Քլորացման գործընթացը ցիանիդային ոսկու նստվածքի մշակման համար

ներածություն

Ոսկու արդյունահանման ոլորտում, ցիանիդ ոսկու նստվածք ցիանացման գործընթացում առաջացած կողմնակի արտադրանք է: Այս տիղմը պարունակում է ոչ միայն արժեքավոր մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին և արծաթը, այլ նաև այնպիսի վնասակար նյութեր, ինչպիսիք են ցիանիդ. Ցիանիդային ոսկու նստվածքի մշակումը չափազանց կարևոր է ինչպես ռեսուրսների վերականգնման, այնպես էլ շրջակա միջավայրի պաշտպանության համար: Քլորացման գործընթացը հայտնվել է որպես այս տիղմի բուժման արդյունավետ մեթոդ՝ առաջարկելով արժեքավոր մետաղները առանձնացնելու և ցիանիդ պարունակող նյութերը թունավորելու միջոց:

Քլորացման գործընթացի սկզբունքները

Օքսիդացում և ընտրովի տարրալուծում

  քլորացման գործընթաց օգտվում է որոշակի միջավայրում մետաղների օքսիդացման-նվազեցման տարբեր ներուժից: Ցիանիդային ոսկու նստվածքի մշակման համատեքստում, երբ ավելացվում է քլորացնող նյութ (օրինակ՝ նատրիումի քլորատը թթվային միջավայրում), ավելի ցածր օքսիդացման՝ վերականգնող պոտենցիալ ունեցող մետաղները, ինչպիսիք են ցինկը, երկաթը, կապարը և պղինձը, գերադասելիորեն օքսիդացվում և լուծվում են լուծույթում: Օրինակ՝ աղաթթվային միջավայրում ոսկու նստվածքի մեջ պարունակվող մետաղները փոխազդում են լուծույթի հետ։ Հետագայում, երբ ավելացվում է նատրիումի քլորատ, այն մեծացնում է լուծույթի ներուժը՝ թույլ տալով, որ պղնձը և այլ կեղտերը, որոնք անլուծելի են աղաթթվի մեջ, լիովին օքսիդացվեն և լուծվեն: Ճշգրիտ վերահսկելով լուծման ներուժը, թանկարժեք մետաղները, ինչպիսիք են արծաթը և ոսկին, կարող են մնալ մնացորդի մեջ:

Ցիանիդի ոչնչացում

Ոսկու տիղմում պարունակվող ցիանիդը խիստ թունավոր է: Քլորացումը կարող է նաև դեր խաղալ ցիանիդի ոչնչացման գործում: Ալկալային միջավայրում, երբ քլորի վրա հիմնված օքսիդանտ (օրինակ՝ քլորի գազ, նատրիումի հիպոքլորիտ և այլն) ավելացվում է, ցիանիդը սկզբում օքսիդացվում է ցիանատի, այնուհետև՝ ածխածնի երկօքսիդի և ազոտի: Ընդհանուր ռեակցիայի մեխանիզմը հետևյալն է. Ալկալային լուծույթի առկայության դեպքում ավելացված քլոր պարունակող օքսիդանտը առաջացնում է այնպիսի տեսակներ, ինչպիսիք են OCl⁻: Ցիանիդը (CN-) փոխազդում է OCl-ի հետ և մի շարք օքսիդացման ռեակցիաների միջոցով այն վերածվում է ավելի քիչ վնասակար նյութերի։

Քլորացման գործընթացի կիրառման քայլերը ցիանիդային ոսկու նստվածքի մշակման ժամանակ

Նախասրտություն

Նախքան քլորացման գործընթացը, ցիանիդային ոսկու նստվածքը սովորաբար նախնական մշակման կարիք ունի: Սա կարող է ներառել այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են մանրացումը՝ տիղմի մասնիկների չափը նվազեցնելու համար, ինչը կարող է մեծացնել տիղմի և քլորացնող նյութի միջև շփման տարածքը՝ դրանով իսկ բարելավելով ռեակցիայի արդյունավետությունը: Բացի այդ, եթե տիղմը պարունակում է մեծ քանակությամբ կեղտեր, որոնք կարող են խանգարել քլորացման ռեակցիային, ինչպիսիք են որոշ մետաղների օքսիդների կամ սուլֆիդների ավելցուկային քանակությունը, այդ խանգարող նյութերը հեռացնելու համար կարող է իրականացվել նախնական տարրալվացում համապատասխան ռեագենտներով:

Քլորացման ռեակցիա

1.Առաջին փուլ քլորացում (աղտոտման հեռացում)

• Քլորացման ռեակցիայի առաջին փուլում հիմնական նպատակը ցիանիդային ոսկու նստվածքից բազային մետաղների հեռացումն է: Տիղմը տեղադրվում է ռեակցիոն անոթում՝ համապատասխան թթվային միջավայրով (սովորաբար աղաթթու): Այնուհետև աստիճանաբար ավելացվում է քլորացնող նյութ, ինչպիսին է նատրիումի քլորատը: Ռեակցիայի ջերմաստիճանը, թթվայնությունը և քլորացնող նյութի ավելացման արագությունը պետք է ուշադիր վերահսկվեն: Օրինակ, ռեակցիայի ջերմաստիճանը կարող է պահպանվել որոշակի միջակայքում, սովորաբար մոտ 40-60 °C, իսկ աղաթթվի լուծույթի թթվայնությունը ճշգրտվում է համապատասխան կոնցենտրացիայի, սովորաբար մոտ 1-3 մոլ/լ:

• Այս գործընթացի ընթացքում վերահսկվում է ռեակցիայի համակարգի օքսիդացում-նվազեցման ներուժը: Երբ պոտենցիալը հասնում է որոշակի տիրույթի (օրինակ, որոշ բազային մետաղների հեռացման համար ներուժը կարող է վերահսկվել 400-450 մՎ-ի միջև), բազային մետաղները, ինչպիսիք են ցինկը, երկաթը և պղնձի մի մասը, օքսիդացվում և լուծվում են լուծույթի մեջ: Ռեակցիայի ժամանակը տատանվում է կախված տիղմի բաղադրությունից և մասնիկների չափից, ընդհանուր առմամբ տատանվում է 2-4 ժամվա ընթացքում:

2. Երկրորդ՝ քլորացման փուլ (ոսկու և արծաթի տարանջատում)

• Աղտոտման հեռացման առաջին փուլից հետո մնացորդը հիմնականում պարունակում է ոսկի, արծաթ և որոշ մնացորդային կեղտեր: Քլորացման երկրորդ փուլում պայմանները կարգավորվում են ոսկին կամ արծաթը ընտրողաբար լուծարելու համար: Եթե ​​նպատակը ոսկին լուծարելն է, ռեակցիայի պայմանները ճշգրտվում են օքսիդացում-նվազեցման ներուժը մեծացնելու համար: Օրինակ, ավելացնելով ավելի շատ նատրիումի քլորատ և պատշաճ կերպով կարգավորելով թթվայնությունը և ջերմաստիճանը, պոտենցիալը կարող է մեծացվել մինչև այն սահմանը, որտեղ ոսկին կարող է օքսիդացվել և լուծվել (սովորաբար մոտ 1000 - 1050 մՎ):

• Երբ ռեակցիան ընթանում է, ոսկին լուծույթում վերածվում է լուծելի ոսկու քլորիդային համալիրների: Արծաթը որոշակի պայմաններում կարող է առաջացնել չլուծվող արծաթի քլորիդ և մնալ մնացորդի մեջ: Այս փուլի արձագանքման ժամանակը կարող է լինել մոտ 0.5-1 ժամ՝ կախված տիղմի մեջ ոսկու քանակից:

Մետաղների վերականգնում

1. Ոսկու վերականգնում

• Այն բանից հետո, երբ ոսկին լուծվում է լուծույթում որպես ոսկու քլորիդային համալիրներ, այն կարող է վերականգնվել ռեդուկցիայի միջոցով: Կարող են օգտագործվել վերականգնող նյութեր, ինչպիսիք են նատրիումի սուլֆիտը, օքսալաթթուն կամ հիդրազինը: Նատրիումի սուլֆիտը որպես վերականգնող նյութ օգտագործելիս լուծույթը ճշգրտվում է համապատասխան pH արժեքի (սովորաբար մոտ 1-2), այնուհետև նատրիումի սուլֆիտը ավելացվում է աստիճանաբար: Նատրիումի սուլֆիտի կողմից ոսկու քլորիդային կոմպլեքսների վերացման ռեակցիայի հավասարումը հետևյալն է՝ 3H3O + 2Na3SO8+2HAuClXNUMX = XNUMXNaXNUMXSOXNUMX + XNUMXHCl + XNUMXAu:

• Կրճատման գործընթացը վերահսկվում է նաև լուծույթի օքսիդացում-նվազեցման ներուժի չափման միջոցով: Կրճատման վերջնակետը կարող է որոշվել, երբ պոտենցիալը հասնում է որոշակի արժեքի (օրինակ, նատրիումի սուլֆիտի օգտագործմամբ նվազեցման առաջին փուլի համար վերջնակետի պոտենցիալը կարող է լինել մոտ 590-730 մՎ): Տեղացած ոսկին այնուհետև ֆիլտրում են, լվանում և չորացնում՝ մաքուր ոսկուց արտադրանք ստանալու համար:

2.Արծաթի վերականգնում

• Եթե ​​քլորացման երկրորդ փուլից հետո արծաթը մնաց մնացորդի մեջ, այն կարող է հետագայում վերամշակվել՝ արծաթը վերականգնելու համար: Ընդհանուր մեթոդներից մեկն այն է, որ մնացորդը մշակվի արծաթը լուծարելու համար համապատասխան ռեագենտով, օրինակ՝ ազոտաթթվի օգտագործումը արծաթի քլորիդը լուծելու համար՝ արծաթի նիտրատի լուծույթ ձևավորելու համար: Այնուհետև արծաթը կարող է վերականգնվել արծաթի նիտրատի լուծույթից այնպիսի մեթոդներով, ինչպիսիք են էլեկտրոլիզը կամ վերականգնումը համապատասխան վերականգնող նյութով:

Ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի մաքրում

Ցիանիդային ոսկու տիղմի քլորացման գործընթացում առաջացած կեղտաջրերը պարունակում են մնացորդային ցիանիդ: Բնապահպանական արտանետման չափանիշներին համապատասխանելու համար այս կեղտաջրերը պետք է մաքրվեն: Ալկալային քլորացումը տարածված մեթոդ է այս տեսակի կեղտաջրերի մաքրման համար: Ալկալային միջավայրում (pH > 10) կեղտաջրերին ավելացվում է քլորի վրա հիմնված օքսիդանտ: Կեղտաջրերի ցիանիդը սկզբում օքսիդացվում է ցիանատի, այնուհետև օքսիդացվում է ոչ թունավոր ածխածնի երկօքսիդի և ազոտի: Ռեակցիան իրականացվում է պատշաճ խառնման և ռեակցիայի ժամանակի պայմաններում՝ ապահովելու ցիանիդի ամբողջական օքսիդացում:

Քլորացման գործընթացի առավելությունները

Մետաղների վերականգնման բարձր մակարդակ

Քլորացման գործընթացը կարող է հասնել արժեքավոր մետաղների վերականգնման բարձր մակարդակի ցիանիդ ոսկու նստվածքում: Ճշգրիտ վերահսկելով ռեակցիայի պայմանները և օքսիդացում-նվազեցման ներուժը, հնարավոր է ընտրողաբար լուծարել և վերականգնել ոսկին և արծաթը՝ միաժամանակ արդյունավետորեն հեռացնելով հիմնական մետաղների կեղտերը: Օրինակ, լավ օպտիմիզացված գործընթացներում ոսկու կորզման մակարդակը կարող է հասնել ավելի քան 95%-ի, իսկ արծաթի վերականգնման գործակիցը կարող է լինել նաև համեմատաբար բարձր՝ կախված տիղմի սկզբնական կազմից:

Արդյունավետ ցիանիդի ոչնչացում

Ինչպես նշվեց վերևում, քլորացման գործընթացը կարող է արդյունավետորեն ոչնչացնել ոսկու նստվածքի բարձր թունավոր ցիանիդը: Սա մեծ նշանակություն ունի շրջակա միջավայրի պաշտպանության համար, քանի որ այն կարող է կանխել ցիանիդի արտանետումը շրջակա միջավայր՝ նվազեցնելով մարդկանց առողջությանը և էկոլոգիական միջավայրին հնարավոր վնասը:

Հարմարվողականություն տիղմի տարբեր բաղադրություններին

Քլորացման գործընթացը լավ հարմարվողականություն է ցույց տալիս տարբեր բաղադրությամբ ցիանիդային ոսկու նստվածքներին: Անկախ նրանից, թե տիղմը ունի ոսկու, արծաթի և տարբեր հիմնական մետաղների բարձր կամ ցածր պարունակություն, արդյունավետ բուժման հասնելու համար կարող են իրականացվել ռեակցիայի պայմանների համապատասխան ճշգրտում, ինչպիսիք են քլորացնող նյութի տեսակը և քանակը, ռեակցիայի ջերմաստիճանը, թթվայնությունը և օքսիդացման նվազեցման ներուժը:

Մարտահրավերներ և լուծումներ քլորացման գործընթացում

Սարքավորումների կոռոզիա

Քլորացման գործընթացում թթվային և օքսիդացնող միջավայրը կարող է առաջացնել սարքավորումների ուժեղ կոռոզիա: Օքսիդանտներ և թթվային միջավայրեր պարունակող քլորի օգտագործումը, հատկապես աղաթթուն, կարող է կոռոզիայի ենթարկել ռեակցիայի անոթները, խողովակաշարերը և այլ սարքավորումներ: Այս խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ է ընտրել կոռոզիոն դիմացկուն նյութեր: Օրինակ, ռեակցիայի անոթները կարող են պատրաստվել այնպիսի նյութերից, ինչպիսիք են բարձրորակ չժանգոտվող պողպատը, տիտանի համաձուլվածքները կամ երեսպատված կոռոզիոն դիմացկուն նյութերով, ինչպիսիք են ռետինը կամ գրաֆիտը: Սարքավորումների կանոնավոր ստուգումն ու սպասարկումն անհրաժեշտ են նաև կոռոզիայի հետ կապված խնդիրները ժամանակին հայտնաբերելու և վերանորոգելու համար:

Թունավոր ենթամթերքների արտադրություն

Քլորացման գործընթացում, հատկապես ցիանիդ պարունակող նյութերի մշակման ժամանակ, առկա է թունավոր կողմնակի արտադրանքի առաջացման վտանգ: Օրինակ, երբ ցիանիդը օքսիդանում է, կարող է առաջանալ ցիանոգենի քլորիդ, որը թունավոր է։ Այս խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ է խստորեն վերահսկել համապատասխան ռեակցիայի պայմանները: Ցիանիդային օքսիդացման դեպքում ալկալային միջավայրի պահպանումը կարող է կանխել ցիանոգենի քլորիդի առաջացումը։ Բացի այդ, արտադրական տարածքում պետք է տեղադրվեն համապատասխան օդափոխման և գազի մաքրման համակարգեր՝ թունավոր գազերի կուտակումից խուսափելու համար:

Բարձր էներգիայի և ռեագենտների սպառում

Քլորացման գործընթացը հաճախ պահանջում է որոշակի քանակությամբ էներգիա սարքավորումների ջեռուցման, խառնման և շահագործման համար: Բացի այդ, քլորացնող նյութերի և այլ ռեակտիվների օգտագործումը նույնպես ծախսեր է առաջացնում: Էներգիայի և ռեակտիվների սպառումը նվազեցնելու համար կարող է իրականացվել գործընթացի օպտիմալացում: Օրինակ՝ ռեակցիայի արդյունավետության բարելավման միջոցով՝ օպտիմալացնելով ռեակցիայի պայմանները, նվազեցնելով անհարկի տաքացման և խառնման ժամանակները և բարելավելով ռեագենտների օգտագործման արագությունը՝ ավելի լավ գործընթացի նախագծման և վերահսկման միջոցով:

Եզրափակում

Քլորացման գործընթացը խոստումնալից մեթոդ է ցիանիդային ոսկու նստվածքի մշակման համար: Այն համատեղում է արժեքավոր մետաղների վերականգնումը և ցիանիդ պարունակող նյութերի դետոքսիկացումը: Թեև դրա կիրառման մեջ կան որոշ մարտահրավերներ, տեխնոլոգիաների շարունակական կատարելագործմամբ և համապատասխան լուծումների ընդունմամբ, քլորացման գործընթացը կարող է ավելի ու ավելի կարևոր դեր խաղալ ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ՝ նպաստելով ինչպես տնտեսական օգուտներին, այնպես էլ շրջակա միջավայրի պաշտպանությանը: