Նատրիումի ցիանիդի տարրալվացում ոսկու արդյունահանման մեջ

ներածություն

Ոսկու գրավչությունը և ցիանիդով տարրալվացման դերը

Ոսկին հազարամյակներ շարունակ գերել է մարդկությանը, նրա փայլն ու հազվադեպությունը դարձնելով այն հարստության, ուժի և գեղեցկության խորհրդանիշ մշակույթներում: Հին Եգիպտոսի ոսկու ճոխ արտեֆակտներից մինչև կենտրոնական բանկերի կողմից պահվող ժամանակակից ոսկու պաշարները, ոսկու նշանակությունը համաշխարհային տնտեսության և մշակույթի մեջ անհերքելի է: Այն ծառայում է որպես արժեքի պահեստ, տնտեսական անորոշություններից պաշտպանիչ և ոսկերչության, էլեկտրոնիկայի և օդատիեզերական արդյունաբերության հիմնական բաղադրիչ:

Ոսկու արդյունահանման ոլորտում ցիանիդային լվացումը դարձել է արդյունահանման գերիշխող մեթոդ: 19-րդ դարի վերջին արդյունաբերական կիրառումից ի վեր, ցիանիդային լվացումը հեղափոխություն է մտցրել ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ՝ հնարավորություն տալով ոսկի արդյունահանել ցածր պարունակության հանքաքարերից, որոնք նախկինում ոչ տնտեսապես շահավետ էին վերամշակելու համար: Այս մեթոդը օգտագործում է ցիանիդի եզակի քիմիական հատկությունները՝ հանքաքարից ոսկին լուծելու համար՝ առաջացնելով լուծելի ոսկու ցիանիդային համալիրներ, որոնք կարող են հեշտությամբ բաժանվել և զտվել:

Քիմիան ցիանիդով տարրալվացման հետևում

Ցիանիդի ռեակտիվությունը ոսկու հետ

Ցիանիդային լվացման գործընթացը կախված է ցիանիդային իոնների և ոսկու միջև առկա յուրահատուկ քիմիական ռեակտիվությունից։ Երբ նատրիումի ցիանիդը (NaCN) լուծվում է ջրում, այն դիսոցվում է նատրիումի իոնների (Na⁺) և ցիանիդային իոնների (CN⁻): Այս ցիանիդային իոնները խիստ ռեակտիվ են ոսկու նկատմամբ, և թթվածնի առկայության դեպքում դրանք սկսում են բարդ քիմիական ռեակցիա։

Ոսկու, նատրիումի ցիանիդի , թթվածնի և ջրի միջև ռեակցիայի քիմիական հավասարումը հետևյալն է.

4Au + 8NaCN + O2 + 4H4O → XNUMXNa[Au(CN)XNUMX] + XNUMXNaOH

Այս ռեակցիայի ժամանակ հանքաքարի ոսկու ատոմները փոխազդում են ցիանիդի իոնների հետ՝ ձևավորելով լուծվող բարդ՝ նատրիումի դիցիանոաուրատ (Na[Au(CN)2]): Լուծույթում առկա թթվածինը գործում է որպես օքսիդացնող նյութ՝ հեշտացնելով ռեակցիան՝ ապահովելով անհրաժեշտ էլեկտրոնները ոսկի-ցիանիդ համալիրի ձևավորման համար: Ջրի մոլեկուլները նույնպես դեր են խաղում ռեակցիայի մեջ՝ մասնակցելով կոմպլեքսի և կողմնակի արտադրանքի՝ նատրիումի հիդրօքսիդի (NaOH) ձևավորմանը։

Այս ռեակցիան օքսիդա-վերականգնման գործընթաց է։ Ոսկին իր տարրական վիճակից (Au⁰) օքսիդանում է մինչև +1 օքսիդացման վիճակ [Au(CN)₂]⁻ կոմպլեքսում, մինչդեռ թթվածինը վերականգնվում է։ Լուծվող ոսկի-ցիանիդ կոմպլեքսի առաջացումը կարևոր է, քանի որ այն թույլ է տալիս ոսկուն, որը սկզբում գտնվում էր հանքաքարի մեջ պինդ, անլուծելի վիճակում, լուծարվել լուծույթի մեջ։ Այս լուծված ոսկին այնուհետև կարող է առանձնացվել հանքաքարի մնացած բաղադրիչներից հետագա մշակման փուլերի միջոցով, ինչպիսիք են ակտիվացված ածխածնի վրա ադսորբցիան ​​կամ ցինկի փոշու միջոցով նստեցումը։

Ինչու՞ ցիանիդ: Նատրիումի ցիանիդի եզակի հատկությունները

Նատրիումի ցիանիդն ունի մի քանի հատկություններ, որոնք այն դարձնում են հանքարդյունաբերության մեջ ոսկու տարրալվացման նախընտրելի ռեագենտ.

1. Ոսկու բարձր ընտրողականություն. Ցիանիդային իոնները ունեն ոսկին ընտրողականորեն լուծելու ուշագրավ ունակություն ոսկի պարունակող հանքաքարերում հաճախ հանդիպող շատ այլ միներալների առկայության դեպքում: Այս ընտրողականությունը կարևոր է, քանի որ այն թույլ է տալիս ոսկի արդյունահանել ցածր պարունակության հանքաքարերից, որտեղ ոսկին հաճախ խառնվում է մեծ քանակությամբ գանգե միներալների հետ: Օրինակ՝ քվարց, դաշտային սպաթ և այլ ոչ արժեքավոր միներալներ պարունակող հանքաքարում ցիանիդը նախընտրելիորեն կփոխազդի ոսկու հետ, թողնելով գանգե միներալների մեծ մասը չփոխազդող և հեշտությամբ անջատվող ոսկի պարունակող լուծույթից:

2. Բարձր լուծելիություն ջրում. Նատրիումի ցիանիդը լավ լուծելի է ջրում, ինչը կարևոր է դրա կիրառման համար լվացման գործընթացներում: Բարձր լուծելիությունը ապահովում է, որ ցիանիդային իոնները կարողանան արագորեն ցրվել հանքաքարի խառնուրդի մեջ՝ առավելագույնի հասցնելով ցիանիդի և ոսկու մասնիկների միջև շփումը: Այս արագ ցրումը հանգեցնում է ռեակցիայի ավելի արագ տեմպերի և ոսկու վերականգնման ավելի բարձր տեմպերի: Օրինակ, սենյակային ջերմաստիճանում նատրիումի ցիանիդի զգալի քանակությունը կարող է լուծվել ջրում, ապահովելով ռեակտիվ ցիանիդային իոնների բարձր կոնցենտրացիա լվացման լուծույթում:

3. Հարաբերական ծախսարդյունավետություն. Ոսկու արդյունահանման համար հնարավոր օգտագործվող որոշ այլընտրանքային ռեակտիվների համեմատ, նատրիումի ցիանիդը համեմատաբար էժան է: Այս ծախսարդյունավետությունը ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ դրա լայնորեն կիրառման հիմնական գործոնն է, հատկապես խոշորածավալ գործողությունների դեպքում: Հանքագործները կարող են մեծ քանակությամբ նատրիումի ցիանիդ ստանալ մատչելի գնով, ինչը օգնում է ոսկու արդյունահանման ընդհանուր արժեքը պահել տնտեսապես կենսունակ սահմաններում:

4. Կայունությունը ալկալային լուծույթներում. Ցիանիդը կայուն է ալկալային լուծույթներում, ինչը առավելություն է լվացման գործընթացում: Լվացքի լուծույթը բարձր pH-ի վրա պահելով (սովորաբար մոտ 10-11), կարելի է նվազագույնի հասցնել ցիանիդի քայքայումը ջրածնի ցիանիդի (HCN), որը խիստ թունավոր և ցնդող գազ է: Այս կայունությունը ապահովում է, որ ցիանիդը մնա իր ռեակտիվ տեսքով երկար ժամանակ, ինչը թույլ է տալիս ոսկու արդյունավետ լուծարում: Լվացքի լուծույթին հաճախ ավելացվում է կիր՝ ալկալային միջավայրը պահպանելու և ցիանիդի կայունությունը բարձրացնելու համար:

Ոսկու հանքերում ցիանիդային տարրալվացման քայլ առ քայլ գործընթացը

Նախամշակում. ջախջախում և մանրացում

Նախքան ցիանիդային տարրալվացման գործընթացը սկսելը, ոսկի կրող հանքաքարն անցնում է նախնական մշակման կարևոր փուլ: Այս փուլի առաջին քայլը ջախջախումն է, որն էական նշանակություն ունի մեծ չափերի հանքաքարի կտորները փոքր կտորների վերածելու համար: Սա սովորաբար ձեռք է բերվում մի շարք ջարդիչների միջոցով, ինչպիսիք են ծնոտի ջարդիչները, կոնի ջարդիչները և պտտվող ջարդիչները: Ծնոտի ջարդիչը, օրինակ, ունի պարզ կառուցվածք և բարձր ջարդման գործակից: Այն կարող է մշակել մեծ չափերի հանքաքարեր և սկզբում դրանք կոտրել փոքր բեկորների:

