Откривање процеса екстракције злата коришћењем натријум цијанида

И. Увод

У савременој индустрији вађења злата , натријум цијанид игра кључну улогу. За разлику од старомодних метода испирања злата, данашњи комерцијални процеси вађења злата могу извући злато из руда стена са изузетно ниским садржајем злата, понекад чак и до 0.005%, где је злато невидљиво голим оком. Натријум цијанид је кључни хемијски агенс у овом сложеном процесу екстракције, омогућавајући ефикасно одвајање злата од руда. Овај чланак ће детаљно истражити како се натријум цијанид користи у вађењу злата.

ИИ. Основе натријум цијанида

А. Хемијска својства

Натријум цијанид, са хемијском формулом NaCN, је бела кристална чврста супстанца. Појављује се у облику гранула или праха и склон је топљењу. Ово једињење има слаб мирис горких бадема. Што се тиче растворљивости, веома је растворљив у води, док је само мало растворљив у етанолу. Хемијски, натријум цијанид је јака база и слаба кисела со. Његов водени раствор хидролизује се да би се произвела цијановодонична киселина, чинећи раствор јако алкалним. Приметно је да је натријум цијанид изузетно токсичан. Чак и мала количина, било путем контакта са кожом, удисањем или гутањем, може довести до тешког тровања и потенцијално бити фатална. Свој смртоносни ефекат ослобађа ослобађањем цијанидних јона (CN-) који имају јачи афинитет везивања за јоне гвожђа него кисеоник. Ово ремети нормалне оксидативне процесе ћелија, што на крају доводи до ћелијске асфиксије и хипоксије ткива.

Б. Индустријски значај

Поред своје улоге у ископавању злата, натријум цијанид има значајан значај у различитим индустријским секторима. У индустрији галванизације, служи као кључна компонента за полагање бакра, сребра, кадмијума и цинка. Помаже у смањењу анодне поларизације, обезбеђујући нормално растварање аноде, стабилизујући раствор за облагање и повећавајући катодну поларизацију да би се добили уједначени и висококвалитетни слојеви облагања. У металургији се широко користи у екстракцији племенитих метала попут злата и сребра. Штавише, то је основна сировина у хемијској индустрији за производњу разноврсног спектра неорганских цијанида и производњу цијановодоничне киселине. Такође игра виталну улогу у синтези органских материјала као што су органско стакло, различити синтетички материјали, нитрилна гума и кополимери синтетичких влакана. У индустрији боја користи се у производњи цијануричног хлорида, есенцијалног интермедијера за реактивне боје и прекурсора средстава за избељивање. Поред тога, фармацеутска индустрија користи натријум цијанид у синтези једињења као што су метил естар цијаносирћетне киселине и диетил малонат. Свеукупно, разноврсност и реактивност натријум-цијанида чине га незаменљивом хемикалијом у савременим индустријским процесима.

ИИИ. Процес ископавања злата са натријум цијанидом

А. Припрема руде

Први корак у коришћењу натријум цијанида за екстракцију злата је припрема руде. Велики комади руде која садржи злато се првобитно дробе на мање комаде помоћу дробилица велике снаге. Ово примарно дробљење смањује величину руде на димензију која се лакше управља, обично око 150-300 милиметара. Након тога, дробљена руда се подвргава секундарном дробљењу, често конусним дробилицама или ударним дробилицама, додатно смањујући величину честица на око 20-50 милиметара. Након тога, руда се меље у фини прах помоћу кугличних или штапних млинова, осигуравајући да је већина честица мања од 0.074 милиметра. Ово фино млевење је кључно јер значајно повећава површину руде, олакшавајући бољи контакт и реакцију са раствором цијанида у наредном процесу испирања. Поред тога, руда може проћи кроз процес сејања како би се одвојиле честице различитих величина, што омогућава прецизнију контролу хемијског третмана и максимизира ефикасност екстракције.

Б. Процес испирања

Када је руда фино припремљена, она улази у фазу лужења, која је срце процеса екстракције злата са натријум-цијанидом. Руда у праху се меша са пажљиво формулисаним раствором цијанида, обично са концентрацијом натријум цијанида у распону од 0.05% до 0.1%. У овој фази долази до хемијске реакције где злато у руди реагује са јонима цијанида (ЦН-) у присуству кисеоника. Укупна реакција се може представити једначином: 4Ау + 8НаЦН + О₂ + 2Х4О → 4На[Ау(ЦН)10] + 11НаОХ. Овде атоми злата формирају растворљив комплекс са јонима цијанида, стварајући натријум-златни цијанид (На[Ау(ЦН)₂]), који се раствара у раствору. Процес лужења захтева строгу контролу различитих параметара. пХ раствора се одржава на око 20-30 да би се обезбедила стабилност цијанида и спречило стварање токсичног гаса цијановодоника. Температура такође игра виталну улогу; обично се одржава у опсегу од XNUMX-XNUMX°Ц. Прениска температура успорава брзину реакције, док прекомерна топлота може довести до брзог испаравања раствора и потенцијалне корозије опреме. Адекватна агитација и аерација се континуирано обезбеђују како би се обезбедило једнолично мешање руде и раствора цијанида, промовишући ефикасно растварање злата.

