Zianuro Urrezko Lohiak Tratatzeko Klorazio-prozesua

Sarrera

Urrea erauzteko industrian, zianurozko urre-lohia zianurazio-prozesuan sortzen den azpiproduktu bat da. Lohi honek ez ditu urrea eta zilarra bezalako metal baliotsuak bakarrik, baita zianuroa bezalako substantzia kaltegarriak ere . Zianurozko urre-lohiaren tratamendua funtsezkoa da bai baliabideak berreskuratzeko bai ingurumena babesteko. Klorazio-prozesua lohi hau tratatzeko metodo eraginkor gisa agertu da, metal baliotsuak bereizteko eta zianuroa duten substantziak desintoxikatzeko modu bat eskainiz.

Klorazio-prozesuaren printzipioak

Oxidazioa eta disoluzio selektiboa

Klorazio -prozesuak metalen oxidazio-erredukzio potentzial desberdinak aprobetxatzen ditu ingurune jakin batean. Zianurozko urre-lohia tratatzeko testuinguruan, kloratzaile bat (sodio kloratoa ingurune azido batean, adibidez) gehitzen denean, oxidazio-erredukzio potentzial txikiagoa duten metalak, hala nola zinka, burdina, beruna eta kobrea, lehentasunez oxidatzen eta disolbatzen dira disoluzioan. Adibidez, azido klorhidriko ingurune batean, urre-lohiko metalek disoluzioarekin erreakzionatzen dute. Ondoren, sodio kloratoa gehitzen denean, disoluzio-potentziala handitzen du, eta horrek kobrea eta azido klorhidrikoan disolbaezinak diren beste ezpurutasun batzuk guztiz oxidatzen eta disolbatzen uzten du. Disoluzio-potentziala zehatz-mehatz kontrolatuz, zilarra eta urrea bezalako metal preziatuak hondarrean gera daitezke.

Zianuroaren suntsipena

Urre-lohian dagoen zianuroa oso toxikoa da. Klorazioak ere zeregina izan dezake zianuroa suntsitzeko. Ingurune alkalino batean, kloroan oinarritutako oxidatzaile bat (kloro gasa, sodio hipokloritoa, etab.) gehitzen denean, zianuroa lehenik zianatora oxidatzen da eta gero karbono dioxido eta nitrogenora. Erreakzio-mekanismo orokorra honako hau da: disoluzio alkalino baten aurrean, gehitutako kloroa duen oxidatzaileak OCl⁻ bezalako espezieak sortzen ditu. Zianuroak (CN⁻) OCl⁻-rekin erreakzionatzen du, eta oxidazio-erreakzio batzuen bidez, substantzia gutxiago kaltegarri bihurtzen da.

Klorazio-prozesuaren aplikazio-urratsak Zianuro Urrezko Lohiak Tratatzeko

pretreatment

Klorazio-prozesuaren aurretik, zianurozko urre-lohiek aurretratamendua behar dute normalean. Honek lohiaren partikula-tamaina murrizteko artezketa bezalako prozesuak izan ditzake, eta horrek lohiaren eta agente kloratzailearen arteko kontaktu-eremua handitu dezake, eta horrela erreakzioaren eraginkortasuna hobetu daiteke. Gainera, lohiak klorazio-erreakzioa oztopatu dezaketen ezpurutasun kopuru handia badu, hala nola, metal oxido edo sulfuro batzuen gehiegizko kantitatea, interferentzia-substantzia horiek kentzeko erreaktibo egokiekin aurre-lixibiatzea egin daiteke.

Klorazio-erreakzioa

1.Lehenengo fasea Klorazioa (zipurtasunen kentzea)

• Klorazio erreakzioaren lehen fasean, helburu nagusia zianuroaren urrezko lohietatik oinarrizko metalak kentzea da. Lohiak erreakzio-ontzi batean jartzen dira medio azido egoki batekin (normalean azido klorhidrikoa). Ondoren, kloratzaile bat gehitzen da pixkanaka, sodio kloratoa adibidez. Erreakzio-tenperatura, azidotasuna eta agente kloratzailea gehitzeko abiadura arretaz kontrolatu behar dira. Adibidez, erreakzio-tenperatura tarte jakin batean mantendu daiteke, normalean 40 - 60 °C inguruan, eta azido klorhidrikoaren disoluzioaren azidotasuna kontzentrazio egoki batera egokitzen da, normalean 1 - 3 mol/L inguruan.

