คำอธิบายการบริโภคโซเดียมไซยาไนด์ในการสกัดทองคำ

ในกระบวนการสกัดทองคำจากสารประกอบไซยาไนด์ โซเดียมไซยาไนด์ บริโภคได้หลายวิธี โซเดียมไซยาไนด์เป็นสารที่ใช้กันมากที่สุด สารชะล้าง ในการสกัดทองคำ และในทางทฤษฎีแล้วมีเพียง 0.5 กรัมเท่านั้น โซเดียมไซยาไนด์ จำเป็นต่อการสกัดทองคำ 1 กรัม อย่างไรก็ตาม ในโรงงานไซยาไนด์ทองคำส่วนใหญ่ ปริมาณการใช้ไซยาไนด์จริงจะสูงกว่านี้มาก โดยมักจะเกินการคำนวณทางทฤษฎี 50 ถึง 100 เท่า

ปัจจัยหลักที่ส่งผลให้มีการบริโภคไซยาไนด์สูงใน กระบวนการไซยาไนด์ทองคำ รวมถึง:

1. การบริโภคไซยาไนด์ในกระบวนการละลายทองคำ

โรงงานไซยาไนด์ได้ใช้ โซเดียมไซยาไนด์ เพื่อละลายทองคำจากแร่เพื่อแยกทองคำออกจากน้ำซึม ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

• [2Au+4NaCN+O2+2H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH+H2O2]

• [ 2Au+4NaCN+H2O2→2Na[Au(CN)2]+2NaOH]

จากปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าทราบว่าการละลายทองคำ 1 กรัม ต้องใช้โซเดียมไซยาไนด์ 0.92 กรัม

2. การบริโภคไซยาไนด์ในการทำปฏิกิริยากับโลหะพื้นฐานที่เกี่ยวข้อง

(1) แร่ทองคำบางชนิดมีแร่ธาตุที่เกี่ยวข้อง เช่น ไพไรต์ แมกเนไทต์ แคลโคไพไรต์ แร่ซัลเฟต ไฮดรอกไซด์ และออกไซด์ ในระหว่างขั้นตอนการบด จะมีผงเหล็กเกิดขึ้น ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไซยาไนด์อย่างช้าๆ ส่งผลให้มีปริมาณเพิ่มขึ้น การบริโภคไซยาไนด์. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นมีดังนี้:

• [ FeS2+NaCN→FeS+NaCNS]

• [ Fe(OH)2+2NaCN→Fe(CN)2+2NaOH]

• [ Fe+6NaCN+2H2O→Na4Fe(CN)6+2NaOH+H2↑]

• [ S+NaCN→NaCNS]

(2) หากแร่ทองคำมีแร่ทองแดงหลายประเภท แร่เหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไซยาไนด์เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนของคอปเปอร์ไซยาไนด์ ซึ่งจะกินไซยาไนด์เข้าไปด้วย ปฏิกิริยามีดังนี้:

• [ 2CuSO4+4NaCN→Cu2(CN)2+2Na2SO4+(CN)2↑]

• [ 2Cu2S+4NaCN+2H2O+O2→Cu2(CN)2+Cu2(CNS)2+4NaOH]

เนื่องจากโซเดียมไซยาไนด์มีปฏิกิริยากับแร่ทองแดงหลายชนิดอย่างรุนแรง โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้ไซยาไนด์ 2.3 ถึง 3.4 กรัมในการละลายทองแดง 1 กรัม

(3) หากแร่ทองคำเดิมมีสฟาเรอไรต์หรือสมิธโซไนต์ แร่เหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไซยาไนด์เพื่อสร้างสังกะสีไซยาไนด์และคาร์บอเนต ปฏิกิริยามีดังนี้:

• [ ZnS+4NaCN→Na2[Zn(CN)4]+Na2S]

• [ ZnCO3+4NaCN→Na2Zn(CN)4+Na2CO3]

(4) หากแร่ทองคำมีอาร์เซโนไพไรต์ ปรอท ซีลีเนียม เทลลูเรียม ฯลฯ แร่เหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับโซเดียมไซยาไนด์ด้วย เมื่อแร่มีหินคาร์บอน โดยเฉพาะหินที่มีคาร์บอนอินทรีย์สูง การดูดซับไซยาไนด์จะแข็งแกร่งขึ้น ทำให้การชะล้างทองคำด้วยไซยาไนด์ทำได้ยากขึ้น

3. การไฮโดรไลซิสของไซยาไนด์

ในการแก้ปัญหา ไซยาไนด์ ผ่านการไฮโดรไลซิสในระดับที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับค่า pH โดยปริมาณของไฮโดรเจนไซยาไนด์ที่ผลิตขึ้นจะเกี่ยวข้องกับความเป็นด่างของสารละลาย ปฏิกิริยาสามารถแสดงได้ดังนี้:

• [NaCN + H2O → NaOH + HCN↑]

• [CN⁻ + 2H2O → HCOO⁻ + NH3]

หลังจากไฮโดรไลซิส ไซยาไนด์ส่วนหนึ่งจะสร้างไฮโดรเจนไซยาไนด์ ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งจะถูกไฮโดรไลซ์แบบออกซิเดชัน ทำให้เกิดกรดฟอร์มิกและแอมโมเนียขึ้นทีละน้อย ที่อุณหภูมิ 100°C CN⁻ จะสูญเสียไป 50% และที่อุณหภูมิ 130°C จะสูญเสียไป 85%

ในกระบวนการไซยาไนด์สำหรับการทำเหมืองทองคำ ไฮโดรเจนไซยาไนด์เป็นก๊าซพิษร้ายแรง หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม อาจทำให้มีการใช้ NaCN มากขึ้น ทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น และก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงยังก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานอีกด้วย ปริมาณ HCN ที่ผลิตขึ้นจะแตกต่างกันไปตามค่า pH ของสารละลาย โดยที่ค่า pH 10.5 จะผลิตไฮโดรเจนไซยาไนด์ได้เพียง 6.1% ที่ค่า pH 10 จะผลิตได้ 17% ที่ค่า pH 9.5 จะผลิตได้ 39.2% และที่ค่า pH 9.0 จะผลิตได้ 67.1% ดังนั้น ในโรงงาน CIP (Carbon-in-Pulp) ที่ผลิตทองคำ โดยทั่วไปแล้ว ค่า pH จะถูกปรับให้อยู่ระหว่าง 11 ถึง 12 เพื่อควบคุมการไฮโดรไลซิสของไซยาไนด์

4. การเกิดออกซิเดชันของไซยาไนด์ (CN-) โดยออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำ (O2)

เพื่อเพิ่มอัตราการละลายของทอง ต้องใช้ทั้ง CN และ O2 ในการทำปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิห้องและความดัน ความสามารถในการละลายสูงสุดของออกซิเจนคือ 8.2 มก./ล. การเติมสารออกซิไดซ์ที่แรงสามารถเพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจนในสารละลายได้ ทำให้กระบวนการชะล้างเร็วขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนของออกซิเจนต่อไซยาไนด์จะต้องสมดุลกัน มิฉะนั้น อัตราการชะล้างอาจลดลง ออกซิเจนที่ละลายจะทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์เพื่อสร้างไซยาเนต ซึ่งเสถียรในสารละลายด่าง อย่างไรก็ตาม เมื่อค่า pH ต่ำกว่า 7 ออกซิเจนจะไฮโดรไลซ์เพื่อผลิตแอมโมเนียและไบคาร์บอเนต สมการปฏิกิริยามีดังนี้:

• [1/2 O2 + CN– → (CNO)–]

• [(CNO)– + 2 H2O → HCO3– + NH3]

ดังนั้นปฏิกิริยานี้อาจนำไปสู่การบริโภคไซยาไนด์ในระหว่างกระบวนการชะล้างหรืออิเล็กโทรไลซิส

5. การดูดซับไซยาไนด์ด้วยดินเหนียว

ในระหว่างกระบวนการไซยาไนด์ เหล็กซัลไฟด์ในแร่จะสร้างเหล็กไฮดรอกไซด์ ในขณะที่ซิลิเกตในแร่จะสร้างซิลิกาคอลลอยด์ในตัวกลางที่มีฤทธิ์เป็นด่าง สารทั้งสองชนิดนี้มีความสามารถในการดูดซับไซยาไนด์ในระดับหนึ่ง ส่งผลให้ไซยาไนด์หายไปพร้อมกับสารตกค้างจากการชะล้าง

6. การบริโภคไซยาไนด์ด้วยสารอื่น

(1) เมื่อผสมสารละลายและเติมอากาศเข้าไป CO2 จะถูกกักไว้ในสารละลาย CO2 จะทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์ด้วย

• [2NaCN+CO2+H2O→Na2CO3+2HCN↑]

(2) แร่ซัลไฟด์ เช่น ไพไรต์ ในแร่เดิมจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ละลายอยู่ (O2) ในเนื้อแร่ และซัลไฟต์และซัลเฟตที่ได้ก็จะทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์ด้วยเช่นกัน

• [FeS+2O2→FeSO4]

• [FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4]

สามารถเติม CaO หรือ Ca(OH)2 ในปริมาณเล็กน้อยก่อนการชะล้างเพื่อทำให้กรดเป็นกลางและป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาข้างต้น

โดยสรุป

ข้างต้นเป็น 6 แง่มุมของการบริโภคไซยาไนด์ในกระบวนการไซยาไนด์ของทองคำ นอกจากไซยาไนด์ที่จำเป็นสำหรับการละลายทองคำตามปกติแล้ว ยังมีการบริโภคที่ไม่จำเป็นอีกหลายอย่าง เช่น ปฏิกิริยากับแร่ธาตุอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง การไฮโดรไลซิสด้วยตัวเอง เป็นต้น 

หากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับเนื้อหาข้างต้นหรือต้องการทราบข้อมูล คุณสามารถปรึกษาฝ่ายบริการลูกค้าออนไลน์หรือส่งข้อความ เราจะติดต่อคุณโดยเร็วที่สุด!