Qızılın siyanidləşmə ilə yuyulmasının əsas prinsipləri

Əsas hidrometallurgiya prosesi olan qızılın siyanidləşməsi təməl daşı olmuşdur qızıl çıxarılması 1890-cı illərdə kommersiyalaşdırıldıqdan sonra bir əsrdən çoxdur. Bu məqalə qızılın sianidlə yuyulmasının əsasını təşkil edən əsas kimyəvi və fiziki mexanizmləri araşdırır və qızıl hasilatı sənayesində bu əvəzolunmaz texnikanın hərtərəfli başa düşülməsini təklif edir.

Kimyəvi reaksiyalar: sianidləşmənin ürəyi

Sianidləşmə prosesi qızılın mövcudluğunda unikal reaktivliyinə əsaslanır siyanür ionları (CN⁻) və oksidləşdirici, adətən havadan oksigen. Əsas kimyəvi reaksiya aşağıdakı kimi ümumiləşdirilə bilər: səkkiz mol ilə reaksiya verən dörd mol qızıl (Au) Natrium siyanür (NaCN), havadan bir mol oksigen (O₂) və iki mol su (H₂O) dörd mol natrium disiyanoaurat(I) (Na[Au(CN)₂]) və dörd mol natrium hidroksid (NaOH) əmələ gətirir.

Bu reaksiyada qızıl atomları +1 oksidləşmə vəziyyətinə qədər oksidləşir və sabit disiyanoaurat(I) kompleksləri əmələ gətirir \([Au(CN)_2]^- \). Sianid ionları məhluldakı qızıl ionlarını sabitləşdirərək kompleksləşdirici maddələr kimi çıxış edir, oksigen isə qızılın oksidləşməsini idarə edən elektron qəbuledici rolunu oynayır. Bu redoks-kompleksləşmə mexanizmi qızılın filizlərindən selektiv həllinə imkan verir, hətta nisbətən aşağı səviyyədədir siyanür konsentrasiyalar (0.01 - 0.1%).

Fiziki proseslər: Kütlənin ötürülməsi və yuyulma kinetikası

Kimyəvi reaksiyalardan başqa, səmərəliliyi qızılın siyanidləşməsi kütlə ötürülməsi və diffuziya kimi fiziki proseslərlə idarə olunur. Ümumi yuyulma sürətinə reaktivlərin (sianid və oksigen) qızıl səthinə yayılması və əmələ gələn disiyanoaurat komplekslərinin səthdən uzaqlaşması təsir edir. Büzülən əsas modelə görə qızılın yuyulması üç ardıcıl addımda baş verir:

1. Xarici kütləvi köçürmə: Sianid və oksigen qızıl hissəciyini əhatə edən sərhəd qatı vasitəsilə yayılır.

2. Səth reaksiyası: Oksidləşmə və mürəkkəbləşmə qızıl-məhlul interfeysində baş verir.

3. Daxili diffuziya: Yaranan qızıl-sianid kompleksləri hissəcikdən yayılır. Bu addımların ən yavaşı, iş şəraitindən asılı olaraq, çox vaxt xarici kütlə ötürülməsi və ya səth reaksiyası olmaqla ümumi yuyulma sürətini müəyyən edir.

Sianidləşmənin Səmərəliliyinə Təsirli Faktorlar

Bir neçə əsas amil qızılın siyanidləşməsinin performansına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir:

• Sianid konsentrasiyası: Stabil komplekslər yaratmaq üçün adekvat sianid tələb olunur, lakin həddindən artıq miqdarlar artan xərclərə və ətraf mühitlə bağlı narahatlıqlara səbəb ola bilər. Optimal konsentrasiyalar filiz xüsusiyyətlərinə görə dəyişir.

• Oksigen Mövcudluğu: Oksidləşmə reaksiyası üçün kifayət qədər oksigen təchizatı çox vacibdir. Oksigenin ötürülməsini artırmaq üçün mexaniki çalkalama və ya havanın səpilməsi kimi aerasiya üsullarından istifadə edilir.

• pH Nəzarəti: Zəhərli hidrogen sianid (HCN) qazının əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün proses adətən yüksək pH-da (9 - 11) həyata keçirilir. Əhəng adətən istənilən pH səviyyəsini saxlamaq üçün istifadə olunur.

• Filiz mineralogiyası: Sulfidlərin, karbonlu materialların və digər mineralların olması siyanidləşməyə mane ola bilər. Məsələn, sulfidlər siyanid və oksigeni istehlak edə bilər, karbonlu maddə isə qızıl - siyanid komplekslərini adsorbsiya edərək "hamiləliyin soyulmasına" səbəb ola bilər.

Siyanidləşmə Performansını Artırmaq üçün Metodlar

Qızıl çıxarılmasının səmərəliliyini artırmaq üçün müxtəlif gücləndirmə üsullarından istifadə olunur:

• Əvvəlcədən müalicə: Müdaxilə edən mineralları çıxarmaq və qızıl səthləri ifşa etmək üçün odadavamlı filizlərə qovurma, təzyiqlə oksidləşmə və ya bio-oksidləşmə tətbiq oluna bilər.

• Əlavələr: Tiokarbamid və ya ammonyak kimi birləşmələr həll olunma sürətini yaxşılaşdırmaq və ya yan reaksiyaların qarşısını almaq üçün əlavə edilə bilər.

• Optimallaşdırılmış Avadanlıq Dizaynı: Təkmilləşdirilmiş qarışdırma və kütlə ötürmə imkanlarına malik təkmil yuyulma reaktorları, məsələn, qarışdırılmış - çən reaktorları və ya yığın - qələviləşdirmə sistemləri, ümumi prosesin performansını artıra bilər.

Nəticə olaraq, qızılın sianidləşməsi ilə yuyulması kimyəvi reaksiyaları, fiziki kütlə ötürülməsini və çoxsaylı əməliyyat parametrlərinə diqqətlə nəzarəti birləşdirən mürəkkəb, lakin yüksək effektiv prosesdir. Bu fundamental prinsipləri başa düşmək qızıl hasilatı proseslərini optimallaşdırmaq, iqtisadi səmərəliliyi təmin etmək və qızıl hasilatı sənayesində ətraf mühitə təsirləri minimuma endirmək üçün vacibdir. Qızıla tələbat davam etdikcə, davam edən tədqiqatlar daha səmərəli, dayanıqlı və ekoloji cəhətdən təmiz sianidləşdirmə üsullarının inkişafına yönəlib.