Ц. Фаза падавина

После процеса лужења, злато је сада у облику растворљивих комплекса цијанида злата у раствору. Да би се злато повратило, спроводи се фаза падавина. Ово обично укључује додавање цинка у праху или активног угља у раствор. Када се користи цинк у праху, долази до реакције измештања. Цинк, који је реактивнији од злата, истискује злато из комплекса златног цијанида. Хемијска реакција се може изразити као: 2На[Ау(ЦН)₂] + Зн → На2[Зн(ЦН)₄] + XNUMXАу. Атоми злата се затим редукују у свој метални облик и таложе из раствора. Ако се користи активни угаљ, долази до изражаја његова велика површина и својства адсорпције. Комплекси цијанида злата се адсорбују на површину активног угља, ефикасно одвајајући злато од раствора. Напуњени активни угаљ се затим даље обрађује да би се повратило адсорбовано злато. Када се таложење заврши, добијена суспензија се филтрира или центрифугира да би се одвојио чврсти талог злата од преостале течности, која може садржати заостали цијанид и друге нечистоће.

Д. Процес прераде

Злато добијено из фазе преципитације још увек садржи неке нечистоће и треба га рафинисати да би се постигла висока чистоћа која се захтева на тржишту. Процес рафинације обично почиње топљењем, где се златни преципитат загрева до високе температуре у пећи. Ово топи злато, омогућавајући гушћим нечистоћама да потоне на дно док се растопљено злато може скинути или сипати у калупе. Након тога, електролиза се може користити за даље пречишћавање. У електролитичкој ћелији, нечисто злато постаје анода, а танак лист чистог злата служи као катода. Када се електрична струја прође кроз ћелију, јони злата са аноде мигрирају ка катоди и таложе се као чисто злато, остављајући за собом преостале нечистоће на аноди. Кроз ове кораке прераде, злато може да достигне ниво чистоће до 99.99%, испуњавајући стандарде за различите индустријске, израду накита и инвестиционе примене.

ИВ. Апликације за разматрање безбедности и животне средине

А. Безбедност радника

С обзиром на екстремну токсичност натријум-цијанида, осигурање безбедности радника је од највеће важности. Радници укључени у процес ископавања злата који користе натријум цијанид морају проћи свеобухватну обуку о безбедности. Они морају бити добро упућени у руковање хемикалијом, разумеју њене потенцијалне опасности и познају исправне процедуре за хитне случајеве. Лична заштитна опрема (ЛЗО) се не може преговарати. Радници треба да носе непропусне рукавице како би спречили контакт са кожом, заштитне наочаре за заштиту очију и респираторе како би избегли удисање потенцијално ослобођеног гаса цијанида. Поред тога, морају постојати строги безбедносни протоколи. На пример, радни простори треба да буду добро проветрени да би се минимизирала концентрација било каквог цијанида у ваздуху. Радницима такође треба забранити да једу, пију или пуше у областима где је присутан натријум цијанид како би се спречило случајно гутање. Редовни лекарски прегледи би требало да буду обавезни како би се пратило здравље радника, посебно оних који директно рукују хемикалијом, како би се открили рани знаци изложености цијаниду.

Б. Утицај на животну средину

Употреба натријум цијанида у рударству злата такође покреће значајне еколошке проблеме. Након процеса екстракције злата, преостали отпадни материјали, познати као цијанидна јаловина , садрже резидуални цијанид. Ако се њоме правилно не управља, ова јаловина може представљати озбиљну претњу по животну средину. Цијанид може да доспе у земљиште и подземне воде, загађујући изворе воде и штетећи воденом свету. У површинским водама, чак и мале количине цијанида могу да поремете еколошку равнотежу, што доводи до помора риба и других негативних утицаја на биодиверзитет. Да би ублажиле ове еколошке ризике, рударске компаније морају да примене робусне стратегије управљања животном средином. Један од приступа је третирање цијанидне јаловине како би се садржај цијанида смањио на безбедне нивое. То може да укључује процесе хемијске обраде, као што су методе оксидације или таложења, како би се токсични цијанид претворио у мање штетна једињења. Још једна важна мера је правилно одлагање и задржавање третиране јаловине. Обезбеђивање депонија или јаловишта одговарајућим облогама може спречити цурење преосталих загађивача у животну средину. Поред тога, континуирано праћење околне животне средине, укључујући квалитет воде и стање земљишта, је неопходно како би се рано открила свака потенцијална штета по животну средину и благовремено предузеле корективне мере.

В. Закључак

Натријум цијанид је несумњиво кључна хемикалија у модерном рударству злата, омогућавајући екстракцију злата из руда са ниским садржајем злата. Деценијама је био камен темељац индустрије рударства злата , олакшавајући производњу злата које покреће разне индустрије, од израде накита до високотехнолошких примена. Међутим, његова употреба захтева највећу пажњу посвећену безбедности и заштити животне средине. Рударске компаније морају улагати у најсавременију безбедносну опрему, пружати свеобухватну обуку радницима и примењивати строге безбедносне протоколе како би заштитиле животе. Истовремено, имају моралну и законску обавезу да управљају утицајем на животну средину, одговорно третирајући јаловину цијанида и пратећи екосистем како би спречиле дугорочну штету. Како технологија напредује, истраживање безбеднијих и еколошки прихватљивијих алтернатива натријум цијаниду требало би да се настави. Само постизањем равнотеже између ефикасне екстракције злата, безбедности радника и заштите животне средине, индустрија рударства злата може одрживо напредовати у будућности.