Մանրացումից հետո հանքաքարն այնուհետև ենթարկվում է մանրացման: Հղկումն իրականացվում է հանքաքարի մասնիկների չափը հետագայում նվազեցնելու համար, սովորաբար գնդիկավոր կամ ձողային աղացքում: Գնդիկավոր գործարանում պողպատե գնդիկներն օգտագործվում են հանքաքարը մանրացնելու համար: Երբ ջրաղացը պտտվում է, գնդիկները կասկվում են ներքև՝ ազդելով և մանրացնելով հանքաքարի մասնիկները: Այս գործընթացը շատ կարևոր է, քանի որ այն մեծացնում է հանքաքարի մակերեսը: Ավելի մեծ մակերեսը նշանակում է, որ տարրալվացման փուլում ոսկի պարունակող մասնիկների և ցիանիդի լուծույթի միջև ավելի շատ շփում կա հանքաքարի ներսում:

Օրինակ, եթե հանքաքարը պատշաճ կերպով մանրացված և մանրացված չէ, ոսկու մասնիկները կարող են թակարդվել հանքաքարի մեծ կտորների մեջ: Այնուհետև ցիանիդի լուծույթը դժվարությամբ կհասնի այս ոսկու մասնիկներին, ինչը կհանգեցնի արդյունահանման ավելի ցածր արագության: Հանքաքարը մանրացնելու միջոցով վերածելով մանր փոշու՝ ոսկին ավելի հասանելի է դառնում ցիանիդային իոնների համար՝ բարձրացնելով տարրալվացման գործընթացի արդյունավետությունը:

Լեյչինգի փուլ. խառնված տարալվացում ընդդեմ կույտային տարրալվացման

Հանքաքարը պատշաճ կերպով պատրաստվելուց հետո սկսվում է տարրալվացման փուլը, և կան երկու հիմնական եղանակներ՝ խառնված տարրալվացում և կույտային տարրալվացում:

Խառնված տարալցում

Խառնված տարրալվացման ժամանակ մանր աղացած հանքաքարը խառնվում է ցիանիդի լուծույթի հետ մեծ տանկի մեջ, որը հաճախ կոչվում է տարրալվացման բաք կամ խառնիչ տանկ: Խառնուրդը շարունակաբար խառնելու համար օգտագործվում են մեխանիկական խառնիչներ, ինչպիսիք են շարժիչները: Այս մշտական ​​աժիոտաժը ծառայում է մի քանի կարևոր նպատակների. Նախ, այն ապահովում է, որ ցիանիդի լուծույթը հավասարաչափ բաշխված է հանքաքարի վրա: Այս հավասարաչափ բաշխումը շատ կարևոր է, քանի որ այն թույլ է տալիս ոսկի կրող բոլոր մասնիկներին ցիանիդ իոնների հետ արձագանքելու հավասար հնարավորություններ ունենալ: Երկրորդ, ակտիվացումը օգնում է հանքաքարի մասնիկները կասեցված վիճակում պահել՝ թույլ չտալով նրանց նստել տանկի հատակին: Սա կարևոր է, քանի որ եթե մասնիկները նստում են, ոսկու և ցիանիդի միջև ռեակցիան կարող է արգելակվել:

Խառնված տարրալվացումը հաճախ նախընտրելի է ավելի բարձր կարգի հանքաքարերի համար կամ երբ պահանջվում է համեմատաբար կարճ ժամանակահատվածում վերականգնման բարձր մակարդակ: Այն նաև հարմար է հանքաքարերի համար, որոնք ավելի դժվար է տարրալվացնել, քանի որ խառնումը կարող է ուժեղացնել շփումը հանքաքարի և ցիանիդի լուծույթի միջև: Այնուամենայնիվ, խառնված տարրալվացումը պահանջում է ավելի շատ էներգիա՝ խառնիչների շարունակական աշխատանքի շնորհիվ: Այն նաև ունի համեմատաբար բարձր կապիտալ ծախսեր, քանի որ պահանջում է լայնածավալ սարքավորումներ և ցիանիդային լուծույթի զգալի քանակություն:

Կույտային տարրալվացում

Մյուս կողմից, կույտային տարրալվացումը առավել ծախսարդյունավետ մեթոդ է, հատկապես ցածր կարգի հանքաքարերի համար: Այս գործընթացում մանրացված հանքաքարը կուտակվում է մեծ կույտերի մեջ, սովորաբար անթափանց ծածկույթի վրա՝ կանխելու ցիանիդի լուծույթի արտահոսքը: Այնուհետև ցիանիդի լուծույթը ցողում կամ կաթում են հանքաքարի կույտի վերին մասում: Երբ լուծումը թափանցում է կույտի միջով, այն փոխազդում է հանքաքարի ոսկու հետ՝ լուծարելով այն և ձևավորելով ոսկի-ցիանիդային համալիր: Տարրալվացումը, որը պարունակում է լուծված ոսկի, այնուհետև արտահոսում է կույտի հատակը և հավաքվում լճակում կամ բաքում՝ հետագա մշակման համար:

Կույտային տարրալվացումն ավելի հարմար տարբերակ է ցածր կարգի հանքաքարերով լայնածավալ գործառնությունների համար, քանի որ այն պահանջում է ավելի քիչ կապիտալ ներդրումներ սարքավորումներում՝ համեմատած խառնված տարրալվացման հետ: Այն նաև ունի էներգիայի ավելի ցածր պահանջներ, քանի որ շարունակական ակտիվացման կարիք չկա: Այնուամենայնիվ, կույտային տարրալվացումը ավելի երկար տարրալվացման ժամանակ ունի՝ համեմատած խառնված տարրալվացման հետ, և վերականգնման արագությունը կարող է մի փոքր ավելի ցածր լինել: Կույտային տարրալվացման հաջողությունը կախված է նաև այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են հանքաքարի կույտի թափանցելիությունը: Եթե ​​կույտը պատշաճ կերպով չի կառուցված, և հանքաքարի մասնիկները չափազանց ամուր են փաթեթավորված, ցիանիդի լուծույթը կարող է չկարողանալ հավասարաչափ ներթափանցել, ինչը կհանգեցնի անհավասար տարրալվացման և ոսկու կորստի ավելի ցածր մակարդակի:

Հետ տարրալվացման մշակում. ոսկու վերականգնում լուծույթից

Այն բանից հետո, երբ տարրալվացման փուլում ոսկին լուծարվել է ցիանիդի լուծույթում, հաջորդ քայլը ոսկին վերականգնելն է այս լուծույթից: Այս նպատակով սովորաբար օգտագործվում են մի քանի մեթոդներ, որոնցից երկուսը առավել տարածված են ակտիվացված ածխածնի կլանումը և ցինկի փոշու ցեմենտացումը:

Ակտիվացված ածխածնի կլանումը

Ակտիվացված ածխածինը ունի մեծ մակերես և բարձր մերձեցում ոսկի-ցիանիդային համալիրների նկատմամբ: Ակտիվացված ածխածնի կլանման գործընթացում, որը նաև հայտնի է որպես ածխածնի միջուկով (CIP) կամ ածխածնի մեջ տարրալվացման (CIL) գործընթաց, ակտիվացված ածխածինը ավելացվում է տարրալվացման մեջ: Լուծույթում առկա ոսկի-ցիանիդային համալիրները ձգվում են դեպի ակտիվացված ածխածնի մակերեսը և ներծծվում դրա վրա: Սա ձևավորում է «բեռնված» կամ «հղի» ածխածին, որն այնուհետև առանձնացվում է լուծույթից:

Լիցքավորված ածխածնի տարանջատումը լուծույթից կարելի է հասնել զննման կամ զտման միջոցով: Բաժանվելուց հետո ոսկին վերականգնվում է բեռնված ածխածնի միջից: Սա սովորաբար արվում է գործընթացի միջոցով, որը կոչվում է էլյույացիա կամ դեզորբցիա, որտեղ ոսկին հեռացվում է ածխածնից՝ օգտագործելով նատրիումի ցիանիդի և նատրիումի հիդրօքսիդի տաք, կենտրոնացված լուծույթը: Ստացված լուծույթը, որը հարուստ է ոսկով, այնուհետև վերամշակվում է էլեկտրոլիզի միջոցով՝ ոսկին կաթոդի վրա դնելու համար, ինչի արդյունքում ձևավորվում է մաքուր ոսկի:

Ցինկի փոշու ցեմենտացում

Ցինկի փոշու ցեմենտացումը, որը նաև հայտնի է որպես Merrill-Crowe պրոցես, մեկ այլ լայնորեն օգտագործվող մեթոդ է՝ արտահոսքից ոսկին վերականգնելու համար: Այս գործընթացում ոսկի-ցիանիդ համալիր պարունակող լուծույթին ավելացվում է ցինկի փոշի։ Ցինկն ավելի ռեակտիվ է, քան ոսկին, և այն հեռացնում է ոսկին համալիրից՝ համաձայն հետևյալ քիմիական ռեակցիայի.

