u ħdura". Fil-futur, bl-avvanzi f'teknoloġiji ġodda ta 'enerġija u protezzjoni ambjentali, kif ukoll l-integrazzjoni profonda tal-manifattura diġitali, l-industrija taċ-ċjanur tas-sodju se tkompli tottimizza fid-direzzjoni ta' konsum aktar baxx ta 'enerġija, inqas tniġġis, u valur miżjud ogħla.