Svelato il processo di estrazione dell'oro mediante cianuro di sodio

I. Introduzione

Nel moderno Miniera d'oro industria, Cianuro di sodio svolge un ruolo fondamentale. A differenza dei vecchi metodi di ricerca dell'oro, gli attuali processi di estrazione commerciale dell'oro possono estrarre l'oro da minerali rocciosi con un contenuto di oro estremamente basso, a volte minuscolo come lo 0.005%, dove l'oro è invisibile a occhio nudo. Il cianuro di sodio è l'agente chimico chiave in questo complesso processo di estrazione, che consente di separare l'oro dai minerali in modo efficiente. Questo articolo esplorerà in dettaglio come Cianuro di sodio viene utilizzato nell'estrazione dell'oro.

II. Le basi del cianuro di sodio

A. Proprietà chimiche

Il cianuro di sodio, con formula chimica NaCN, è un solido cristallino bianco. Appare come granuli o polvere ed è incline alla deliquescenza. Questo composto ha un leggero odore di mandorle amare. In termini di solubilità, è altamente solubile in acqua, mentre è solo leggermente solubile in etanolo. Chimicamente, cianuro di sodio è una base forte e un sale di acido debole. La sua soluzione acquosa si idrolizza per produrre acido cianidrico, rendendo la soluzione fortemente alcalina. In particolare, il cianuro di sodio è estremamente tossico. Anche una piccola quantità, sia attraverso il contatto con la pelle, l'inalazione o l'ingestione, può portare a un avvelenamento grave e potenzialmente fatale. Esercita il suo effetto letale rilasciando ioni cianuro (CN-) che hanno un'affinità di legame più forte con gli ioni ferro rispetto all'ossigeno. Ciò interrompe i normali processi ossidativi delle cellule, provocando infine asfissia cellulare e ipossia tissutale.

B. Importanza industriale

Oltre al suo ruolo nell'estrazione dell'oro, il cianuro di sodio ha un'importanza significativa in vari settori industriali. Nell'industria galvanica, funge da componente cruciale per la placcatura di rame, argento, cadmio e zinco. Aiuta a ridurre la polarizzazione anodica, assicurando la normale dissoluzione dell'anodo, stabilizzando la soluzione di placcatura e migliorando la polarizzazione catodica per ottenere strati di placcatura uniformi e di alta qualità. In metallurgia, è ampiamente impiegato nell'estrazione di metalli preziosi come oro e argento. Inoltre, è una materia prima fondamentale nell'industria chimica per la produzione di una vasta gamma di cianuri inorganici e la generazione di acido cianidrico. Svolge inoltre un ruolo fondamentale nella sintesi di materiali organici come vetro organico, vari materiali sintetici, gomma nitrilica e copolimeri di fibre sintetiche. Nell'industria dei coloranti, è utilizzato nella produzione di cloruro cianurico, un intermedio essenziale per coloranti reattivi e un precursore per agenti sbiancanti. Inoltre, l'industria farmaceutica utilizza il cianuro di sodio nella sintesi di composti come l'estere metilico dell'acido cianoacetico e il dietil malonato. Nel complesso, la versatilità e la reattività del cianuro di sodio lo rendono una sostanza chimica indispensabile nei moderni processi industriali.

III. Il processo di estrazione dell'oro con cianuro di sodio

A. Preparazione del minerale

Il primo passo nell'utilizzo del cianuro di sodio per Estrazione dell'oro sta preparando il minerale. Grandi pezzi di minerale aurifero vengono inizialmente frantumati in pezzi più piccoli utilizzando frantoi per impieghi gravosi. Questa frantumazione primaria riduce le dimensioni del minerale a una dimensione più gestibile, in genere intorno ai 150-300 millimetri. Successivamente, il minerale frantumato subisce una frantumazione secondaria, spesso con frantoi a cono o frantoi a impatto, riducendo ulteriormente le dimensioni delle particelle a circa 20-50 millimetri. Dopodiché, il minerale viene macinato in una polvere fine tramite mulini a sfere o a barre, assicurando che la maggior parte delle particelle sia inferiore a 0.074 millimetri. Questa macinazione fine è fondamentale in quanto aumenta significativamente la superficie del minerale, facilitando un migliore contatto e reazione con la soluzione di cianuro nel successivo processo di lisciviazione. Inoltre, il minerale può essere sottoposto a un processo di setacciatura per separare diverse dimensioni delle particelle, consentendo un controllo più preciso del trattamento chimico e massimizzando l'efficienza di estrazione.

B. Processo di lisciviazione

Una volta che il minerale è stato preparato finemente, entra nella fase di lisciviazione, che è il cuore del processo di estrazione dell'oro con cianuro di sodio. Il minerale in polvere viene miscelato con una soluzione di cianuro accuratamente formulata, solitamente con una concentrazione di cianuro di sodio che va dallo 0.05% allo 0.1%. In questa fase, si verifica una reazione chimica in cui l'oro nel minerale reagisce con gli ioni cianuro (CN-) in presenza di ossigeno. La reazione complessiva può essere rappresentata dall'equazione: 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH. Qui, gli atomi d'oro formano un complesso solubile con gli ioni cianuro, creando cianuro di sodio e oro (Na[Au(CN)₂]), che si dissolve nella soluzione. Il processo di lisciviazione richiede un controllo rigoroso di vari parametri. Il pH della soluzione viene mantenuto a circa 10-11 per garantire la stabilità del cianuro e prevenire la formazione di gas tossico di acido cianidrico. Anche la temperatura svolge un ruolo fondamentale; in genere, viene mantenuta entro un intervallo di 20-30 °C. Una temperatura troppo bassa rallenta la velocità di reazione, mentre un calore eccessivo può portare a una rapida evaporazione della soluzione e alla potenziale corrosione dell'attrezzatura. Un'adeguata agitazione e aerazione vengono fornite continuamente per garantire una miscelazione uniforme del minerale e della soluzione di cianuro, promuovendo un'efficiente dissoluzione dell'oro.

C. Fase di precipitazione

Dopo il processo di lisciviazione, l'oro è ora sotto forma di complessi di cianuro d'oro solubili nella soluzione. Per recuperare l'oro, viene eseguita una fase di precipitazione. Ciò comporta comunemente l'aggiunta di polvere di zinco o carbone attivo alla soluzione. Quando viene utilizzata polvere di zinco, si verifica una reazione di spostamento. Lo zinco, essendo più reattivo dell'oro, sposta l'oro dal complesso di cianuro d'oro. La reazione chimica può essere espressa come: 2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Au. Gli atomi d'oro vengono quindi ridotti alla loro forma metallica e precipitano fuori dalla soluzione. Se viene utilizzato carbone attivo, entrano in gioco la sua elevata area superficiale e le sue proprietà di adsorbimento. I complessi di cianuro d'oro si adsorbono sulla superficie del carbone attivo, separando efficacemente l'oro dalla soluzione. Il carbone attivo caricato viene quindi ulteriormente elaborato per recuperare l'oro adsorbito. Una volta completata la precipitazione, la sospensione risultante viene filtrata o centrifugata per separare il precipitato d'oro solido dal liquido rimanente, che può contenere residui di cianuro e altre impurità.

D. Processo di raffinazione

L'oro ottenuto dalla fase di precipitazione contiene ancora alcune impurità e deve essere raffinato per ottenere l'elevata purezza richiesta dal mercato. Il processo di raffinazione inizia in genere con la fusione, dove il precipitato d'oro viene riscaldato ad alta temperatura in una fornace. Ciò fonde l'oro, consentendo alle impurità più dense di depositarsi sul fondo mentre l'oro fuso può essere rimosso o versato in stampi. Successivamente, può essere impiegata l'elettrolisi per un'ulteriore purificazione. In una cella elettrolitica, l'oro impuro diventa l'anodo e un sottile foglio di oro puro funge da catodo. Quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso la cella, gli ioni d'oro dall'anodo migrano verso il catodo e si depositano come oro puro, lasciando le impurità rimanenti all'anodo. Attraverso queste fasi di raffinazione, l'oro può raggiungere un livello di purezza fino al 99.99%, soddisfacendo gli standard per varie applicazioni industriali, di gioielleria e di investimento.

IV. Applicazioni di considerazioni sulla sicurezza e sull'ambiente

A. Sicurezza dei lavoratori

Data l'estrema tossicità del cianuro di sodio, garantire la sicurezza dei lavoratori è di fondamentale importanza. I lavoratori coinvolti nel processo di estrazione dell'oro con cianuro di sodio devono ricevere una formazione completa sulla sicurezza. Devono essere esperti nella gestione della sostanza chimica, comprenderne i potenziali pericoli e conoscere le corrette procedure di emergenza. I dispositivi di protezione individuale (DPI) non sono negoziabili. I lavoratori devono indossare guanti impermeabili per evitare il contatto con la pelle, occhiali per proteggere gli occhi e respiratori per evitare di inalare qualsiasi gas di cianuro potenzialmente rilasciato. Inoltre, devono essere adottati rigidi protocolli di sicurezza. Ad esempio, le aree di lavoro devono essere ben ventilate per ridurre al minimo la concentrazione di cianuro nell'aria. Ai lavoratori deve inoltre essere vietato mangiare, bere o fumare nelle aree in cui è presente cianuro di sodio per prevenirne l'ingestione accidentale. I controlli medici regolari devono essere obbligatori per monitorare la salute dei lavoratori, in particolare di coloro che maneggiano direttamente la sostanza chimica, per rilevare eventuali segni precoci di esposizione al cianuro.

B. Impatto ambientale

L'uso del cianuro di sodio nell'estrazione dell'oro solleva anche notevoli preoccupazioni ambientali. Dopo il processo di estrazione dell'oro, i materiali di scarto rimanenti, noti come scorie di cianuro, contengono cianuro residuo. Se non gestiti correttamente, questi residui possono rappresentare una grave minaccia per l'ambiente. Il cianuro può infiltrarsi nel terreno e nelle falde acquifere, contaminando le fonti d'acqua e danneggiando la vita acquatica. Nelle acque superficiali, anche piccole quantità di cianuro possono alterare l'equilibrio ecologico, causando morie di pesci e altri impatti negativi sulla biodiversità. Per mitigare questi rischi ambientali, le società minerarie devono implementare solide strategie di gestione ambientale. Un approccio consiste nel trattare i residui di cianuro per ridurre il contenuto di cianuro a livelli sicuri. Ciò può comportare processi di trattamento chimico, come metodi di ossidazione o precipitazione, per convertire il cianuro tossico in composti meno nocivi. Un'altra misura importante è lo smaltimento e il contenimento adeguati dei residui trattati. Discariche sicure o bacini di contenimento dei residui con rivestimenti appropriati possono impedire la fuoriuscita di eventuali contaminanti rimanenti nell'ambiente. Inoltre, il monitoraggio continuo dell'ambiente circostante, inclusa la qualità dell'acqua e le condizioni del terreno, è essenziale per rilevare tempestivamente qualsiasi potenziale danno ambientale e adottare tempestivamente misure correttive.

V. conclusione

Il cianuro di sodio è innegabilmente una sostanza chimica cruciale nell'estrazione moderna dell'oro, consentendo l'estrazione dell'oro da minerali con basso contenuto di oro. È stato la pietra angolare dell'estrazione dell'oro. Industria mineraria per decenni, facilitando la produzione di oro che alimenta vari settori, dalla gioielleria alle applicazioni high-tech. Tuttavia, il suo utilizzo richiede la massima attenzione alla sicurezza e alla protezione ambientale. Le società minerarie devono investire in attrezzature di sicurezza all'avanguardia, fornire una formazione completa ai lavoratori e implementare rigidi protocolli di sicurezza per salvaguardare le vite. Allo stesso tempo, hanno l'obbligo morale e legale di gestire l'impatto ambientale, trattando in modo responsabile le scorie di cianuro e monitorando l'ecosistema per prevenire danni a lungo termine. Con l'avanzare della tecnologia, la ricerca di alternative più sicure e rispettose dell'ambiente al cianuro di sodio dovrebbe continuare. Solo trovando un equilibrio tra estrazione efficiente dell'oro, sicurezza dei lavoratori e tutela ambientale l'industria mineraria dell'oro potrà prosperare in modo sostenibile in futuro.