Pròiseas Riochdachaidh agus Adhartas Teicneòlach air Sodium Cyanide

Tha sodium cyanide (NaCN) na stuth amh ceimigeach bunaiteach cudromach, a tha air a chleachdadh gu farsaing ann an raointean leithid toirt a-mach mèinn òir, electroplating, agus synthesis eadar-mheadhanan cungaidh-leigheis. Tha a Pròiseas Riochdachaidh air a dhol tro còrr air ceud bliadhna de thionndaidhean teicneòlach, agus an-dràsta, tha siostam gnìomhachais air a riaghladh leis an dòigh synthesis air a chruthachadh. Bidh an artaigil seo a’ rèiteachadh gu riaghailteach na pròiseasan toraidh prìomh-shruthach aig Sodium cyanide agus an adhartas teicneòlach aca, agus bruidhinn mu na stiùiridhean leasachaidh san àm ri teachd.

I. Leasachadh Pròiseasan Riochdachaidh Sodium Cyanide

1. Pròiseasan Tràth (Deireadh na 19mh Linn - Meadhan an 20mh linn)

Anns na làithean tràtha, tha cinneasachadh sodium cyanide gu mòr an urra ri toirt a-mach à stòrasan nàdarra. Mar eisimpleir, chaidh am “pròiseas cyanidation airson tarraing òir” a chaidh a chruthachadh ann an 1887 a thoirt a-mach ciainidean le bhith a’ giullachd lusan anns a bheil cyanide (leithid almoin searbh). Ach, bha an dòigh seo neo-èifeachdach, cosgail, agus doirbh coinneachadh ri feumalachdan tionnsgalach. Tràth anns an 20mh linn, leasaich an ceimigear Gearmailteach Friedrich Kahlbaum an dòigh leaghaidh cyanide, a dh'ullaich Sodium cyanide le bhith ag ath-fhreagairt calcium cyanide le sodium carbonate. Air sgàth cosgais ìseal stuthan amh agus cho sìmplidh 'sa tha am pròiseas, thàinig am pròiseas seo gu bhith na phrìomh theicneòlas anns na làithean tràtha.

2. Àrdachadh an Dòigh Synthesis (Meadhan an 20mh linn chun an latha an-diugh)

Le leasachadh a ’ghnìomhachais peitriceimiceach, tha an dòigh synthesis air a dhol an àite pròiseasan traidiseanta mean air mhean. An-dràsta, tha còrr air 90% de sodium cyanide air feadh na cruinne air a thoirt a-mach a ’cleachdadh na trì pròiseasan synthesis a leanas:

• Pròiseas Andrussow

A’ cleachdadh meatan, ammonia, agus ocsaidean mar stuthan amh, bidh ath-bhualadh oxidation a’ tachairt fo ghnìomh catalyst alloy platinum-rhodium:

Tha an gas hydrogen cyanide (HCN) air a thoirt a-steach le sodium hydroxide gus fuasgladh sodium cyanide fhaighinn. Tha buannachdan aig a’ phròiseas seo bho stuthan amh cosgais ìseal agus ìrean ath-bhualadh luath, ach tha an teòthachd àrd (1000 - 1200 ° C) agus cleachdadh catalysts meatailt prìseil ag adhbhrachadh cosgaisean àrda.

• Dòigh Pyrolysis Ola Aotrom

A’ cleachdadh ola aotrom (leithid naphtha) mar an stuth amh, tha HCN air a chruthachadh tro pyrolysis aig teòthachd àrd (1400 - 1500 ° C), agus tha an làimhseachadh às deidh sin coltach ri làimhseachadh pròiseas Andrussow. Tha am pròiseas seo freagarrach airson cinneasachadh mòr ach tha caitheamh lùtha fìor àrd ann agus bidh e a’ toirt a-mach tòrr gualain dubh mar fo-thoradh.

• Modh Methanol Ammonia Oxidation

A’ cleachdadh methanol, ammonia, agus èadhar mar stuthan amh, tha HCN air a chruthachadh fo ghnìomhachd catalyst (leithid V₂O₅-MoO₃):

Tha cosgaisean stuthan amh ìosal aig a’ phròiseas seo agus suidheachaidhean freagairt tlàth (400 - 500 ° C), agus mean air mhean tha e air a thighinn gu bhith na roghainn as fheàrr leotha airson comasan cinneasachaidh ùr.

II. Stiùireadh Adhartas Teicneòlais agus Ùr-ghnàthachadh

1. Leasachadh Pròiseasan Uaine

Tha duilgheadasan aig pròiseasan traidiseanta a thaobh caitheamh lùtha àrd agus truailleadh àrd. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha luchd-rannsachaidh air na teicneòlasan uaine a leanas a sgrùdadh:

• Dòigh biosynthesis

A’ cleachdadh meanbh-fhàs-bheairtean (leithid Pseudomonas) gus hydrolysis de choimeasgaidhean nitrile a bhrosnachadh gus gineadh Cianides, ach tha e fhathast aig ìre obair-lann.

• Synthesis electrochemical

Ag ath-chuairteachadh sodium cyanide le bhith a’ dèanamh electrolyzing uisge sgudail anns a bheil cyanide gus ath-chuairteachadh ghoireasan a choileanadh, ach feumar an èifeachdas agus an cosgais gnàthach a mheudachadh tuilleadh.

2. Teicneòlasan Smachd agus Sàbhailteachd Inntleachdail

Tha cinneasachadh sodium cyanide a’ toirt a-steach stuthan fìor phuinnseanta, agus tha smachd sàbhailteachd air leth cudromach. Mar as trice bidh factaraidhean an latha an-diugh a’ cleachdadh Siostam Smachd Sgaoilte (DCS) gus sgrùdadh làn fèin-ghluasadach a dhèanamh air a’ phròiseas air fad, agus a’ toirt a-steach teicneòlas mion-sgrùdadh speactram air-loidhne gus sùil a chumail air dùmhlachd HCN ann an àm fìor, a’ lughdachadh cunnart aoidionachd.

3. Modail Eaconamaidh Cearcallach

Leasaich cleachdadh ghoireasan tro theicneòlasan co-riochdachaidh. Mar eisimpleir, faodar an fo-thoradh gualain dà-ogsaid ann am pròiseas Andrussow a chleachdadh airson urea a dhèanamh, agus an carbon dubh a chaidh a thoirt a-mach anns an Dòigh Pyrolysis Ola Aotrom Faodar a chleachdadh mar àidseant ath-neartachaidh rubair, a’ cruthachadh sreath gnìomhachais lùb dùinte de “goireasan - toraidhean - sgudal - goireasan ath-chuartaichte”.

III. Dùbhlain agus gluasadan san àm ri teachd

1. Caochlaidhean ann an cosgaisean stuthan amh

Tha pròiseas Andrussow agus an dòigh methanol an urra ri gas nàdarrach (methan) agus gual (mar an stuth amh airson methanol). Bidh caochlaidhean ann am prìsean lùtha eadar-nàiseanta a’ toirt buaidh dhìreach air cosgaisean toraidh. Tha leasachadh slighean stuthan amh neo-fosail (leithid bith-thomas gu methanol) na chuspair rannsachaidh teth san àm ri teachd.

2. Ag àrdachadh cuideam dìon àrainneachd

Le teannachadh riaghailtean dìon àrainneachd na cruinne, feumaidh cinneasachadh sodium cyanide tuilleadh lughdachadh a thoirt air sgaoilidhean nitrogen oxides (NOx) agus uisge sgudail anns a bheil cyanide. Chaidh teicneòlas dealachaidh membran, denitrification oxidation catalytic, agus pròiseasan eile a phìleatadh ann an cuid de fhactaraidhean.

3. Leudachadh air Iarrtasan Àrd-deireadh

Tha an t-iarrtas airson sodium cyanide fìor-ghlan (purity ≥ 99.9%) ann an synthesis ro-ruitheadairean stuthan catod airson bataraidhean lithium-ion a ’fàs gu luath, a’ brosnachadh ùrachadh a ’phròiseas toraidh a dh’ ionnsaigh ùrachadh agus purrachd àrd.

Co-dhùnadh

Tha leasachadh pròiseasan cinneasachaidh sodium cyanide an-còmhnaidh air a thighinn air adhart timcheall air na trì prìomh amasan “sàbhailteachd, èifeachdas, agus uaineachd”. Anns an àm ri teachd, leis na leasachaidhean ann an lùth ùr agus teicneòlasan dìon na h-àrainneachd, a bharrachd air amalachadh domhainn de chinneasachadh didseatach, leanaidh gnìomhachas sodium cyanide a ’dèanamh an fheum as fheàrr a thaobh caitheamh lùtha nas ìsle, nas lugha de thruailleadh, agus luach a bharrachd nas àirde.