• Prozesu horretan, erreakzio-sistemaren oxidazio-murrizketa potentziala kontrolatzen da. Potentziala tarte zehatz batera iristen denean (adibidez, oinarrizko metal batzuk kentzeko, potentziala 400 - 450 mV artean kontrola daiteke), oinarrizko metalak, esate baterako, zinka, burdina eta kobrearen zati bat oxidatu eta disoluzioan disolbatu egiten dira. Erreakzio-denbora aldatu egiten da lohiaren konposizioaren eta partikulen tamainaren arabera, oro har 2-4 ordu bitartekoa.

2. Bigarren faseko klorazioa (urrea eta zilarrezko bereizketa)

• Ezpurutasunak kentzeko lehen fasearen ondoren, hondakinak urrea, zilarra eta gainerako ezpurutasun batzuk ditu batez ere. Klorazioko bigarren fasean, baldintzak doitzen dira urrea edo zilarra selektibo disolbatzeko. Helburua urrea disolbatzea bada, erreakzio baldintzak doitzen dira oxidazio-erredukzio potentziala handitzeko. Adibidez, sodio klorato gehiago gehituz eta azidotasuna eta tenperatura egoki egokituz, potentziala urrea oxidatu eta disolbatu daitekeen tarte batera handitu daiteke (normalean 1000 - 1050 mV inguruan).

• Erreakzioa aurrera egin ahala, urrea disoluzioan urre kloruro konplexu disolbagarrietan bihurtzen da. Zilarreak zilar kloruro disolbaezina sor dezake baldintza jakin batzuetan eta hondarrean gera daiteke. Etapa honetako erreakzio-denbora 0.5 - 1 ordu ingurukoa izan daiteke, lohiaren urre kantitatearen arabera.

Metalen berreskurapena

1.Urrearen berreskurapena

• Urrea disoluzioan urre kloruro konplexu gisa disolbatu ondoren, erredukzioz berreskuratu daiteke. Sodio sulfitoa, azido oxalikoa edo hidrazina bezalako agente erreduztzaileak erabil daitezke. Sodio sulfitoa agente erreduktore gisa erabiltzean, disoluzioa pH balio egoki batera egokitzen da (normalean 1 - 2 inguruan), eta, ondoren, sodio sulfitoa gehitzen da pixkanaka. Urre kloruro konplexuak sodio sulfitoaren bidez murrizteko erreakzio-ekuazioa hau da: 3H₂O + 3Na₂SO₃+2HAuCl₄ = 3Na₂SO₄ + 8HCl + 2Au.

• Erredukzio-prozesua ere kontrolatzen da disoluzioaren oxidazio-erredukzio-potentziala neurtuz. Erredukzioaren amaiera-puntua zehaztu daiteke potentziala balio jakin batera iristen denean (adibidez, sodio sulfitoa erabiliz murrizteko lehen faserako, amaiera-puntua 590 - 730 mV ingurukoa izan daiteke). Ondoren, prezipitatutako urrea iragazi, garbitu eta lehortu egiten da urre purua lortzeko.

2.Zilarraren berreskurapena

• Klorazioko bigarren fasearen ondoren zilarra hondakinean geratzen bada, gehiago prozesatu daiteke zilarra berreskuratzeko. Ohiko metodo bat hondakina zilarrezko disolbatzeko erreaktibo egoki batekin tratatzea da, esate baterako, azido nitrikoa zilar kloruroa disolbatzeko zilar nitrato disoluzioa osatzeko. Ondoren, zilar nitratoaren soluziotik zilarra berreskura daiteke elektrolisia edo erredukzioa erreduzitzaile egoki batekin bezalako metodoen bidez.

Zianuroa - Hondakin-uren tratamendua

Zianuroaren urre-lohien klorazio-prozesuan sortutako hondakin-urrek hondar zianuroa dute. Ingurumen-isurien arauak betetzeko, hondakin-ur hauek tratatu behar dira. Klorazio alkalinoa ohiko metodoa da hondakin-ur mota hau tratatzeko. Ingurune alkalino batean (pH > 10), kloroan oinarritutako oxidatzaile bat gehitzen zaio hondakin-urei. Hondakin-uren zianuroa lehenik zianato bihurtzen da eta gero gehiago oxidatzen da karbono dioxido eta nitrogeno toxikorik gabe. Erreakzioa nahasketa eta erreakzio denbora baldintza egokietan egiten da zianuroaren oxidazio osoa bermatzeko.

Klorazio-prozesuaren abantailak

Metalen berreskuratze tasa altua

Klorazio-prozesuak metal baliotsuak berreskuratzeko tasa handia lor dezake zianuro-urrezko lohietan. Erreakzio-baldintzak eta oxidazio-murrizketa potentziala zehatz-mehatz kontrolatuz, urrea eta zilarra modu selektiboan disolbatu eta berreskuratzea posible da, oinarrizko metalen ezpurutasunak modu eraginkorrean kentzen dituen bitartean. Adibidez, ondo optimizatutako prozesuetan, urrea berreskuratzeko tasa % 95etik gora irits daiteke, eta zilarrezko berreskuratze tasa ere nahiko altua izan daiteke, lohiaren hasierako konposizioaren arabera.

Zianuroaren suntsipen eraginkorra

Goian esan bezala, kloratze-prozesuak urre-lohiko zianuro oso toxikoa suntsitu dezake. Horrek garrantzi handia du ingurumena babesteko, izan ere, zianuroa ingurunera isurtzea saihestu dezake, gizakien osasunerako eta ingurumen ekologikorako kalteak murrizteko.

Lohien konposizio desberdinetara moldagarritasuna

Klorazio-prozesuak moldagarritasun ona erakusten du konposizio ezberdineko zianurozko urre-lohietara. Lohiak urre, zilar eta hainbat oinarrizko metal eduki handia edo txikia izan, erreakzio-baldintzen egokitzapen egokia egin daiteke, hala nola agente kloratzaile mota eta kopurua, erreakzio-tenperatura, azidotasuna eta oxidazioa - murrizketa potentziala tratamendu eraginkorra lortzeko.

Klorazio-prozesuan erronkak eta irtenbideak

Ekipoen korrosioa

Klorazio-prozesuko ingurune azido eta oxidatzaileak ekipoen korrosio larria eragin dezake. Oxidatzaileak eta medio azidoak dituzten kloroa erabiltzeak, batez ere azido klorhidrikoa, erreakzio-ontziak, hodiak eta bestelako ekipoak herdoil ditzake. Arazo honi aurre egiteko, korrosioarekiko erresistenteak diren materialak hautatu behar dira. Esaterako, erreakzio-ontziak kalitate handiko altzairu herdoilgaitza, titanio aleazioak bezalako materialez egin daitezke edo korrosioarekiko erresistenteak diren materialekin (esaterako, kautxua edo grafitoa). Ekipamenduak aldizka ikuskatzea eta mantentzea beharrezkoak dira korrosioarekin lotutako arazoak garaiz detektatzeko eta konpontzeko.

Azpiproduktu toxikoen sorrera

Klorazio prozesuan, batez ere zianuroa duten substantzien tratamenduan, azpiproduktu toxikoak sortzeko arriskua dago. Adibidez, zianuroa oxidatzen denean, toxikoa den zianogeno kloruroa sor daiteke. Arazo hau konpontzeko, erreakzio-baldintza egokiak zorrotz kontrolatu behar dira. Zianuroaren oxidazioaren kasuan, ingurune alkalinoa mantentzeak zianogeno kloruroa sortzea ekidin dezake. Gainera, produkzio eremuan aireztapen eta gasak tratatzeko sistema egokiak instalatu behar dira, gas toxikoen pilaketa saihesteko.

Energia eta erreaktiboen kontsumo handia

Klorazio-prozesuak sarritan energia kopuru jakin bat behar du berotzeko, irabiatzeko eta ekipoak funtzionatzeko. Gainera, kloratzaileak eta beste erreaktiboak erabiltzeak kostuak ere eragiten ditu. Energia eta erreaktiboen kontsumoa murrizteko, prozesuaren optimizazioa egin daiteke. Esaterako, erreakzio-eraginkortasuna hobetuz, erreakzio-baldintzak optimizatuz, beharrezkoak ez diren berotze- eta nahaste-denborak murriztuz eta erreaktiboen erabilera-tasa hobetuz, prozesuen diseinu eta kontrol hobearen bidez.

Ondorioa

Klorazio-prozesua zianurozko urre-lohiak tratatzeko metodo itxaropentsua da. Metal baliotsuak berreskuratzea eta zianuroa duten substantzien detoxifikazioa konbinatzen ditu. Bere aplikazioan erronka batzuk badaude ere, teknologiaren etengabeko hobekuntzarekin eta konponbide egokiak hartzearekin, klorazio-prozesuak gero eta garrantzi handiagoa izan dezake urrea erauzteko industrian, onura ekonomikoak eta ingurumena babesten lagunduz.