Az aranykivonás folyamatának bemutatása nátrium-cianiddal

I. Bevezetés

A modern Aranybányászat ipar, Nátrium-cianid döntő szerepet játszik. A régimódi aranymosási módszerekkel ellentétben a mai kereskedelmi aranybányászati ​​eljárások rendkívül alacsony, néha akár 0.005%-os aranytartalmú kőzetércekből is képesek aranyat kivonni, ahol az arany szabad szemmel láthatatlan. A nátrium-cianid a kulcsfontosságú vegyi anyag ebben az összetett extrakciós folyamatban, amely lehetővé teszi az arany és az ércek hatékony elválasztását. Ez a cikk részletesen megvizsgálja, hogyan Nátrium-cianid aranybányászatban hasznosítják.

II. A nátrium-cianid alapjai

A. Kémiai tulajdonságok

A nátrium-cianid, amelynek kémiai képlete NaCN, fehér kristályos szilárd anyag. Granulátum vagy por formájában jelenik meg, és hajlamos az elfolyósodásra. Ennek a vegyületnek enyhe keserű mandula illata van. Oldhatóságát tekintve vízben nagyon jól, míg etanolban alig oldódik. Kémiailag, nátrium-cianid egy erős bázis és egy gyenge sav só. Vizes oldata hidrolizál, így hidrogén-cianid keletkezik, így az oldat erősen lúgossá válik. Nevezetesen, a nátrium-cianid rendkívül mérgező. Még egy kis mennyiség is, akár bőrrel érintkezve, akár belélegezve vagy lenyelve, súlyos mérgezést okozhat, és akár végzetes is lehet. Halálos hatását cianidionok (CN-) felszabadításával fejti ki, amelyek erősebb kötődési affinitással rendelkeznek a vasionokhoz, mint az oxigéné. Ez megzavarja a sejtek normális oxidatív folyamatait, ami végső soron sejt fulladást és szöveti hipoxiát eredményez.

B. Ipari jelentősége

Az aranybányászatban betöltött szerepén túl a nátrium-cianid jelentős jelentőséggel bír a különböző ipari szektorokban. A galvanizáló iparban a réz, ezüst, kadmium és cink bevonatának kulcsfontosságú összetevőjeként szolgál. Segít csökkenteni az anódos polarizációt, biztosítja az anód normál oldódását, stabilizálja a bevonóoldatot, és fokozza a katódos polarizációt, hogy egyenletes és jó minőségű bevonatréteget kapjon. A kohászatban széles körben alkalmazzák nemesfémek, például arany és ezüst kinyerésére. Ezenkívül alapvető nyersanyag a vegyiparban a különféle szervetlen cianidok előállításához és a hidrogén-cianid előállításához. Létfontosságú szerepet játszik az olyan szerves anyagok szintézisében is, mint a szerves üveg, a különféle szintetikus anyagok, a nitrilkaucsuk és a szintetikus szál kopolimerek. A festékiparban cianur-klorid előállítására használják, amely a reaktív színezékek nélkülözhetetlen köztiterméke és a fehérítőszerek prekurzora. Ezenkívül a gyógyszeripar nátrium-cianidot használ olyan vegyületek szintézisében, mint a ciano-ecetsav-metil-észter és a dietil-malonát. Összességében a nátrium-cianid sokoldalúsága és reakciókészsége nélkülözhetetlen vegyszerré teszi a modern ipari folyamatokban.

III. Az aranybányászati ​​eljárás nátrium-cianiddal

A. Érc előkészítése

A nátrium-cianid használatának első lépése a Arany kitermelés előkészíti az ércet. Az aranytartalmú érc nagy darabjait kezdetben nagy teljesítményű zúzógépekkel kisebb darabokra zúzzák. Ez az elsődleges zúzás csökkenti az érc méretét egy kezelhetőbb méretre, jellemzően 150-300 milliméterre. Ezt követően a zúzott ércet másodlagos zúzásnak vetik alá, gyakran kúpos zúzógépekkel vagy ütőzúzókkal, tovább csökkentve a szemcseméretet körülbelül 20-50 milliméterre. Ezt követően az ércet finom porrá őrlik golyós malmok vagy rúdmalmok segítségével, biztosítva, hogy a részecskék többsége 0.074 milliméternél kisebb legyen. Ez a finom őrlés kulcsfontosságú, mivel jelentősen megnöveli az érc felületét, elősegítve a jobb érintkezést és reakciót a cianidoldattal a következő kilúgozási folyamatban. Ezen túlmenően, az érc áteshet egy szitálási folyamaton a különböző szemcseméretek elkülönítésére, ami lehetővé teszi a vegyszeres kezelés pontosabb szabályozását és az extrakciós hatékonyság maximalizálását.

B. Kioldódási folyamat

Miután az érc finoman elkészült, belép a kilúgozási szakaszba, amely a nátrium-cianidos aranykivonási folyamat szíve. A porított ércet gondosan összeállított cianid oldattal keverik össze, amelynek nátrium-cianid koncentrációja általában 0.05% és 0.1% között van. Ebben a szakaszban egy kémiai reakció megy végbe, ahol az ércben lévő arany oxigén jelenlétében reagál a cianidionokkal (CN-). A teljes reakció a következő egyenlettel ábrázolható: 4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → 10Na[Au(CN)11] + 20NaOH. Itt az aranyatomok oldható komplexet képeznek a cianidionokkal, és nátrium-arany-cianidot (Na[Au(CN)₂]) hoznak létre, amely feloldódik az oldatban. A kilúgozási folyamat különféle paraméterek szigorú ellenőrzését követeli meg. Az oldat pH-ját 30-XNUMX körül tartjuk, hogy biztosítsuk a cianid stabilitását és megakadályozzuk a mérgező hidrogén-cianid gáz képződését. A hőmérséklet szintén létfontosságú szerepet játszik; jellemzően XNUMX-XNUMX°C tartományban tartják. A túl alacsony hőmérséklet lelassítja a reakció sebességét, míg a túlzott hő az oldat gyors elpárolgásához és a berendezés korróziójához vezethet. Folyamatosan gondoskodik a megfelelő keverésről és levegőztetésről az érc és a cianidoldat egyenletes keveredésének biztosítására, elősegítve az arany hatékony oldódását.

C. Csapadékszakasz

A kilúgozási folyamat után az arany most oldható arany-cianid komplexek formájában van az oldatban. Az arany kinyeréséhez kicsapási szakaszt hajtanak végre. Ez általában azt jelenti, hogy az oldathoz cinkport vagy aktív szenet adnak. Cinkpor használatakor kiszorítási reakció megy végbe. A cink reaktívabb, mint az arany, és kiszorítja az aranyat az arany-cianid komplexből. A kémiai reakciót a következőképpen fejezhetjük ki: 2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na2[Zn(CN)XNUMX] + XNUMXAu. Az aranyatomok ezután fémes formájukba redukálódnak, és kicsapódnak az oldatból. Ha aktív szenet használnak, akkor annak nagy felülete és adszorpciós tulajdonságai lépnek életbe. Az arany-cianid komplexek adszorbeálódnak az aktív szén felületén, hatékonyan elválasztva az aranyat az oldattól. A betöltött aktív szenet ezután tovább dolgozzák fel az adszorbeált arany kinyerésére. Amint a kicsapás befejeződött, a kapott szuszpenziót szűrik vagy centrifugálják, hogy a szilárd aranycsapadékot elválasztsák a maradék folyadéktól, amely cianidmaradványt és egyéb szennyeződéseket tartalmazhat.

D. Finomítási folyamat

A kicsapási szakaszból nyert arany még tartalmaz néhány szennyeződést, és finomításra szorul, hogy elérje a piacon megkövetelt nagy tisztaságot. A finomítási folyamat jellemzően olvasztással kezdődik, ahol az aranycsapadékot egy kemencében magas hőmérsékletre hevítik. Ez megolvasztja az aranyat, lehetővé téve, hogy a sűrűbb szennyeződések lesüllyedjenek az aljára, miközben az olvadt arany lefölözhető vagy formákba önthető. Ezt követően elektrolízist alkalmazhatunk további tisztításhoz. Egy elektrolitikus cellában a szennyezett aranyból anódot készítenek, és egy vékony tiszta aranylemez katódként szolgál. Amikor elektromos áram halad át a cellán, az aranyionok az anódról a katód felé vándorolnak, és tiszta aranyként rakódnak le, hátrahagyva az anódon a maradék szennyeződéseket. Ezekkel a finomítási lépésekkel az arany akár 99.99%-os tisztasági szintet is elérhet, amely megfelel a különféle ipari, ékszergyártási és befektetési alkalmazások szabványainak.