2Na[Au(CN)2] + Zn → NaXNUMX[Zn(CN)XNUMX] + XNUMXAu

Այնուհետև ոսկին նստեցնում են լուծույթից որպես պինդ նյութ՝ ձևավորելով ոսկի-ցինկի նստվածք: Այնուհետև այս նստվածքը զտվում և առանձնացվում է լուծույթից: Ոսկին հետագայում զտվում է նստվածքի հալման միջոցով՝ ցինկը և այլ կեղտերը հեռացնելու համար, ինչի արդյունքում ստացվում է մաքուր ոսկի: Ցինկի փոշու ցեմենտացումը համեմատաբար պարզ և պարզ գործընթաց է, սակայն այն պահանջում է pH-ի և ցիանիդի լուծույթի կոնցենտրացիայի մանրակրկիտ վերահսկողություն՝ ոսկու արդյունավետ վերականգնումն ապահովելու համար:

Ցիանիդային տարրալվացման արդյունավետության վրա ազդող գործոններ

Հանքաքարի բնութագրերը

Ոսկի կրող հանքաքարի բնույթը ցիանիդային տարրալվացման արդյունավետության վրա ազդող հիմնարար գործոն է: Հանքաքարերի տարբեր տեսակներ, ինչպիսիք են սուլֆիդային ոսկու և օքսիդացված ոսկու հանքաքարերը, ունեն հստակ բնութագրեր, որոնք կարող են էապես ազդել տարրալվացման գործընթացի վրա:

Սուլֆիդային ոսկու հանքաքարեր. Սուլֆիդային ոսկու հանքաքարերը հաճախ պարունակում են սուլֆիդային միներալների զգալի քանակություն, ինչպիսիք են պիրիտը (FeS₂), արսենոպիրիտը (FeAsS) և խալկոպիրիտը (CuFeS₂): Այս սուլֆիդային միներալները կարող են մի շարք խնդիրներ առաջացնել ցիանիդային լվացման ժամանակ: Օրինակ, պիրիտը ոսկի պարունակող հանքաքարերում տարածված սուլֆիդային միներալ է: Երբ պիրիտը առկա է հանքաքարում, այն կարող է ռեակցիայի մեջ մտնել ցիանիդի լուծույթի և լվացման միջավայրում առկա թթվածնի հետ: Պիրիտի օքսիդացումը թթվածնի և ցիանիդի առկայությամբ կարող է հանգեցնել տարբեր ենթամթերքների առաջացմանը, ինչպիսիք են ծծմբական թթուն (H₂SO₄) և երկաթ-ցիանիդային համալիրները: Ծծմբական թթվի առաջացումը կարող է իջեցնել լվացման լուծույթի pH-ը, ինչը վնասակար է ցիանիդի կայունության համար: Բացի այդ, սուլֆիդային միներալների ցիանիդի հետ ռեակցիան կարող է սպառել մեծ քանակությամբ ցիանիդ, ինչը մեծացնում է ռեակտիվի արժեքը: Օրինակ՝ հանքաքարում, որտեղ սուլֆիդի պարունակությունը բարձր է, ցիանիդի սպառումը կարող է մի քանի անգամ ավելի բարձր լինել, քան սուլֆիդ չպարունակող հանքաքարում։

Օքսիդացված ոսկու հանքաքարեր. Մյուս կողմից, օքսիդացված ոսկու հանքաքարերը, որպես կանոն, ունեն ավելի բարենպաստ լվացման միջավայր՝ համեմատած սուլֆիդային հանքաքարերի հետ: Այս հանքաքարերը ենթարկվել են եղանակային պայմանների և օքսիդացման գործընթացների, որոնք արդեն օքսիդացրել են սուլֆիդային միներալներից շատերը՝ վերածելով ավելի կայուն օքսիդային ձևերի: Արդյունքում, սուլֆիդ-ցիանիդային ռեակցիաների հետ կապված խնդիրները նվազում են: Օքսիդացված հանքաքարերի մեջ ոսկին հաճախ ավելի մատչելի է ցիանիդային լուծույթի համար, քանի որ հանքաքարի կառուցվածքը, որպես կանոն, ավելի ծակոտկեն է և պակաս բարդ: Օրինակ՝ լատերիտային ոսկու հանքաքարում, որը օքսիդացված հանքաքարի տեսակ է, ոսկին հաճախ հանդիպում է ավելի ցրված և պակաս պարկուճավորված ձևով: Սա թույլ է տալիս ցիանիդային իոններին հեշտությամբ հասնել ոսկու մասնիկներին, ինչը հանգեցնում է լվացման ավելի բարձր արդյունավետության: Այնուամենայնիվ, օքսիդացված հանքաքարերը կարող են նաև պարունակել որոշ խառնուրդներ, ինչպիսիք են երկաթի օքսիդները և հիդրօքսիդները, որոնք կարող են կլանել ոսկի-ցիանիդ համալիրը կամ որոշ չափով խանգարել լվացման գործընթացին:

Հանքաքարի ներսում ոսկու մասնիկների չափը նույնպես վճռորոշ դեր է խաղում: Մանրահատիկ ոսկու մասնիկները ունեն ավելի մեծ մակերես - մակերես - ծավալ հարաբերակցություն, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են ավելի արագ արձագանքել ցիանիդի լուծույթին: Ի հակադրություն, ոսկու կոպիտ հատիկավոր մասնիկները կարող են պահանջել տարրալվացման ավելի երկար ժամանակ կամ ավելի ագրեսիվ տարրալվացման պայմաններ՝ վերականգնման բարձր մակարդակի հասնելու համար: Օրինակ, եթե ոսկու մասնիկները շատ կոպիտ են, ապա ցիանիդի լուծույթը կարող է չկարողանալ բավականաչափ խորը ներթափանցել մասնիկների մեջ՝ թողնելով ոսկու մի մասն առանց ռեակցիայի:

Ցիանիդի կոնցենտրացիան

Նատրիումի ցիանիդի կոնցենտրացիան տարրալվացման լուծույթում կարևոր պարամետր է, որն ուղղակիորեն ազդում է ինչպես ոսկու արդյունահանման արդյունավետության, այնպես էլ գործողության ընդհանուր արժեքի վրա:

Ազդեցությունը արտահոսքի արդյունավետության վրա. Ցիանիդի կոնցենտրացիայի աճին զուգընթաց, ոսկու և ցիանիդի միջև ռեակցիայի արագությունը սկզբում մեծանում է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ցիանիդի իոնների ավելի բարձր կոնցենտրացիան ապահովում է ավելի շատ ռեակտիվ մոլեկուլներ, որոնք կարող են փոխազդել ոսկու մասնիկների հետ: Օրինակ, լաբորատոր փորձի ժամանակ, երբ ցիանիդի կոնցենտրացիան բարձրացվում է 0.01%-ից մինչև 0.05%, ոսկու լուծման արագությունը կարող է զգալիորեն աճել, ինչը կհանգեցնի ոսկու ավելի բարձր վերականգնման ավելի կարճ ժամանակահատվածում: Այնուամենայնիվ, այս կապը գծային չէ անորոշ ժամանակով: Երբ ցիանիդի կոնցենտրացիան հասնում է որոշակի մակարդակի, հետագա աճը կարող է չհանգեցնել ոսկու լուծման արագության համամասնական աճի: Փաստորեն, երբ ցիանիդի կոնցենտրացիան չափազանց բարձր է, դա կարող է առաջացնել ցիանիդի հիդրոլիզ: Ցիանիդի հիդրոլիզը տեղի է ունենում, երբ ցիանիդը փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով ջրածնի ցիանիդ (HCN) և հիդրօքսիդ իոններ (OH⁻): Ռեակցիան հետևյալն է. CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻: Ջրածնի ցիանիդը ցնդող և խիստ թունավոր գազ է: HCN-ի առաջացումը ոչ միայն նվազեցնում է ոսկու արտահոսքի ռեակցիայի համար մատչելի ցիանիդի քանակը, այլև լուրջ վտանգ է ներկայացնում անվտանգության և շրջակա միջավայրի համար։

Արժեքի նկատառումներ. Ցիանիդը համեմատաբար թանկ ռեակտիվ է, հատկապես ոսկու արդյունահանման մեծածավալ գործողությունների դեպքում: Ցիանիդի անհրաժեշտից բարձր կոնցենտրացիայի օգտագործումը կարող է զգալիորեն բարձրացնել արտադրության արժեքը: Օրինակ՝ մեծածավալ կույտային լվացման գործողության դեպքում, եթե ցիանիդի կոնցենտրացիան ավելանում է օպտիմալ մակարդակից 0.05%-ով ավելի, ցիանիդի սպառման տարեկան արժեքը կարող է զգալիորեն աճել՝ կախված լվացման լուծույթի ծավալից և գործողության մասշտաբից: Մյուս կողմից, ցիանիդի չափազանց ցածր կոնցենտրացիայի օգտագործումը կհանգեցնի լվացման դանդաղ տեմպի, որը կարող է պահանջել ավելի երկար լվացման ժամանակ կամ լվացման լուծույթի ավելի մեծ ծավալ՝ ոսկու ցանկալի արդյունահանմանը հասնելու համար: Սա կարող է նաև բարձրացնել ընդհանուր արժեքը՝ ավելի երկար մշակման ժամանակի, ավելի բարձր էներգիայի սպառման և հնարավոր է՝ ավելի ցածր արտադրողականության պատճառով:

Ընդհանուր առմամբ, ոսկու արդյունահանման աշխատանքների մեծ մասի համար ցիանիդի կոնցենտրացիայի համապատասխան միջակայքը 0.03% -ից 0.1% է: Այնուամենայնիվ, այս միջակայքը կարող է տարբեր լինել՝ կախված այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են հանքաքարի տեսակը, կեղտերի առկայությունը և օգտագործվող տարրալվացման հատուկ մեթոդը: Օրինակ՝ համեմատաբար մաքուր ոսկու հանքաքարի խառնված տարրալվացման գործընթացում ցիանիդի ավելի ցածր կոնցենտրացիան միջակայքում՝ մոտ 0.03%-0.05%, կարող է բավարար լինել: Ի հակադրություն, կույտային տարրալվացման գործընթացում բարդ սուլֆիդ կրող ոսկու հանքաքարի համար կարող է պահանջվել մի փոքր ավելի բարձր ցիանիդի կոնցենտրացիան, գուցե ավելի մոտ 0.08%-0.1%, սուլֆիդային միներալների կողմից ցիանիդի սպառումը փոխհատուցելու համար:

Լուծման pH արժեքը

Ցիանիդային տարրալվացման լուծույթի pH արժեքը մեծ նշանակություն ունի ոսկի-ցիանիդային տարրալվացման գործընթացում, քանի որ այն ազդում է ցիանիդի կայունության, ոսկու լուծելիության և սարքավորումների կոռոզիայի վրա:

Ցիանիդի կայունությունը. Ցիանիդն ամենակայունն է ալկալային միջավայրում: Երբ լուծույթի pH-ը 10-11 միջակայքում է, ցիանիդի հիդրոլիզը, որն առաջացնում է թունավոր գազ՝ ջրածնի ցիանիդ (HCN), նվազագույնի է հասցվում: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ցիանիդի հիդրոլիզի ռեակցիան CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻ է: Ալկալային լուծույթում հիդրօքսիդ իոնների (OH⁻) բարձր կոնցենտրացիան այս ռեակցիայի հավասարակշռությունը տեղաշարժում է դեպի ձախ՝ նվազեցնելով HCN-ի առաջացումը: Օրինակ, եթե լուծույթի pH-ը իջնում ​​է մինչև 8 կամ ավելի ցածր, ցիանիդի հիդրոլիզի արագությունը զգալիորեն կաճի, ինչը կհանգեցնի ցիանիդի կորստի և HCN-ի արտանետման ռիսկի աճի, ինչը ոչ միայն ռեակտիվի վատնում է, այլև լուրջ անվտանգության վտանգ է աշխատողների և շրջակա միջավայրի համար:

Ոսկու լուծելիությունը. Ոսկի-ցիանիդ համալիրի լուծելիությունը նույնպես կախված է pH-ի արժեքից: Համապատասխան ալկալային pH միջակայքում, լուծելի ոսկի-ցիանիդ համալիրի, ինչպիսին է Na[Au(CN)₂]-ը, առաջացումը նպաստավոր է: Երբ pH-ը չափազանց ցածր է, համալիրը կարող է քայքայվել՝ նվազեցնելով լուծույթում ոսկու քանակը և այդպիսով նվազեցնելով լվացման արդյունավետությունը: Բացի այդ, թթվային միջավայրում հանքաքարում առկա այլ մետաղական իոնները կարող են ավելի հեշտությամբ լուծվել՝ խանգարելով ոսկի լվացման գործընթացին: Օրինակ, հանքաքարում երկաթ պարունակող միներալներից երկաթի իոնները (Fe³⁺) կարող են նստվածքներ առաջացնել կամ կոմպլեքս կազմել ցիանիդի հետ թթվային լուծույթում՝ մրցակցելով ոսկու հետ ցիանիդ իոնների համար:

Սարքավորումների կոռոզիա. ճիշտ pH-ի պահպանումը նույնպես կարևոր է լվացման գործընթացում օգտագործվող սարքավորումները պաշտպանելու համար: Թթվային միջավայրում ցիանիդի լուծույթը կարող է խիստ կոռոզիոն լինել մետաղական սարքավորումների, ինչպիսիք են լվացման բաքերը, խողովակաշարերը և պոմպերը, համար: Օրինակ, պողպատե լվացման բաքերը կարող են արագ կոռոզիանացնել թթվային ցիանիդի լուծույթում, ինչը հանգեցնում է արտահոսքերի և սարքավորումների հաճախակի փոխարինման անհրաժեշտության, ինչը մեծացնում է արտադրության արժեքը և պարապուրդի ժամանակը: Ի տարբերություն դրա, ալկալային լուծույթը շատ ավելի քիչ կոռոզիոն է ոսկու արդյունահանման սարքավորումներում օգտագործվող տարածված նյութերի մեծ մասի համար:

Համապատասխան pH արժեքը պահպանելու համար տարրալվացման լուծույթին հաճախ ավելացնում են կրաքար (CaO) կամ նատրիումի հիդրօքսիդ (NaOH): Կրաքարը ոսկու արդյունահանման աշխատանքներում pH-ի ճշգրտման համար սովորաբար օգտագործվող ռեագենտ է՝ շնորհիվ իր համեմատաբար ցածր գնի և արդյունավետության: Այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով կալցիումի հիդրօքսիդ (Ca(OH)2), որը կարող է չեզոքացնել լուծույթի ցանկացած թթվային բաղադրիչ և բարձրացնել pH-ը։ Կրաքարի ավելացումն ունի նաև որոշ մետաղական իոնների նստեցման լրացուցիչ առավելություն, ինչպիսիք են երկաթը և պղինձը, որոնք կարող են նվազեցնել դրանց միջամտությունը տարրալվացման գործընթացում:

Ջերմաստիճանը և տարրալվացման ժամանակը

Ջերմաստիճանը և տարրալվացման ժամանակը երկու փոխկապակցված գործոններ են, որոնք էական ազդեցություն ունեն ցիանիդով տարրալվացման արդյունավետության վրա:

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը. Ջերմաստիճանի բարձրացումը, որպես կանոն, հանգեցնում է ցիանիդ-ոսկի ռեակցիայի արագության աճի: Դա պայմանավորված է նրանով, որ բարձր ջերմաստիճանները մեծացնում են ռեակտիվ նյութերի մոլեկուլների, այդ թվում՝ ցիանիդ իոնների և հանքաքարի մակերեսին գտնվող ոսկու ատոմների կինետիկ էներգիան: Արդյունքում, ռեակտիվ նյութերի միջև բախումների հաճախականությունը մեծանում է, և ռեակցիայի արագությունը արագանում է: Օրինակ՝ լաբորատոր մասշտաբի փորձի ժամանակ, երբ լվացման լուծույթի ջերմաստիճանը բարձրացվում է 20°C-ից մինչև 40°C, որոշ դեպքերում ոսկու լուծման արագությունը կարող է կրկնապատկվել կամ նույնիսկ եռապատկվել: Այնուամենայնիվ, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ կապված կան սահմանափակումներ: Ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց լուծույթում թթվածնի լուծելիությունը նվազում է: Քանի որ թթվածինը ոսկի-ցիանիդ ռեակցիայի էական օքսիդացնող նյութ է, թթվածնի լուծելիության նվազումը կարող է սահմանափակել ռեակցիայի արագությունը: Շատ բարձր ջերմաստիճաններում, մոտ 100°C-ին, թթվածնի լուծելիությունը դառնում է չափազանց ցածր, և լվացման գործընթացը կարող է սահմանափակվել թթվածնով: Բացի այդ, ինչպես նշվեց ավելի վաղ, բարձր ջերմաստիճանները կարող են հանգեցնել ցիանիդի հիդրոլիզի աճի, ինչը նվազեցնում է ոսկու լվացման ռեակցիայի համար հասանելի ցիանիդը: Ավելին, բարձր ջերմաստիճանները կարող են արագացնել սարքավորումների կոռոզիան՝ մեծացնելով սպասարկման ծախսերը և կրճատելով սարքավորումների կյանքի տևողությունը: Ոսկու արդյունահանման գործողությունների մեծ մասում լվացման ջերմաստիճանը պահպանվում է չափավոր մակարդակի վրա, սովորաբար 15°C-ից մինչև 30°C: Այս ջերմաստիճանային միջակայքը ապահովում է հավասարակշռություն ռեակցիայի արագության, թթվածնի լուծելիության, ցիանիդի կայունության և սարքավորումների դիմացկունության միջև:

Լվացքի ժամանակի ազդեցությունը. Լվացքի ժամանակը ուղղակիորեն կապված է հանքաքարից արդյունահանվող ոսկու քանակի հետ: Ընդհանուր առմամբ, լվացքի ժամանակի աճին զուգընթաց, ցիանիդի լուծույթում ավելի շատ ոսկի կլուծվի: Այնուամենայնիվ, լվացքի ժամանակի և ոսկու վերականգնման միջև կապը գծային չէ: Սկզբում ոսկու լուծարման արագությունը համեմատաբար բարձր է, և կարճ ժամանակահատվածում կարելի է արդյունահանել զգալի քանակությամբ ոսկի: Սակայն, լվացքի գործընթացը շարունակվելուն զուգընթաց, ոսկու լուծարման արագությունը աստիճանաբար նվազում է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ առաջինը լուծվում են ամենահասանելի ոսկու մասնիկները, և ժամանակի ընթացքում մնացած ոսկուն հասնելը դառնում է ավելի դժվար՝ այնպիսի գործոնների պատճառով, ինչպիսիք են հանքաքարի մակերեսին ռեակցիայի արգասիքների առաջացումը, որոնք կարող են ծառայել որպես արգելք: Օրինակ, խառնված լվացքի գործողության ժամանակ ոսկու մեծ մասը կարող է լուծվել առաջին 24-48 ժամվա ընթացքում: Դրանից հետո լվացքի ժամանակի ավելացումը կարող է հանգեցնել ոսկու վերականգնման միայն աննշան աճի: Լվացքի ժամանակի չափազանց երկարաձգումը կարող է ոչ տնտեսապես շահավետ լինել, քանի որ այն մեծացնում է շահագործման արժեքը, ներառյալ էներգիայի սպառումը, ռեակտիվների սպառումը և աշխատուժի արժեքը: Միևնույն ժամանակ, դա կարող է հանգեցնել ավելի շատ խառնուրդների լուծարման, ինչը կարող է բարդացնել ոսկու հետագա վերականգնման գործընթացը։

Արտադրության արդյունավետությունը օպտիմալացնելու համար անհրաժեշտ է հավասարակշռություն պահպանել ջերմաստիճանի և տարրալվացման ժամանակի միջև: Սա հաճախ պահանջում է լաբորատոր մասշտաբով թեստեր անցկացնել կոնկրետ հանքաքարի նմուշի վրա՝ որոշելու այս երկու պարամետրերի օպտիմալ համակցությունը: Օրինակ, որոշակի տեսակի հանքաքարի համար կարելի է պարզել, որ տարրալվացման 25°C ջերմաստիճանը և տարրալվացման ժամանակը 36 ժամ հանգեցնում են ամենաբարձր ոսկու կորզմանը նվազագույն գնով:

Անվտանգության և բնապահպանական նկատառումներ

Ցիանիդի թունավորությունը. բեռնաթափման և պահպանման նախազգուշական միջոցներ

Ցիանիդը՝ նատրիումի ցիանիդի տեսքով, որն օգտագործվում է ոսկու տարրալվացման համար, չափազանց թունավոր նյութ է։ Նույնիսկ չնչին քանակությունը կարող է մահացու լինել մարդկանց և այլ օրգանիզմների համար: Երբ նատրիումի ցիանիդը շփվում է թթուների հետ, այն կարող է արտազատել ջրածնի ցիանիդ գազ, որը շատ ցնդող է և արագ ներծծվում է մարմնի կողմից ինհալացիայի միջոցով: Նատրիումի ցիանիդով կուլ տալը կամ մաշկի հետ շփումը նույնպես կարող է հանգեցնել ծանր թունավորման: Ցիանիդի թունավորությունը պայմանավորված է բջիջներում ցիտոքրոմ օքսիդազի հետ կապվելու նրա ունակությամբ՝ խաթարելով բջջային նորմալ շնչառության գործընթացը և պատճառելով բջիջների անկարողությունը օգտագործել թթվածինը, ինչը հանգեցնում է բջիջների արագ մահվան:

Հաշվի առնելով դրա ծայրահեղ թունավորությունը, անհրաժեշտ է խստորեն պահպանել խնամքի և պահպանման նախազգուշական միջոցները: Նատրիումի ցիանիդի օգտագործման մեջ ներգրավված աշխատողները պետք է անցնեն անվտանգության համապարփակ ուսուցում այս քիմիական նյութի հետ աշխատելուց առաջ: Անձնական պաշտպանիչ սարքավորումները, ներառյալ համապատասխան նյութերից պատրաստված ձեռնոցներ, ինչպիսիք են նիտրիլը՝ մաշկի հետ շփումը կանխելու համար, անվտանգության ակնոցներ՝ աչքերը պաշտպանելու համար, և շնչառական օրգանների պաշտպանության սարքավորումներ, ինչպիսիք են գազային դիմակները՝ ջրածնի ցիանիդով համապատասխան զտիչներով, պետք է միշտ կրել մշակման ընթացքում:

Նատրիումի ցիանիդի պահեստները պետք է տեղակայվեն լավ օդափոխվող, ջերմության, բռնկման և անհամատեղելի նյութերից հեռու գտնվող տարածքում: Պահպանման տարածքը պետք է հստակ նշվի նախազգուշական նշաններով, որոնք ցույց են տալիս խիստ թունավոր նյութի առկայությունը: Նատրիումի ցիանիդը պետք է պահվի սերտորեն փակ տարաներում՝ պատրաստված նյութերից, որոնք դիմացկուն են ցիանիդից կոռոզիայից, օրինակ՝ որոշակի տեսակի պլաստմասսայից կամ չժանգոտվող պողպատից: Այս տարաները պետք է պահվեն երկրորդական զսպման համակարգում, ինչպիսին է արտահոսքից պաշտպանվող սկուտեղը կամ պահեստավորման պահարանը, որը նախատեսված է ցանկացած հնարավոր արտահոսքի տարածումը կանխելու համար: Պահեստային տարածքի և բեռնարկղերի կանոնավոր ստուգումներ են անհրաժեշտ՝ համոզվելու համար, որ արտահոսք կամ քայքայման նշաններ չկան:

Փոխադրման ընթացքում նատրիումի ցիանիդը պետք է տեղափոխվի խիստ կանոնակարգերի համաձայն: Պահանջվում են մասնագիտացված փոխադրամիջոցներ, որոնք ապահովված են արտահոսքը կանխելու համար և հստակ նշված են որպես վտանգավոր նյութեր տեղափոխող: Տրանսպորտի գործընթացը պետք է ուշադիր վերահսկվի, և վթարի դեպքում պետք է մշակվեն արտակարգ իրավիճակների արձագանքման պլաններ:

Շրջակա միջավայրի վրա ազդեցություն և թափոնների կառավարում

Ոսկու տարրալվացման ժամանակ ցիանիդի օգտագործումը կարող է էական ազդեցություն ունենալ շրջակա միջավայրի վրա՝ հիմնականում ցիանիդ պարունակող թափոնների արտազատման պատճառով: Առավել մտահոգիչ թափոնները ցիանիդով հարուստ կեղտաջրերն են, որոնք առաջանում են տարրալվացման գործընթացում: Եթե ​​այս կեղտաջրերը պատշաճ կերպով չմշակվեն և բաց թողնվեն շրջակա միջավայր, այն կարող է կործանարար ազդեցություն ունենալ ջրային էկոհամակարգերի վրա:

Ցիանիդը շատ թունավոր է ջրային օրգանիզմների համար։ Նույնիսկ ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում այն ​​կարող է սպանել ձկներին, անողնաշարավորներին և այլ ջրային կենդանիներին: Օրինակ, ցիանիդի 0.05 մգ/լ ցածր կոնցենտրացիան ջրում կարող է մահացու լինել շատ ձկների համար: Ջրի մեջ ցիանիդի առկայությունը կարող է նաև խաթարել ջրային էկոհամակարգերի սննդի շղթան, քանի որ այն կարող է սպանել առաջնային արտադրողներին և սպառողներին՝ հանգեցնելով ավելի բարձր մակարդակի օրգանիզմների վրա բացասական ազդեցությունների կասկադի: Բացի այդ, եթե աղտոտված ջուրն օգտագործվում է ոռոգման համար, դա կարող է ազդել հողի որակի վրա և վնասել մշակաբույսերը:

Բնապահպանական այս ազդեցությունները մեղմելու համար ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերի թափոնների պատշաճ կառավարումը շատ կարևոր է: Այս կեղտաջրերի մաքրման մի քանի ընդհանուր մեթոդներ կան.

Օքսիդացման մեթոդներ. Քիմիական օքսիդացումը լայնորեն կիրառվող մոտեցում է: Ամենատարածված օքսիդանտներից մեկը քլորի վրա հիմնված միացություններն են, ինչպիսիք են նատրիումի հիպոքլորիտը (սպիտակեցնող) կամ քլորի գազը: Ալկալային միջավայրի առկայության դեպքում այս օքսիդանտները կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել ցիանիդի հետ՝ այն վերածելով ավելի քիչ թունավոր միացությունների: Օրինակ, ալկալային լուծույթում նատրիումի հիպոքլորիտի հետ ռեակցիան կարող է ցիանիդը (CN⁻) նախ վերածել ցիանատի (CNO⁻), ապա՝ ածխաթթու գազի (CO₂) և ազոտի (N₂)՝ մի շարք ռեակցիաների միջոցով: Ընդհանուր ռեակցիան կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

2CN-+5OCl- + H2O→5HCOXNUMX-+NXNUMX + XNUMXCl-

Օքսիդացման մեկ այլ մեթոդ ջրածնի պերօքսիդի (H2O2) օգտագործումն է: Ջրածնի պերօքսիդը կատալիզատորի առկայության դեպքում կարող է ցիանիդը վերածել ցիանատի: Այս մեթոդը հաճախ նախընտրելի է որոշ դեպքերում, քանի որ այն չի ներմուծում լրացուցիչ աղտոտիչներ, ինչպիսիք են քլորի վրա հիմնված որոշ մեթոդներ:

Չեզոքացում և նստվածք. Որոշ դեպքերում, ցիանիդ պարունակող կեղտաջրերը կարող են պարունակել նաև ծանր մետաղ-ցիանիդային համալիրներ: Կեղտաջրի pH-ը կարգավորելով և համապատասխան քիմիական նյութեր ավելացնելով, այդ ծանր մետաղները կարող են նստվածքագոյացվել: Օրինակ, կեղտաջրին կրաքարի (CaO) ավելացումը կարող է բարձրացնել pH-ը և առաջացնել ծանր մետաղների, ինչպիսիք են պղինձը, ցինկը և երկաթը, նստվածքի առաջացում՝ որպես դրանց հիդրօքսիդներ: Այնուհետև ցիանիդը կարող է հետագա մշակվել օքսիդացման մեթոդներով՝ ծանր մետաղները հեռացնելուց հետո:

Կենսաբանական մշակում. Որոշ միկրոօրգանիզմներ ունեն ցիանիդը քայքայելու ունակություն: Կենսաբանական մշակման համակարգերում, ինչպիսիք են ակտիվացված տիղմի գործընթացները կամ կենսաթաղանթային ռեակտորները, այս միկրոօրգանիզմները կարող են օգտագործվել ցիանիդը պակաս վնասակար նյութերի քայքայելու համար: Այնուամենայնիվ, կենսաբանական մշակումն ավելի հարմար է ցածրից մինչև միջին կոնցենտրացիայի ցիանիդային կեղտաջրերի համար, քանի որ ցիանիդի բարձր կոնցենտրացիաները կարող են թունավոր լինել միկրոօրգանիզմների համար: Միկրոօրգանիզմներն օգտագործում են ցիանիդը որպես ազոտի և ածխածնի աղբյուր՝ այն իրենց նյութափոխանակության գործընթացների միջոցով վերածելով ամոնիակի, ածխաթթու գազի և այլ անվնաս ենթամթերքների:

Բացի կեղտաջրերի մաքրումից, պետք է ջանքեր գործադրվեն նաև ոսկու տարրալվացման գործընթացում օգտագործվող ցիանիդի քանակությունը նվազագույնի հասցնելու և հնարավորության դեպքում ցիանիդ պարունակող լուծույթները վերամշակելու և վերօգտագործելու համար: Սա կարող է օգնել նվազեցնել ոսկու արդյունահանման աշխատանքների ընդհանուր բնապահպանական ազդեցությունը, որը հիմնված է ցիանիդային տարրալվացման վրա:

Դեպքերի ուսումնասիրություն և արդյունաբերության պրակտիկա

Հաջողված պատմություններ

Ոսկու արդյունահանման մի քանի գործառնություններ ամբողջ աշխարհում հասել են զգալի հաջողությունների ցիանիդային տարրալվացման գործում՝ սահմանելով արդյունաբերության չափանիշները արդյունավետության, ծախսարդյունավետության և շրջակա միջավայրի պահպանման առումով:

Այդպիսի օրինակներից է Պերուի Յանակոչայի հանքավայրը, որն աշխարհում ոսկու արդյունահանման ամենամեծ հանքերից մեկն է: Հանքավայրը մի շարք նորարարական միջոցառումներ է իրականացրել ցիանիդով տարրալվացման գործընթացը օպտիմալացնելու համար: Հանքաքարի բնութագրման համապարփակ ուսումնասիրություններ կատարելով՝ հանքի ինժեներները կարողացել են ճշգրիտ հասկանալ հանքաքարի հատկությունները: Սա թույլ տվեց նրանց հարմարեցնել ցիանիդի կոնցենտրացիան և տարրալվացման պայմանները հանքաքարի հատուկ բնութագրերին: Օրինակ, նրանք պարզել են, որ սուլֆիդային բարձր պարունակությամբ որոշակի տեսակի հանքաքարի համար պահանջվում է մի փոքր ավելի բարձր ցիանիդի կոնցենտրացիան՝ մոտ 0.08%-0.1%՝ սուլֆիդային միներալների կողմից ցիանիդի սպառումը փոխհատուցելու համար: Ցիանիդների կոնցենտրացիայի այս ճշգրիտ ճշգրտումը ոչ միայն բարելավեց ոսկու կորզման արագությունը, այլև նվազեցրեց ցիանիդի ընդհանուր սպառումը մեկ տոննա հանքաքարի համար:

Շրջակա միջավայրի պաշտպանության առումով Յանակոչա հանքավայրը զգալի ներդրումներ է կատարել կեղտաջրերի մաքրման առաջադեմ կայանքներում: Նրանք որդեգրել են բազմաստիճան մաքրման գործընթաց, որը համատեղում է քիմիական օքսիդացումը, չեզոքացումը և կենսաբանական մաքրումը` արդյունավետորեն հեռացնելու ցիանիդը և այլ աղտոտիչները կեղտաջրերից: Մաքրված ջուրն այնուհետև վերամշակվում է տարրալվացման գործընթացում օգտագործելու համար՝ նվազեցնելով հանքի կախվածությունը քաղցրահամ ջրի աղբյուրներից և նվազագույնի հասցնելով շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը:

Մեկ այլ հաջողության պատմություն է Պապուա Նոր Գվինեայի Պորգերա հանքը: Այս հանքը կենտրոնացել է գործընթացների շարունակական կատարելագործման և տեխնոլոգիական նորարարության վրա: Նրանք ներդրել են իրենց խառնվող լվացման բաքերի համար ժամանակակից ավտոմատ կառավարման համակարգ: Այս համակարգը անընդհատ վերահսկում և կարգավորում է այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են խառնման արագությունը, ցիանիդի լուծույթի հոսքի արագությունը և լվացվող խառնուրդի ջերմաստիճանը: Մշտապես պահպանելով օպտիմալ պայմաններ՝ հանքը որոշ գործողություններում հասել է ոսկու բարձր՝ ավելի քան 90%-ի վերականգնման մակարդակի: Բացի այդ, Պորգերա հանքը ակտիվորեն ներգրավված է եղել հետազոտությունների և զարգացման մեջ՝ գտնելու այլընտրանքային ռեակտիվներ, որոնք կարող են նվազեցնել ցիանիդային լվացման գործընթացի շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը: Նրանք փորձարկումներ են անցկացրել ցիանիդից զերծ լվացման նոր տեսակներով , չնայած ցիանիդային լվացումը դեռևս մնում է հիմնական մեթոդը՝ իր արդյունավետության և ծախսարդյունավետության շնորհիվ:

Կանգնած մարտահրավերները և ընդունված լուծումները

Չնայած դրա լայն կիրառմանը, ոսկու հանքերում ցիանիդային տարրալվացումը զերծ չէ մարտահրավերներից: Հանքերը հաճախ հանդիպում են մի շարք խնդիրների, որոնք կարող են ազդել գործընթացի արդյունավետության, ծախսերի և բնապահպանական կայունության վրա:

Համալիր հանքաքարի հատկություններ

Ոսկի կրող շատ հանքաքարեր ունեն բարդ բաղադրություն, ինչը կարող է զգալի դժվարություններ առաջացնել ցիանիդային տարրալվացման համար: Օրինակ, մկնդեղի բարձր մակարդակ պարունակող հանքաքարերը, ինչպիսիք են ԱՄՆ-ի արևմտյան որոշ հանքավայրերում, կարող են հատկապես դժվար մշակվել: Արսենը կրող հանքանյութերը, ինչպես արսենոպիրիտը, կարող են արձագանքել ցիանիդի և թթվածնի հետ՝ սպառելով մեծ քանակությամբ ցիանիդ և նվազեցնելով ոսկու տարրալվացման արդյունավետությունը: Բացի այդ, արտահոսքի մեջ մկնդեղի առկայությունը կարող է կեղտաջրերի մաքրումը դարձնել ավելի բարդ և դժվար՝ մկնդեղի միացությունների թունավորության պատճառով:

Այս խնդիրը լուծելու համար որոշ հանքեր որդեգրել են նախամշակման մեթոդներ: Ընդհանուր մոտեցումներից մեկը բովելն է, որտեղ հանքաքարը տաքացվում է օդի առկայության դեպքում: Տապակելը օքսիդացնում է մկնդեղը պարունակող հանքանյութերը՝ դրանք վերածելով ավելի կայուն ձևերի, որոնք ավելի քիչ հավանական է, որ խանգարեն ցիանիդային տարրալվացման գործընթացին: Տապակելուց հետո հանքաքարը կարող է ենթարկվել սովորական ցիանիդային տարրալվացման: Նախամշակման ևս մեկ մեթոդ կենսաօքսիդացումն է, որն օգտագործում է միկրոօրգանիզմներ սուլֆիդային և մկնդեղի պարունակող հանքանյութերը օքսիդացնելու համար: Այս մեթոդը էկոլոգիապես ավելի մաքուր է, քան տապակելը, քանի որ այն գործում է ավելի ցածր ջերմաստիճաններում և արտադրում է ավելի քիչ օդի աղտոտվածություն:

Բնապահպանական կանոնակարգերի ավելացում

Քանի որ բնապահպանական իրազեկությունն աճում է, ոսկու արդյունահանման աշխատանքները բախվում են ցիանիդի օգտագործման և հեռացման ավելի խիստ կանոնակարգերի: Շատ երկրներում զգալիորեն խստացվել են կեղտաջրերում ցիանիդի և օդի արտանետումների թույլատրելի սահմանները: Օրինակ, Ավստրալիայում բնապահպանական կարգավորող մարմինները խիստ սահմանափակումներ են սահմանել ոսկու հանքերից արտանետվող կեղտաջրերում ցիանիդի կոնցենտրացիայի համար: Հանքերից պահանջվում է բավարարել այս սահմանները՝ զգալի տուգանքներից և հնարավոր փակումից խուսափելու համար:

Այս կանոնակարգերին համապատասխանելու համար հանքերը ներդրումներ են կատարում կեղտաջրերի մաքրման առաջադեմ տեխնոլոգիաներում: Ոմանք օգտագործում են առաջադեմ օքսիդացման գործընթացներ, ինչպիսիք են օզոնի կամ ուլտրամանուշակագույն (ուլտրամանուշակագույն) լույսի օգտագործումը ջրածնի պերօքսիդի հետ համատեղ՝ կեղտաջրերում ցիանիդն ավելի արդյունավետորեն քայքայելու համար: Այս մեթոդները կարող են հասնել մաքրված ջրի մեջ ցիանիդի մնացորդային շատ ցածր կոնցենտրացիաների: Բացի այդ, հանքերը նաև կիրառում են ավելի լավ կառավարման պրակտիկա՝ ցիանիդի արտահոսքը և արտահոսքը կանխելու համար: Սա ներառում է պահեստարանների նախագծման և սպասարկման բարելավում, ցիանիդ պարունակող լուծույթների համար կրկնակի շարված լճակների օգտագործում և իրական ժամանակի մոնիտորինգի համակարգերի ներդրում՝ հնարավոր արտահոսքերն անմիջապես հայտնաբերելու համար:

Ծախս - արդյունավետություն ոսկու անկայուն շուկայում

Ոսկու արդյունահանման աշխատանքների արժեքը, ներառյալ ցիանիդային տարրալվացումը, մեծ մտահոգություն է հատկապես ոսկու անկայուն շուկայում: Ոսկու գնի տատանումները կարող են զգալիորեն ազդել հանքավայրերի շահութաբերության վրա։ Ցիանիդը, որպես տարրալվացման գործընթացի հիմնական ռեագենտ, կարող է զգալի չափով նպաստել արտադրության ընդհանուր արժեքին:

Ծախսերի արդյունավետությունը լուծելու համար հանքերը մշտապես ուղիներ են փնտրում ռեագենտների սպառումը նվազեցնելու և գործընթացի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար: Որոշ հանքեր օգտագործում են առաջադեմ վերլուծություն և տվյալների վրա հիմնված մոտեցումներ՝ տարրալվացման գործընթացը օպտիմալացնելու համար: Վերլուծելով հանքաքարի հատկությունների, տարրալվացման պայմանների և ոսկու կորզման տեմպերի վերաբերյալ մեծ ծավալի տվյալներ՝ նրանք կարող են բացահայտել հանքաքարի յուրաքանչյուր խմբաքանակի շահագործման օպտիմալ պարամետրերը: Սա նրանց թույլ է տալիս նվազեցնել օգտագործվող ցիանիդի քանակը՝ առանց ոսկու արդյունահանման զոհաբերության: Օրինակ՝ որոշ հանքեր ներդրել են մեքենայական ուսուցման ալգորիթմներ, որոնք կարող են կանխատեսել ցիանիդի օպտիմալ կոնցենտրացիան և տարրալվացման ժամանակը՝ հիմնվելով հանքաքարի քիմիական կազմի և մասնիկների չափերի բաշխման վրա: Բացի այդ, հանքերը նաև ուսումնասիրում են այլընտրանքային, ավելի ծախսարդյունավետ ռեակտիվների կամ հավելումների օգտագործումը, որոնք կարող են ուժեղացնել տարրալվացման գործընթացը և նվազեցնել կախվածությունը ցիանիդից:

Ցիանիդի տարրալվացման տեխնոլոգիայի ապագա միտումները

Տեխնոլոգիական նորարարություններ, որոնց նպատակն է բարելավել արդյունավետությունը և նվազեցնել ռիսկերը

Ցիանիդային տարրալվացման տեխնոլոգիայի ապագան մեծ խոստումնալից է հորիզոնում մի քանի տեխնոլոգիական նորարարություններով: Ուշադրության առանցքային ոլորտներից մեկը ավելի առաջադեմ և արդյունավետ տարրալվացման սարքավորումների մշակումն է: Օրինակ, հետազոտողները աշխատում են նոր սերնդի տարրալվացման տանկերի նախագծման վրա՝ բարելավված խառնման համակարգերով: Այս համակարգերը նպատակ ունեն ուժեղացնել հանքաքարի ցեխի և ցիանիդ լուծույթի խառնումը, ապահովելով ռեակտիվների ավելի միասնական բաշխում: Վերջին զարգացումը հաշվողական հեղուկների դինամիկայի (CFD) օգտագործումն է` տարրալվացման տանկերում խառնման շարժիչների նախագծումը օպտիմալացնելու համար: Կաղապարի և լուծույթի հոսքի օրինաչափությունները մոդելավորելով՝ ինժեներները կարող են նախագծել շարժիչներ, որոնք ապահովում են ավելի լավ խառնում, նվազեցնում էներգիայի սպառումը և բարելավում տարրալվացման գործընթացի ընդհանուր արդյունավետությունը:

Նորարարության մեկ այլ ուղղություն է տարրալվացման շարունակական գործընթացների զարգացումը: Ավանդական խմբաքանակի տիպի տարրալվացման գործընթացները հաճախ տուժում են անարդյունավետությունից՝ հաճախակի մեկնարկի և անջատման աշխատանքների անհրաժեշտության պատճառով: Շարունակական տարրալվացման գործընթացները, մյուս կողմից, կարող են շարունակաբար գործել՝ նվազեցնելով պարապուրդի ժամանակը և բարձրացնելով արտադրողականությունը: Որոշ հանքարդյունահանող ընկերություններ արդեն ուսումնասիրում են ցիանիդային տարրալվացման համար շարունակական խառնված տանկային ռեակտորների (CSTR) օգտագործումը: Այս ռեակտորները կարող են պահպանել կայուն աշխատանք՝ թույլ տալով ավելի հետևողական և արդյունավետ տարրալվացման գործընթաց: Ի լրումն, շարունակական տարրալվացման գործընթացները կարող են ավելի հեշտությամբ ինտեգրվել ոսկու արդյունահանման գործընթացում այլ միավորի գործառնությունների հետ, ինչպիսիք են հանքաքարի հղկումը և ոսկու կորզումը, ինչը հանգեցնում է ավելի պարզ և արդյունավետ ընդհանուր շահագործման:

Բնապահպանական և անվտանգության ռիսկերը նվազեցնելու առումով նոր տեխնոլոգիաներ են մշակվում ցիանիդ պարունակող թափոնների ավելի լավ կառավարման համար: Օրինակ, աճում է հետաքրքրությունը ցիանիդով հարուստ կեղտաջրերի մաքրման համար մեմբրանի վրա հիմնված տարանջատման տեխնոլոգիաների մշակման նկատմամբ: Մեմբրանային ֆիլտրացումը կարող է արդյունավետորեն հեռացնել ցիանիդը և այլ աղտոտիչներ կեղտաջրերից՝ առաջացնելով մաքուր ջրի հոսք, որը կարող է վերամշակվել տարրալվացման գործընթացում: Սա ոչ միայն նվազեցնում է հանքարդյունաբերության շահագործման բնապահպանական ազդեցությունը, այլև խնայում է ջրի օգտագործումը: Մեմբրանի վրա հիմնված որոշ համակարգեր նախագծված են շարժական լինելու համար, ինչը թույլ է տալիս տեղում մշակել ցիանիդ պարունակող թափոնները, ինչը հատկապես օգտակար է հեռահար հանքարդյունաբերության համար:

Այլընտրանքային տարրալվացման գործակալների որոնում

Նատրիումի ցիանիդին փոխարինող այլընտրանքային տարրալվացման միջոցների որոնումը վերջին տարիներին եղել է հետազոտության ակտիվ ոլորտ: Այս հետազոտության հիմնական շարժիչ ուժերը ցիանիդի օգտագործման հետ կապված բնապահպանական և անվտանգության ռիսկերը նվազեցնելու և տարրալվացման ավելի արդյունավետ և ծախսատար մեթոդներ գտնելու անհրաժեշտությունն է:

Ամենահեռանկարային այլընտրանքային տարրալվացման միջոցներից մեկը թիոսուլֆատն է: Թիոսուլֆատը համեմատաբար ոչ թունավոր ռեագենտ է, որը կարող է որոշակի պայմաններում լուծել ոսկին: Թիոսուլֆատի տարրալվացման մեխանիզմը ներառում է ոսկու և թիոսուլֆատի իոնների միջև բարդույթի ձևավորում՝ օքսիդացնող նյութի առկայության դեպքում: Ցիանիդի համեմատ թիոսուլֆատն ունի մի քանի առավելություն. Այն շատ ավելի քիչ թունավոր է, ինչը նվազեցնում է դրա օգտագործման հետ կապված անվտանգության և բնապահպանական ռիսկերը: Բացի այդ, թիոսուլֆատի տարրալվացումը ավելի քիչ զգայուն է հանքաքարում որոշ կեղտերի առկայության նկատմամբ, ինչպիսիք են պղնձը և երկաթը, որոնք կարող են խանգարել ցիանիդային տարրալվացման գործընթացին: Այնուամենայնիվ, թիոսուլֆատի տարրալվացումը նույնպես ունի որոշ մարտահրավերներ: Լվացքի գործընթացը հաճախ ավելի բարդ է և պահանջում է pH-ի, ջերմաստիճանի և ռեակտիվների կոնցենտրացիայի մանրակրկիտ վերահսկում: Թիոսուլֆատի արժեքը նույնպես համեմատաբար բարձր է, ինչը կարող է սահմանափակել դրա լայնածավալ օգտագործումը հանքարդյունաբերության լայնածավալ աշխատանքներում:

Մեկ այլ այլընտրանք է հալոգենների վրա հիմնված տարրալվացման միջոցների օգտագործումը, ինչպիսիք են բրոմը և քլորիդը: Այս գործակալները կարող են լուծարել ոսկին օքսիդացման և կոմպլեքսավորման ռեակցիաների միջոցով: Բրոմի վրա հիմնված տարրալվացումը, օրինակ, որոշ ուսումնասիրություններում ցույց է տվել ոսկու տարրալուծման բարձր արագություն: Այնուամենայնիվ, հալոգենների վրա հիմնված տարրալվացման միջոցները նույնպես ունեն իրենց թերությունները: Դրանք կարող են քայքայիչ լինել սարքավորումների համար, ինչը մեծացնում է պահպանման ծախսերը: Բացի այդ, հալոգենիդային հիմքով տարրալվացման գործընթացներից առաջացած թափոնների հեռացումը կարող է մարտահրավեր լինել հալոգենիդ պարունակող թափոնների շրջակա միջավայրի վրա հնարավոր ազդեցության պատճառով:

Հետազոտվում են նաև կենսաբանական տարրալվացման նյութեր: Որոշ միկրոօրգանիզմներ, ինչպիսիք են որոշ բակտերիաներ և սնկեր, ունեն օրգանական թթուներ կամ այլ նյութեր արտադրելու ունակություն, որոնք կարող են լուծել ոսկին: Կենսաբանական տարրալվացումը էկոլոգիապես մաքուր տարբերակ է, քանի որ այն չի ներառում թունավոր քիմիական նյութերի օգտագործում: Այնուամենայնիվ, գործընթացը համեմատաբար դանդաղ է ընթանում, և անհրաժեշտ է մանրակրկիտ վերահսկել միկրոօրգանիզմների աճի պայմանները: Հետազոտությունները շարունակվում են՝ բարելավելու կենսաբանական տարրալվացման արդյունավետությունը և այն կենսունակ այլընտրանք դարձնել լայնածավալ ոսկու արդյունահանման աշխատանքների համար:

Եզրափակում

Ոսկու արդյունահանման մեջ ցիանիդային տարրալվացման նշանակության և բարդությունների ամփոփում

Ցիանիդային տարրալվացումը եղել և շարունակում է մնալ մեծ նշանակություն ոսկու արդյունահանման արդյունաբերության մեջ: Ցածր հանքաքարերից ոսկի արդյունահանելու նրա կարողությունը մեծ մասշտաբով ոսկու արդյունահանման գործառնությունները դարձրել է տնտեսապես ավելի կենսունակ: Նատրիումի ցիանիդի եզակի քիմիական հատկությունները, ինչպիսիք են ոսկու նկատմամբ նրա բարձր ընտրողականությունը, ջրի լուծելիությունը, ծախսարդյունավետությունը և ալկալային լուծույթներում կայունությունը, այն դարձրել են ոսկու արդյունահանման համար ընտրված ռեագենտը ավելի քան մեկ դար:

Այնուամենայնիվ, գործընթացը հեռու է պարզ լինելուց: Ցիանիդային տարրալվացման արդյունավետության վրա ազդում են բազմաթիվ գործոններ: Հանքաքարի բնութագրերը, ներառյալ հանքաքարի տեսակը (սուլֆիդ կամ օքսիդացված), կեղտերի առկայությունը, ինչպիսիք են սուլֆիդային հանքանյութերը, և ոսկու մասնիկների չափը հանքաքարի ներսում, կարող են մեծապես ազդել տարրալվացման գործընթացի վրա: Տարրալվացման լուծույթում ցիանիդի կոնցենտրացիան, լուծույթի pH-ի արժեքը, ջերմաստիճանը, որում տեղի է ունենում տարրալվացումը և տարրալվացման ժամանակը, բոլորը պետք է մանրակրկիտ օպտիմալացվեն՝ հասնելու համար ոսկու կորզման բարձր արագության՝ նվազագույնի հասցնելով ռեակտիվների սպառումը և շրջակա միջավայրի ազդեցությունը:

Ավելին, ցիանիդի թունավորությունը զգալի անվտանգության և բնապահպանական մարտահրավերներ է ստեղծում: Խիստ մշակման և պահպանման նախազգուշական միջոցները կարևոր են աշխատողներին ցիանիդի մահացու ազդեցությունից պաշտպանելու համար, իսկ թափոնների պատշաճ կառավարումը կարևոր է կանխելու ցիանիդ պարունակող թափոնների արտանետումը շրջակա միջավայր, ինչը կարող է կործանարար հետևանքներ ունենալ ջրային էկոհամակարգերի և մարդու առողջության համար:

Գործողության կոչ՝ հանուն ոսկու արդյունահանման կայուն և անվտանգ պրակտիկայի

Քանի որ ոսկու արդյունահանման արդյունաբերությունը առաջ է շարժվում, հանքարդյունաբերական ընկերությունների համար կարևոր է առաջնահերթություն տալ կայուն և անվտանգ գործելակերպին: Սա նշանակում է ոչ միայն օպտիմալացնել ցիանիդային տարրալվացման գործընթացը առավելագույն արդյունավետության համար, այլ նաև ներդրումներ կատարել հետազոտության և զարգացման մեջ՝ գտնելու այլընտրանքային տարրալվացման միջոցներ, որոնք կարող են նվազեցնել ցիանիդի օգտագործման հետ կապված բնապահպանական և անվտանգության ռիսկերը:

Կարճաժամկետ հեռանկարում հանքարդյունաբերական ընկերությունները պետք է կենտրոնանան լավագույն փորձի բնապահպանական կառավարման համակարգերի ներդրման վրա: Սա ներառում է կեղտաջրերի մաքրման սարքավորումների արդիականացում՝ ապահովելու համար, որ ցիանիդ պարունակող թափոնները արդյունավետ կերպով մշակվեն մինչև արտահոսքը: Պետք է տեղադրվեն իրական ժամանակի մոնիտորինգի համակարգեր՝ ցիանիդի հնարավոր արտահոսքի կամ արտահոսքի անհապաղ հայտնաբերման համար՝ թույլ տալով արագ արձագանքել և մեղմացնել: Աշխատողներին պետք է ապահովվի համապարփակ անվտանգության ուսուցում և հասանելիություն նորագույն անհատական ​​պաշտպանության սարքավորումներին:

Երկարաժամկետ հեռանկարում արդյունաբերությունը պետք է համագործակցի գիտահետազոտական ​​հաստատությունների և համալսարանների հետ՝ արագացնելու այլընտրանքային տարրալվացման տեխնոլոգիաների զարգացումը: Թիոսուլֆատի, հալոգենդի վրա հիմնված և կենսաբանական տարրալվացման գործակալների վերաբերյալ խոստումնալից հետազոտությունները պետք է հետագայում ուսումնասիրվեն և զտվեն: Բացի այդ, հանքարդյունաբերության սարքավորումների և գործընթացների շարունակական նորարարությունները, ինչպիսիք են ավելի արդյունավետ տարրալվացման տանկերի և շարունակական տարրալվացման գործընթացների մշակումը, կարող են նպաստել ոսկու արդյունահանման աշխատանքների ընդհանուր կայունության բարելավմանը:

Սպառողները նույնպես իրենց դերն ունեն: Պահանջելով ոսկի՝ ամենայն պատասխանատվությամբ, նրանք կարող են ազդել շուկայի վրա և խրախուսել հանքարդյունաբերական ընկերություններին ընդունել կայուն և անվտանգ պրակտիկա: Այս հավաքական ջանքերի շնորհիվ ոսկու արդյունահանման արդյունաբերությունը կարող է շարունակել զարգանալ՝ միևնույն ժամանակ նվազագույնի հասցնելով շրջակա միջավայրի ազդեցությունը և ապահովելով ներգրավված բոլոր շահագրգիռ կողմերի անվտանգությունն ու բարեկեցությունը: