Áhrif samhliða tilvistar natríumsýaníðs og natríumklóríðs á útskolun

1. Inngangur

Í málmvinnslu, sérstaklega við vinnslu eðalmálma eins og gulls og silfurs, gegnir útskolun með sýaníði lykilhlutverki. Natríumsýaníð (NaCN) er mikið notað þar sem það getur leyst upp gull og silfur úr málmgrýti. Hins vegar eru ýmis efni til staðar samtímis í mörgum málmgrýtum og natríumklóríð (NaCl) er eitt af algengustu söltunum sem fylgja þeim. Að skilja áhrif samhliða tilvistar (NaCN) og (NaCl) á útskolunarferlið er lykilatriði til að hámarka skilvirkni útdráttar, draga úr kostnaði og lágmarka umhverfisáhrif. Þessi grein miðar að því að skoða þetta mál ítarlega.

2. Hlutverk natríumsýaníðs í útskolun

2.1 Efnafræðilegur verkunarháttur

Við útskolun sýaníðs gegna sýaníðjónir lykilhlutverki í myndun leysanlegra fléttna með gull- og silfuratómum. Súrefni er einnig nauðsynlegt þar sem það virkar sem oxunarefni, auðveldar oxun gulls og silfurs og stuðlar að upplausn þeirra í sýaníðlausninni. Þessi efnasamskipti gera kleift að vinna þessi eðalmálma úr málmgrýtinu.

2.2 Þættir sem hafa áhrif á skilvirkni natríumsýaníðs við útskolun

• Styrkur natríumsýaníðs : Styrkur natríumsýaníðs hefur veruleg áhrif á útskolunarhraðann. Fræðilega séð þarf ákveðið magn af natríumsýaníði til að leysa upp ákveðið magn af gulli byggt á rafefnafræðilegum viðbrögðum. Hins vegar er raunveruleg notkun natríumsýaníðs í reynd oft miklu hærri en fræðilegt magn. Í ferlum eins og kolefni í trjákvoðu (CIP) og kolefni í útskolun (CIL) er styrkur natríumsýaníðs almennt haldið innan ákveðins bils. Fyrir flóknari málmgrýti eða þau sem innihalda mikið óhreinindi gæti þurft að auka styrkinn í samræmi við það.

• pH-gildi : Natríumsýaníð vatnsrofnar í lausn og myndar blásýru, sem er mjög eitrað gas. Vatnsrofsstigið fer eftir pH-gildi lausnarinnar. Til að lágmarka sýaníðtap við vatnsrof og tryggja stöðugleika sýaníðlausnarinnar er pH-gildið venjulega haldið innan ákveðins basísks bils í gull-CIP-verksmiðjum. Þetta pH-umhverfi hefur einnig áhrif á bestu natríumsýaníðþéttni fyrir árangursríka gullútskolun.

• Styrkur uppleysts súrefnis : Súrefni er ómissandi fyrir upplausn gulls og silfurs í sýaníðlausn. Viðbrögðin krefjast bæði sýaníðjóna og súrefnis. Hámarksleysni súrefnis við stofuhita og þrýsting er takmörkuð. Ef styrkur uppleysts súrefnis í leðjunni er of lágur getur það takmarkað upplausnarhraða gulls og silfurs. Í slíkum tilfellum er hægt að nota aðferðir eins og að sprauta lofti í leðjuna eða bæta við vetnisperoxíði til að auka súrefnisþéttnina. Hlutfall súrefnis og sýaníðs er mikilvægt; ójafnvægi getur leitt til minnkaðrar útskolunarhraða.

3. Áhrif natríumklóríðs á útskolunarferlið

3.1 Áhrif á efnaumhverfið

• Jónastyrkur og virknistuðull : Þegar natríumklóríð er til staðar í útskolunarlausninni eykur það jónastyrk lausnarinnar. Samkvæmt viðeigandi kenningum getur aukning á jónastyrk haft áhrif á virknistuðla jóna í lausninni. Í útskolunarkerfi sýaníðs getur þessi breyting á virknistuðlum haft áhrif á efnajafnvægi viðbragða sem tengjast upplausn gulls og silfurs. Til dæmis getur það breytt virkum styrk sýaníðjóna sem eru tiltækar til að hvarfast við gull og þar með haft áhrif á útskolunarhraðann.

• Samkeppni um hvarfgjörn svæði : Klóríðjónir geta keppt við sýaníðjónir um hvarfgjörn svæði á yfirborði málmgrýtisagnanna. Í sumum tilfellum, ef styrkur klóríðjóna er nógu mikill, geta þær aðsogast á yfirborð gull- eða silfuragna, sem kemur í veg fyrir að sýaníðjónir komist inn og þar með dregið úr útskolunarhagkvæmni. Hins vegar, við vissar aðstæður, getur nærvera klóríðjóna einnig haft jákvæð áhrif. Til dæmis, í sumum málmgrýtum sem innihalda koparsteindir, geta klóríðjónir myndað fléttur með kopar, sem dregur úr notkun sýaníðs af kopar og hugsanlega bætir útskolun gulls og silfurs.

3.2 Áhrif á útskolun tengdra málma

• Kopar-innihaldandi málmgrýti : Í málmgrýti með hátt koparinnihald hvarfast koparsteindir kröftuglega við natríum sýaníð og neyta verulegs magns af sýaníði. Nærvera natríumklóríðs getur haft áhrif á þessi viðbrögð. Klóríðjónir geta myndað fléttur með kopar og þessi fléttur geta haft annan stöðugleika samanborið við kopar-sýaníð fléttur. Ef myndun kopar-klóríð flétta er æskileg getur það dregið úr magni sýaníðs sem kopar neytir, sem skilur eftir meira sýaníð tiltækt fyrir útskolun gulls og silfurs.

• Aðrir málmar : Natríumklóríð getur einnig haft samskipti við aðra málma sem eru í málmgrýtinu, svo sem sink, blý og járn. Til dæmis geta klóríðjónir aukið leysni sumra sink- og blýsambanda, sem getur aftur haft áhrif á hegðun þeirra við útskolun og áhrif þeirra á sýaníðútskolun gulls og silfurs. Í tilviki járns getur nærvera klóríðjóna haft áhrif á myndun og stöðugleika járninnihaldandi útfellinga eða fléttna, sem geta annað hvort stuðlað að eða hamlað útskolunarferlinu eftir því sem aðstæður eru við lýði.

4. Samanlögð áhrif natríumsýaníðs og natríumklóríðs á útskolun

4.1 Samverkandi eða mótvirk áhrif

• Samverkandi áhrif : Í sumum tilfellum getur samhliða notkun natríumsýaníðs og natríumklóríðs haft jákvæð eða samverkandi áhrif á útskolunarferlið. Til dæmis, í ákveðnum eldföstum gullmálmgrýti, getur bætt viðeigandi magn af natríumklóríði bætt gegndræpi málmgrýtisins, sem gerir sýaníðjónum kleift að komast auðveldlegar í gegn og hvarfast við gullagnir. Þetta getur leitt til aukinnar útskolunarhraða gullsins. Að auki, eins og áður hefur komið fram, í málmgrýti með koparsteinefnum, getur myndun kopar-klóríð fléttna með natríumklóríði dregið úr sýaníðnotkun kopars, sem er gagnlegt fyrir sýaníðútskolun gulls og silfurs, sem sýnir samverkandi áhrif.

• Mótvirk áhrif : Hins vegar eru einnig aðstæður þar sem natríum sýaníð og natríumklóríð hafa andstæð eða mótvirk áhrif. Hár styrkur klóríðjóna getur keppt við sýaníðjónir um yfirborð gull- og silfuragna, sem og raskað efnajafnvægi útskolunarviðbragða sýaníðsins, sem leiðir til minnkaðrar útskolunargetu. Ennfremur, ef nærvera natríumklóríðs veldur myndun ákveðinna útfellinga eða fléttna sem húða yfirborð málmgrýtisagnanna, getur það komið í veg fyrir að sýaníðjónir komist í snertingu við verðmætu málmana, sem dregur enn frekar úr útskolunarhraða.

4.2 Hagnýting útskolunarferlisins í návist beggja

• Aðlögun á styrk hvarfefna : Þegar bæði natríum sýaníð og natríumklóríð eru til staðar er nauðsynlegt að hámarka styrk þeirra. Þetta krefst ítarlegrar greiningar á samsetningu málmgrýtisins. Fyrir málmgrýti með hátt innihald málma sem geta hvarfast við sýaníð, svo sem kopar, má íhuga viðeigandi aukningu á natríumklóríðstyrk til að draga úr sýaníðnotkun. Á sama tíma ætti að aðlaga styrk natríum sýaníðs í samræmi við raunverulega útskolun til að tryggja skilvirka útskolun gulls og silfurs.

• Stjórnun á ferlisskilyrðum : Auk styrk hvarfefna þarf einnig að stjórna öðrum ferlisskilyrðum eins og pH, hitastigi og loftræstingu vandlega. Halda þarf pH-gildinu innan viðeigandi marka til að tryggja stöðugleika sýaníðlausnarinnar og virkni útskolunarinnar, að teknu tilliti til áhrifa bæði natríumsýaníðs og natríumklóríðs. Hitastig lausnarinnar er einnig mikilvægt. Þó að það sé fræðilega séð kjörhitastig fyrir upplausn gulls í sýaníðlausn, geta áhrif hitastigs á útskolunarferlið breyst í návist natríumklóríðs og það er nauðsynlegt að finna kjörhitastigið með tilraunum. Nægileg loftræsting er mikilvæg til að tryggja nægilegt súrefnisframboð fyrir útskolunina og nærvera natríumklóríðs getur haft áhrif á leysni og dreifingu súrefnis í lausninni, sem þarf að hafa í huga.

5. Tilviksrannsóknir og tilraunaniðurstöður

5.1 Dæmisaga 1: Gull-silfur málmgrýti með hátt koparinnihald

Í gull-silfurnámi með hátt koparinnihald leiddi hefðbundin sýaníðútskolun með eingöngu natríumsýaníði til lágs gullútskolunarhraða vegna mikillar sýaníðnotkunar kopars. Þegar natríumklóríði var bætt við útskolunarkerfið í ákveðnum styrk og natríumsýaníðstyrkurinn var stilltur, jókst gullútskolunarhraðinn. Greiningin sýndi að viðbót natríumklóríðs leiddi til myndunar kopar-klóríð fléttna, sem minnkaði magn sýaníðs sem kopar neytti og jók þannig framboð sýaníðs fyrir gullútskolun.

5.2 Dæmisaga 2: Eldfast gullmálmgrýti

Fyrir eldfast gullmálmgrýti náði upphafleg sýaníðútskolun án natríumklóríðs lágum gullútskolunarhraða. Eftir að natríumklóríði hafði verið bætt við í ákveðnum styrk og sýaníðstyrkurinn og aðrar ferlisaðstæður voru fínstilltar jókst gullútskolunarhraðinn. Smásjárskoðun á málmgrýtisagnunum leiddi í ljós að viðbót natríumklóríðs bætti gegndræpi málmgrýtisins, sem gerði sýaníðjónum kleift að ná til gullagnanna betur og þar með auka skilvirkni útskolunarinnar.

6. Umhverfis- og öryggissjónarmið

6.1 Eituráhrif sýaníðs

Sýaníð er mjög eitrað efni. Öll losun sýaníð-innihaldandi lausna út í umhverfið getur haft alvarlegar afleiðingar fyrir lífríki í vatni, jarðvegsgæði og heilsu manna. Þegar natríumklóríð er til staðar samhliða natríumsýaníði í útskolunarferlinu er nauðsynlegt að tryggja að meðhöndlun og meðhöndlun á úrgangi sem inniheldur sýaníð sé enn framkvæmd í ströngu samræmi við umhverfisreglur. Nærvera natríumklóríðs getur haft áhrif á hegðun sýaníðs í úrgangsmeðhöndlunarferlum, svo sem í aðferðum sem notaðar eru til að eyða sýaníði eins og basískri klórun eða líffræðilegri meðhöndlun. Til dæmis getur aukinn jónstyrkur af völdum natríumklóríðs haft áhrif á viðbragðshraða og skilvirkni þessara meðhöndlunaraðferða.

6.2 Öryggi við meðhöndlun

Meðhöndla þarf bæði natríum sýaníð og natríumklóríð með varúð. Natríum sýaníð er afar eitrað og krefst strangra öryggisráðstafana við geymslu, flutning og notkun. Natríumklóríð, þótt það sé tiltölulega minna hættulegt, getur samt valdið áhættu eins og tæringu á búnaði og hugsanlegum áhrifum á vinnuumhverfið ef það er ekki meðhöndlað rétt. Í útskolunarferli þar sem bæði eru notuð þarf að þjálfa starfsmenn til að meðhöndla þessi efni á öruggan hátt og viðeigandi öryggisbúnaður og verklagsreglur ættu að vera til staðar til að koma í veg fyrir slys og tryggja vellíðan starfsmanna.

7. Niðurstaða

Samhliða tilvist natríumsýaníðs og natríumklóríðs í útskolunarferlinu hefur flókin áhrif á útdrátt eðalmálma. Natríumklóríð getur haft áhrif á efnafræðilegt umhverfi útskolunarlausnarinnar, haft samskipti við skylda málma og haft bæði samverkandi og andstæð áhrif með natríumsýaníði. Skilningur á þessum áhrifum er nauðsynlegur til að hámarka útskolunarferlið. Með því að aðlaga hvarfefnastyrk, stjórna ferlisskilyrðum og taka tillit til umhverfis- og öryggisþátta er mögulegt að ná fram skilvirkari og sjálfbærari útdrátt á gulli, silfri og öðrum verðmætum málmum. Frekari rannsókna og tilrauna er enn þörf til að kanna til fulls möguleika þessa samhliða kerfis við mismunandi gerðir málmgrýtis og ferlisskilyrði, með það að markmiði að bæta stöðugt útdráttartækni málmiðnaðarins.