IV. Biztonsági és környezetvédelmi megfontolások alkalmazásai

A. A munkavállalók biztonsága

Tekintettel a nátrium-cianid rendkívüli toxicitására, a munkavállalók biztonságának biztosítása kiemelten fontos. A nátrium-cianidot használó aranybányászati ​​folyamatban részt vevő munkavállalókat átfogó biztonsági képzésben kell részesíteni. Jól ismerniük kell a vegyszer kezelését, meg kell érteniük annak lehetséges veszélyeit, és ismerniük kell a helyes vészhelyzeti eljárásokat. Az egyéni védőfelszerelés (PPE) nem alku tárgya. A dolgozóknak át nem eresztő kesztyűt kell viselniük a bőrrel való érintkezés megelőzése érdekében, védőszemüveget a szemük védelmére, és légzőkészüléket, hogy elkerüljék a potenciálisan felszabaduló cianidgáz belélegzését. Ezenkívül szigorú biztonsági protokollokat kell bevezetni. Például a munkaterületeket jól szellőztetni kell, hogy minimálisra csökkentsük a levegőben szálló cianid koncentrációját. A véletlen lenyelés elkerülése érdekében a munkavállalóknak meg kell tiltani az étkezést, az ivást vagy a dohányzást olyan helyeken, ahol nátrium-cianid van jelen. A rendszeres orvosi ellenőrzéseket kötelezővé kell tenni a munkavállalók egészségi állapotának figyelemmel kísérése érdekében, különösen a vegyszert közvetlenül kezelő munkavállalók egészségi állapotának figyelemmel kísérése érdekében, a cianidexpozíció korai jeleinek észlelése érdekében.

B. Környezeti hatás

A nátrium-cianid aranybányászatban való felhasználása szintén jelentős környezetvédelmi aggályokat vet fel. Az aranykitermelési folyamat után a maradék hulladék anyagok, ún Ciános zagy, maradék cianidot tartalmaznak. Ha nem kezelik megfelelően, ezek a zagyok súlyos veszélyt jelenthetnek a környezetre. A cianid beszivároghat a talajba és a talajvízbe, szennyezheti a vízforrásokat és károsíthatja a vízi élővilágot. A felszíni vizekben már kis mennyiségű cianid is megzavarhatja az ökológiai egyensúlyt, ami halpusztuláshoz és a biológiai sokféleségre gyakorolt ​​egyéb negatív hatásokhoz vezethet. E környezeti kockázatok mérséklése érdekében a bányavállalatoknak szilárd környezetirányítási stratégiákat kell végrehajtaniuk. Az egyik megközelítés a cianidos zagy kezelése a cianidtartalom biztonságos szintre való csökkentése érdekében. Ez magában foglalhat kémiai kezelési eljárásokat, például oxidációs vagy kicsapási módszereket, amelyek a mérgező cianidot kevésbé káros vegyületekké alakítják. Egy másik fontos intézkedés a kezelt zagy megfelelő ártalmatlanítása és elszigetelése. A megfelelő béléssel ellátott biztonságos hulladéklerakók vagy zagytározók megakadályozhatják a megmaradt szennyeződések kiszivárgását a környezetbe. Ezenkívül a környező környezet folyamatos monitorozása, beleértve a vízminőséget és a talajviszonyokat, elengedhetetlen az esetleges környezeti károk korai észleléséhez és a korrekciós intézkedések azonnali megtételéhez.

V. Következtetés

A nátrium-cianid tagadhatatlanul kulcsfontosságú vegyi anyag a modern aranybányászatban, amely lehetővé teszi az arany kinyerését alacsony aranytartalmú ércekből. Ez volt az arany alapköve Bányaipar évtizedek óta megkönnyíti az arany előállítását, amely különféle iparágakat táplál, az ékszergyártástól a csúcstechnológiai alkalmazásokig. Használata azonban a legnagyobb figyelmet igényli a biztonságra és a környezetvédelemre. A bányászati ​​cégeknek be kell ruházniuk a legmodernebb biztonsági berendezésekbe, átfogó képzést kell biztosítaniuk a dolgozóknak, és szigorú biztonsági protokollokat kell bevezetniük az életek védelme érdekében. Ezzel párhuzamosan erkölcsi és jogi kötelezettségük a környezeti hatások kezelése, a cianidos zagy felelős kezelése és az ökoszisztéma monitorozása a hosszú távú károk megelőzése érdekében. A technológia fejlődésével a nátrium-cianid biztonságosabb és környezetbarátabb alternatíváira irányuló kutatást folytatni kell. Csak a hatékony aranykitermelés, a munkavállalók biztonsága és a környezetvédelem közötti egyensúly megteremtésével tud az aranybányászat fenntarthatóan virágozni a jövőben.