Tootmispraktika naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamiseks kaltsiumoksiidi annuse mõistliku suurendamise teel

Sissejuhatus

Kulla kaevandamise ja kaevandamise tööstuses Tsüanidamine on laialdaselt kasutatav meetod kulla taastamiseks maakidest. Kuid suur tarbimine Naatriumtsüaniid mitte ainult ei suurenda tootmiskulusid, vaid tekitab oma toksilisuse tõttu ka keskkonnariske. Tõhusate viiside leidmine vähendamiseks Naatriumtsüaniid tarbimine, säilitades või parandades kulla taaskasutamise määra, on tööstusele ülioluline väljakutse. Üks selline lähenemisviis, mis on tootmispraktikas paljulubav, on annuse mõistlik suurendamine Kaltsiumoksiid. Selles artiklis käsitletakse selle tootmistava üksikasju, uuritakse selle aluseks olevaid mehhanisme, rakendusstrateegiaid ja saavutatud tulemusi.

Kaltsiumoksiidi roll tsüaniideerimisprotsessis

pH reguleerimine

Tsüaniidisüsteemi lisamisel reageerib kaltsiumoksiid veega, moodustades kaltsiumhüdroksiidi (Ca(OH)_2). See reaktsioon suurendab paberimassi pH väärtust. Tsüaniidimisprotsessis on oluline säilitada sobiv leeliseline pH. Kõrge pH-ga keskkond aitab vältida vee hüdrolüüsi naatriumtsüaniid. Naatrium tsüaniid (NaCN) võib happelises või peaaegu neutraalses keskkonnas reageerida veega, mille tulemusena moodustub vesiniktsüaniid (HCN), väga lenduv ja mürgine gaas. Tõstes pH väärtuseni 10–11, pärsitakse naatriumtsüaniidi hüdrolüüsi, vähendades seega selle tarbetut tarbimist.

Keemilised reaktsioonid lisanditega

Maagid sisaldavad sageli mitmesuguseid lisandeid, nagu raud, vask ja tsink. Need lisandid võivad reageerida naatriumtsüaniidiga, moodustades kompleksseid tsüaniidiühendeid ja tarbides märkimisväärses koguses naatriumtsüaniidi. Kaltsiumoksiid võib reageerida mõne sellise lisandiga. Näiteks võib raud maagis esineda raudoksiidide või sulfiidide kujul. Kaltsiumoksiid võib reageerida raudsulfiidide oksüdeerimisel tekkivate happeliste ainetega, neutraliseerides need. See vähendab happe hulka süsteemis, mis omakorda aitab säilitada naatriumtsüaniidi stabiilsust. Lisaks võib kaltsiumoksiid sadestada teatud metalliioone hüdroksiididena. Näiteks võivad vase ioonid (Cu^{2 +}) reageerida kaltsiumhüdroksiidi hüdroksiidioonidega, moodustades vaskhüdroksiidi (Cu(OH)_2) sadet. See sadestamisreaktsioon eemaldab lahusest vase ioonid, takistades neil reageerimast naatriumtsüaniidiga ja vähendades naatriumtsüaniidi tarbimist.

Tootmispraktika üksikasjad

Maagi omadused ja algtingimused

Tootmistehases, kus seda praktikat teostati, töödeldi teatud tüüpi kulda – kandvat maaki. Maagis oli teatav kullasisaldus koos märkimisväärses koguses raudsulfiidmineraale ja muid lisandeid, nagu vask ja tsink. Algselt toimus tsüaniidiprotsess suhteliselt suure naatriumtsüaniidi tarbimisega. Tselluloosi pH hoiti umbes 9-9.5 juures. ja kaltsiumoksiidi annus oli suhteliselt väike. Ka kulla taastumise määr ei olnud optimaalsel tasemel.

Kaltsiumoksiidi annuse reguleerimine

Praktika esimeses etapis suurendati kaltsiumoksiidi annust järk-järgult. Algannus oli umbes 1–2 kg/t maagi kohta ja seda suurendati 0.5 kg/t kaupa mitme tootmispartii kaupa. Kui kaltsiumoksiidi annust suurendati, tõusis paberimassi pH järk-järgult. Samal ajal pöörati suurt tähelepanu mõjule tsüaniidimisprotsessile, sealhulgas reaktsioonikiirusele, kulla taastumiskiirusele ja naatriumtsüaniidi tarbimisele.

