Natrium sianid və natrium xloridin birgə mövcudluğunun yuyulmaya təsiri

1. Giriş

Metallurgiya sahəsində, xüsusən də qızıl və gümüş kimi qiymətli metalların çıxarılmasında siyanidlə süzmə prosesi əsas yer tutur. Natrium siyanid (NaCN) filizlərdən qızıl və gümüşü selektiv şəkildə həll edə bildiyinə görə geniş istifadə olunur. Bununla belə, bir çox filiz cismlərində müxtəlif maddələr birlikdə mövcuddur və natrium xlorid (NaCl) ümumi müşayiət olunan duzlardan biridir. (NaCN) və (NaCl)-nin birgə mövcudluğunun süzmə prosesinə təsirini anlamaq, hasilatın səmərəliliyini optimallaşdırmaq, xərcləri azaltmaq və ətraf mühitə təsirləri minimuma endirmək üçün vacibdir. Bu məqalə bu məsələni hərtərəfli araşdırmağı hədəfləyir.

2. Natrium siyanidin yuyulmada rolu

2.1 Kimyəvi Reaksiya Mexanizmi

Sianidin yuyulması prosesində siyanid ionları qızıl və gümüş atomları ilə həll olunan komplekslərin əmələ gəlməsində əsas rol oynayır. Oksigen də vacibdir, çünki o, oksidləşdirici agent kimi çıxış edir, qızıl və gümüşün oksidləşməsini asanlaşdırır və onların sianid məhlulunda həllini təşviq edir. Bu kimyəvi qarşılıqlı əlaqə bu qiymətli metalların filizdən çıxarılmasına imkan verir.

2.2 Natrium siyanidin yuyulmada effektivliyinə təsir edən amillər

• Natrium Sianid Konsentrasiyası : Natrium Sianid konsentrasiyası süzülmə sürətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Nəzəri olaraq, elektrokimyəvi reaksiyalara əsasən müəyyən miqdarda qızılın həll edilməsi üçün müəyyən miqdarda Natrium Sianid tələb olunur. Lakin, praktikada Natrium Sianidinin faktiki istehlakı çox vaxt nəzəri miqdardan daha yüksək olur. Pulpada Karbon (CIP) və Süzülmədə Karbon (CIL) kimi proseslərdə natrium sianid konsentrasiyası ümumiyyətlə müəyyən bir diapazonda saxlanılır. Daha mürəkkəb filizlər və ya yüksək qatqı səviyyəsinə malik filizlər üçün konsentrasiyanın müvafiq olaraq artırılması lazım gələ bilər.

• pH Səviyyəsi : Natrium siyanid məhlulda hidroliz edərək yüksək zəhərli qaz olan hidrosian turşusu əmələ gətirir. Hidroliz dərəcəsi məhlulun pH səviyyəsindən asılıdır. Hidroliz zamanı siyanid itkisini minimuma endirmək və siyanid məhlulunun sabitliyini təmin etmək üçün qızıl CIP zavodlarında pH adətən müəyyən bir qələvi diapazonda saxlanılır. Bu pH mühiti həmçinin effektiv qızıl yuyulması üçün optimal natrium siyanid konsentrasiyasına təsir göstərir.

• Həll Olmuş Oksigen Konsentrasiyası : Sianid məhlulunda qızıl və gümüşün həll olunması üçün oksigen əvəzolunmazdır. Reaksiya həm sianid ionlarını, həm də oksigeni tələb edir. Otaq temperaturunda və təzyiqində oksigenin maksimum həllolma qabiliyyəti məhduddur. Əgər məhlulda həll olmuş oksigen konsentrasiyası çox aşağıdırsa, bu, qızıl və gümüşün həllolma sürətini məhdudlaşdıra bilər. Belə hallarda, məhlula hava vurmaq və ya hidrogen peroksid əlavə etmək kimi üsullar oksigen konsentrasiyasını artırmaq üçün istifadə edilə bilər. Oksigenin sianilə nisbəti çox vacibdir; balanssızlıq süzülmə sürətinin azalmasına səbəb ola bilər.

3. Natrium xloridin yuyulma prosesinə təsiri

3.1 Kimyəvi Mühitə Təsirlər

• İon Gücü və Aktivlik Əmsalı : Natrium xlorid qələviləşdirmə məhlulunda olduqda, məhlulun ion gücünü artırır. Müvafiq nəzəriyyələrə görə, ion gücünün artması məhluldakı ionların aktivlik əmsallarına təsir göstərə bilər. Sianid qələviləşdirmə sistemində aktivlik əmsallarındakı bu dəyişiklik qızıl və gümüşün həll olması ilə əlaqəli reaksiyaların kimyəvi tarazlığına təsir göstərə bilər. Məsələn, qızılla reaksiyaya girmək üçün mövcud olan sianid ionlarının effektiv konsentrasiyasını dəyişdirə və bununla da qələviləşdirmə sürətinə təsir göstərə bilər.

• Reaktiv Sahələr Uğrunda Rəqabət : Xlorid ionları filiz hissəciklərinin səthindəki reaktiv sahələr uğrunda siyanid ionları ilə rəqabət apara bilər. Bəzi hallarda, xlorid ionlarının konsentrasiyası kifayət qədər yüksəkdirsə, onlar qızıl və ya gümüş hissəciklərinin səthində adsorbsiya olunaraq siyanid ionlarının daxil olmasının qarşısını ala və beləliklə, süzülmə səmərəliliyini azalda bilər. Lakin, müəyyən hallarda xlorid ionlarının olması da müsbət təsir göstərə bilər. Məsələn, mis mineralları olan bəzi filizlərdə xlorid ionları mis ilə komplekslər əmələ gətirə bilər, bu da mis tərəfindən siyanidin istehlakını azaldır və potensial olaraq qızıl və gümüşün süzülməsini yaxşılaşdırır.

3.2 Əlaqəli metalların yuyulmasına təsiri

• Mis tərkibli filizlər : Yüksək mis tərkibli filizlərdə mis mineralları natrium siyanidlə güclü reaksiyaya girərək əhəmiyyətli miqdarda siyanid sərf edir. Natrium xloridinin olması bu reaksiyaya təsir göstərə bilər. Xlorid ionları mis ilə komplekslər əmələ gətirə bilər və bu komplekslər mis-siyanid kompleksləri ilə müqayisədə fərqli stabilliyə malik ola bilər. Mis-xlorid komplekslərinin əmələ gəlməsinə üstünlük verilərsə, bu, misin istehlak etdiyi siyanidin miqdarını azalda bilər və qızıl və gümüşün yuyulması üçün daha çox siyanid buraxa bilər.

• Digər Metallar : Natrium xlorid filizdə mövcud olan digər metallarla, məsələn, sink, qurğuşun və dəmirlə də qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Məsələn, xlorid ionları bəzi sink və qurğuşun birləşmələrinin həllolma qabiliyyətini artıra bilər ki, bu da öz növbəsində onların süzmə prosesi zamanı davranışına və qızıl və gümüşün siyanid süzülməsinə təsirinə təsir göstərə bilər. Dəmir halında, xlorid ionlarının olması dəmir tərkibli çöküntülərin və ya komplekslərin əmələ gəlməsinə və sabitliyinə təsir göstərə bilər ki, bu da spesifik şəraitdən asılı olaraq süzmə prosesini ya təşviq edə, ya da inhibə edə bilər.

4. Natrium siyanidin və natrium xloridin yuyulmaya birgə təsiri

4.1 Sinergetik və ya Antaqonist təsirlər

• Sinerjist Təsirlər : Bəzi hallarda, natrium siyanid və natrium xloridin birgə mövcudluğu süzülmə prosesinə faydalı və ya sinergetik təsir göstərə bilər. Məsələn, müəyyən odadavamlı qızıl filizlərində müvafiq miqdarda natrium xlorid əlavə etmək filiz strukturunun keçiriciliyini yaxşılaşdıra bilər və siyanid ionlarının daha asan nüfuz etməsinə və qızıl hissəcikləri ilə reaksiyaya girməsinə imkan verir. Bu, qızılın süzülmə sürətinin artmasına səbəb ola bilər. Bundan əlavə, əvvəllər qeyd edildiyi kimi, mis mineralları olan filizlərdə natrium xlorid tərəfindən mis-xlorid komplekslərinin əmələ gəlməsi mis tərəfindən siyanid istehlakını azalda bilər ki, bu da qızıl və gümüşün siyanid süzülməsi üçün faydalıdır və sinergetik təsir göstərir.

• Antaqonist Təsirlər : Bununla belə, natrium siyanid və natrium xloridin əks və ya antaqonist təsirlərə malik olduğu vəziyyətlər də mövcuddur. Xlorid ionlarının yüksək konsentrasiyası qızıl və gümüş hissəciklərinin səthi üçün siyanid ionları ilə rəqabət apara bilər, eləcə də siyanidin süzülmə reaksiyalarının kimyəvi tarazlığını poza bilər və bu da süzülmə səmərəliliyinin azalmasına səbəb olur. Bundan əlavə, natrium xloridin olması filiz hissəciklərinin səthini örtən müəyyən çöküntülərin və ya komplekslərin əmələ gəlməsinə səbəb olarsa, bu, siyanid ionlarının qiymətli metallarla təmasda olmasının qarşısını ala bilər və süzülmə sürətini daha da azalda bilər.

4.2 Hər ikisinin iştirakı ilə yuyulma prosesinin optimallaşdırılması

• Reagent Konsentrasiyalarının Tənzimlənməsi : Həm natrium siyanid, həm də natrium xlorid mövcud olduqda, onların konsentrasiyalarını optimallaşdırmaq lazımdır. Bu, filiz tərkibinin ətraflı təhlilini tələb edir. Mis kimi siyanidlə reaksiyaya girə bilən metalların yüksək tərkibi olan filizlər üçün siyanid istehlakını azaltmaq üçün natrium xlorid konsentrasiyasının müvafiq şəkildə artırılması nəzərdən keçirilə bilər. Eyni zamanda, qızıl və gümüşün səmərəli şəkildə yuyulmasını təmin etmək üçün natrium siyanidin konsentrasiyası faktiki yuyulma effektinə uyğun olaraq tənzimlənməlidir.

• Proses Şərtlərinə Nəzarət : Reagent konsentrasiyalarına əlavə olaraq, pH, temperatur və aerasiya kimi digər proses şərtləri də diqqətlə nəzarət edilməlidir. Sianid məhlulunun sabitliyini və süzülmə reaksiyasının effektivliyini təmin etmək üçün pH dəyəri müvafiq diapazonda saxlanılmalıdır, həm natrium sianid, həm də natrium xloridin təsirini nəzərə almaq lazımdır. Məhlulun temperaturu da vacibdir. Sianid məhlulunda qızılın həll olması üçün nəzəri cəhətdən optimal temperatur olsa da, natrium xloridin iştirakı ilə temperaturun süzülmə prosesinə təsiri dəyişə bilər və optimal temperaturu eksperimental tədqiqatlar vasitəsilə tapmaq lazımdır. Yuyulma reaksiyası üçün kifayət qədər oksigen təchizatını təmin etmək üçün kifayət qədər aerasiya vacibdir və natrium xloridin olması məhluldakı oksigenin həllolma qabiliyyətinə və paylanmasına təsir göstərə bilər ki, bu da nəzərə alınmalıdır.

5. Case Studies və Eksperimental Nəticələr

5.1 Məsələnin Tədqiqi 1: Qızıl - Yüksək Mis Tərkibli Gümüş Filizi

Tərkibində yüksək mis olan qızıl-gümüş filizi yatağında yalnız natrium sianiddən istifadə etməklə ənənəvi siyanidin yuyulması misin əhəmiyyətli dərəcədə siyanid sərf etməsi səbəbindən qızılın aşağı yuyulma sürəti ilə nəticələndi. Müəyyən konsentrasiyada qələviləşdirmə sisteminə natrium xlorid əlavə edildikdə və natrium siyanidin konsentrasiyası tənzimləndikdə qızılın yuyulma sürəti artmışdır. Təhlil göstərdi ki, natrium xlorid əlavə edilməsi mis-xlorid komplekslərinin əmələ gəlməsinə, misin istehlak etdiyi siyanidin miqdarının azalmasına və bununla da qızılın yuyulması üçün siyanidin əlçatanlığının artmasına səbəb olub.

5.2 Məsələnin Tədqiqi 2: Odadavamlı Qızıl Filizi

Odadavamlı qızıl filizi üçün natrium xloridsiz ilkin siyanidin yuyulması aşağı qızılın yuyulma sürətinə nail olmuşdur. Xüsusi konsentrasiyada natrium xlorid əlavə edildikdən və sianid konsentrasiyası və digər proses şərtləri optimallaşdırıldıqdan sonra qızılın yuyulma sürəti artdı. Filiz hissəciklərinin mikroskopik müşahidəsi nəticəsində məlum olub ki, natrium xlorid əlavə edilməsi filiz strukturunun keçiriciliyini yaxşılaşdırıb, sianid ionlarının qızıl hissəciklərinə daha effektiv çatmasına imkan verib və bununla da yuyulmanın effektivliyini artırıb.

6. Ətraf Mühit və Təhlükəsizlik Mülahizələri

6.1 Sianidin toksikliyi

Siyanid çox zəhərli maddədir. Ətraf mühitə sianid tərkibli məhlulların hər hansı buraxılması su həyatı, torpağın keyfiyyəti və insan sağlamlığı üçün ağır nəticələrə səbəb ola bilər. Qatlama prosesində natrium xlorid natrium sianidlə birlikdə mövcud olduqda, siyanid tərkibli tullantıların idarə edilməsi və təmizlənməsinin hələ də ekoloji qaydalara ciddi uyğun olaraq həyata keçirilməsini təmin etmək lazımdır. Natrium xloridin olması siyanidin tullantıların təmizlənməsi proseslərində, məsələn, qələvi xlorlama və ya bioloji təmizləmə kimi siyanidin məhv edilməsi üçün istifadə edilən üsullarda davranışına təsir göstərə bilər. Məsələn, natrium xloridin səbəb olduğu artan ion gücü bu müalicə üsullarının reaksiya sürətinə və səmərəliliyinə təsir göstərə bilər.

6.2 İstifadə zamanı təhlükəsizlik

Həm natrium siyanid, həm də natrium xlorid ilə ehtiyatlı davranmaq lazımdır. Natrium siyanid son dərəcə zəhərlidir və saxlama, daşıma və istifadə zamanı ciddi təhlükəsizlik tədbirləri tələb edir. Natrium xlorid, nisbətən daha az təhlükəli olsa da, düzgün idarə edilmədikdə, hələ də avadanlıqda korroziya və iş mühitinə potensial təsirlər kimi risklər yarada bilər. Hər ikisinin istifadə edildiyi yuyulma əməliyyatında işçilərə bu kimyəvi maddələrlə təhlükəsiz işləmək üçün təlim keçməli və qəzaların qarşısını almaq və işçi qüvvəsinin rifahını təmin etmək üçün müvafiq təhlükəsizlik avadanlığı və prosedurları mövcud olmalıdır.

7. Nəticə

Yuyulma prosesində natrium sianid və natrium xloridin birgə mövcudluğu qiymətli metalların çıxarılmasına kompleks təsir göstərir. Natrium xlorid yuyulma məhlulunun kimyəvi mühitinə təsir göstərə bilər, əlaqəli metallarla qarşılıqlı təsir göstərə bilər və natrium siyanid ilə həm sinerji, həm də antaqonist təsir göstərə bilər. Bu təsirləri başa düşmək yuyulma prosesini optimallaşdırmaq üçün vacibdir. Reagent konsentrasiyalarını tənzimləmək, proses şəraitinə nəzarət etmək, ətraf mühit və təhlükəsizlik amillərini nəzərə almaqla qızıl, gümüş və digər qiymətli metalların daha səmərəli və davamlı çıxarılmasına nail olmaq mümkündür. Metallurgiya sənayesinin hasilat texnologiyasını davamlı olaraq təkmilləşdirməyi hədəfləyən müxtəlif filiz növləri və texnoloji şəraitdə bu birgə mövcud sistemin potensialını tam şəkildə araşdırmaq üçün əlavə tədqiqat və eksperimental tədqiqatlara hələ də ehtiyac var.