Järelevalve ja kontroll

Tootmispraktika käigus jälgiti pidevalt mitmeid võtmeparameetreid. Tselluloosi pH-d mõõdeti korrapäraste ajavahemike järel tselluloosivoolu paigaldatud pH-meetrite abil. Naatriumtsüaniidi kontsentratsioon lahuses määrati tiitrimismeetoditega. Kulla taaskasutamise määr arvutati, analüüsides kullasisaldust söödamaagis, aheraines ja tiine lahuses. Lisaks jälgiti ka maagi osakeste suuruse jaotust, kuna see võib mõjutada reaktsiooni kineetikat. Jälgitud andmete põhjal kohandati kaltsiumoksiidi annust ja muid tööparameetreid. Näiteks kui pH tõusis liiga kiiresti ja ületas 11.5. kaltsiumoksiidi annust vähendati veidi, et vältida negatiivset mõju kulla ekstraheerimise protsessile.

Tulemused ja eelised

Naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamine

Kuna kaltsiumoksiidi annust suurendati sobiva tasemeni (käesoleval juhul jõudes lõpuks umbes 4–5 kg/t maagi kohta), täheldati naatriumtsüaniidi tarbimise olulist vähenemist. Algselt oli naatriumtsüaniidi kulu ligikaudu 4-5 kg/t maagi kohta. Pärast kaltsiumoksiidi annuse optimeerimist vähenes naatriumtsüaniidi tarbimine umbes 2–3 kg-ni maagi tonni kohta, mis tähendab umbes 30–50% vähenemist. Naatriumtsüaniidi tarbimise vähenemine tõi otseselt kaasa tootmiskulude olulise vähenemise.

Kulla taastumise määra paranemine

Üllataval kombel ei vähenenud mitte ainult naatriumtsüaniidi tarbimine, vaid paranes ka kulla taaskasutamise määr. Enne kaltsiumoksiidi annuse kohandamist oli kulla taastumise määr umbes 80–85%. Pärast optimeerimist tõusis kulla taastamise määr 85% - 90%ni. Selle kulla taastumise paranemise võib seostada tsüaniidikeskkonna parema kontrolliga. Suurenenud pH ja lisandite eemaldamine kaltsiumoksiidiga aitasid luua soodsamad tingimused kulla lahustumiseks.

Kasu keskkonnale ja ohutusele

Naatriumtsüaniidi tarbimise vähenemisega vähenes oluliselt tsüaniidiprotsessi keskkonnamõju. Vähem naatriumtsüaniidi heitvees tähendab madalamat toksilisuse taset, mis vähendab võimalikku kahju keskkonnale. Lisaks suurendas parema pH kontrolli tõttu gaasilise vesiniktsüaniidi moodustumise vähenemine ka tootmisprotsessi ohutust töötajate jaoks.

Järeldus

Kaltsiumoksiidi annuse mõistliku suurendamise tootmispraktika on osutunud tõhusaks viisiks naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamiseks tsüaniidimisprotsessis. Kaltsiumoksiidi rolli mõistmine pH reguleerimisel ja lisanditega reageerimisel ning hoolikas jälgimine ja kontroll tootmisprotsessi ajal võib saavutada märkimisväärset kasu. Need eelised hõlmavad kulude kokkuhoidu, paremat kulla taaskasutamise määra ning paremaid keskkonna- ja ohutusnäitajaid. See tava võib olla väärtuslik võrdlusalus teistele kullakaevandus- ja kaevandustehastele, mis seisavad silmitsi sarnaste väljakutsetega naatriumtsüaniidi tarbimise vähendamisel. Täiendavad uuringud ja optimeerimine selles valdkonnas võivad tulevikus viia veelgi tõhusamate ja jätkusuutlikumate tsüaniideerimisprotsessideni.