ნატრიუმის ციანიდის გამორეცხვის სიჩქარეზე მორევის სიჩქარის გავლენა

1. შესავალი

ციანიდით გამორეცხვა ფართოდ გამოიყენება სამთო მრეწველობაში ძვირფასი ლითონების, განსაკუთრებით ოქროს, მადნებიდან მოსაპოვებლად. ნატრიუმის ციანიდი გადამწყვეტ როლს ასრულებს ამ პროცესში, რადგან ის რეაგირებს ლითონებთან ხსნადი კომპლექსების წარმოქმნით, რაც მათ მადნის მატრიციდან გამოყოფას უზრუნველყოფს. ციანიდით გამორეცხვის ეფექტურობაზე გავლენის მქონე სხვადასხვა ფაქტორებს შორის , მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა აქვს მორევის სიჩქარეს. ამ სტატიის მიზანია დეტალურად შეისწავლოს, თუ როგორ მოქმედებს მორევის სიჩქარე ნატრიუმის ციანიდის გამორეცხვის სიჩქარეზე.

2. ციანიდის გამორეცხვაში მორევის როლი

2.1 მასის გადაცემის გაძლიერება

ციანიდით გამორეცხვის პროცესში, ნატრიუმის ციანიდსა და მადნის ლითონს შორის რეაქცია ხდება მყარი მადნის ნაწილაკებისა და თხევადი ციანიდის ხსნარის საზღვარზე. მორევა ხელს უწყობს რეაქტანტების ( ნატრიუმის ციანიდი და ჟანგბადი) მასის გადაცემის გაუმჯობესებას მადნის ნაწილაკების ზედაპირზე და რეაქციის პროდუქტების ზედაპირიდან მოცილებას. მორევის სიჩქარის გაზრდისას, ნაწილაკების გარშემო სითხის ნაკადი უფრო ტურბულენტური ხდება. ეს ტურბულენტობა ამცირებს ნაწილაკების გარშემო სასაზღვრო ფენის სისქეს, რომელიც არის რეგიონი, სადაც რეაქტანტებისა და პროდუქტების კონცენტრაციის გრადიენტი არსებობს. შედეგად, ნატრიუმის ციანიდისა და ჟანგბადის დიფუზიის სიჩქარე ნაწილაკების ზედაპირზე იზრდება, რაც ხელს უწყობს გამორეცხვის რეაქციას.

2.2 ნაწილაკების დალექვის პრევენცია

მორევის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფუნქციაა მადნის წვრილი ნაწილაკების დალექვის თავიდან აცილება, განსაკუთრებით იმ მადნების შემთხვევაში, რომლებიც შეიცავს ლორწოს, თიხას ან ფიქალს. ეს წვრილი ნაწილაკები შეიძლება დაილექოს გამორეცხვის პროცესის დროს, რაც ამცირებს მადანსსა და ციანიდის ხსნარს შორის კონტაქტის არეს და ამით ამცირებს გამორეცხვის ეფექტურობას. რბილობის (მადანისა და ხსნარის ნარევის) უწყვეტი მორევის შედეგად, ნაწილაკები სუსპენზიის მდგომარეობაში რჩება, რაც უზრუნველყოფს ციანიდის ხსნართან ერთგვაროვან კონტაქტს გამორეცხვის მთელი პროცესის განმავლობაში.

3. ექსპერიმენტული კვლევები მორევის სიჩქარის გავლენის შესახებ

3.1 ლაბორატორია - მასშტაბური ექსპერიმენტები

ნატრიუმის ციანიდის მორევის სიჩქარესა და გამორეცხვის სიჩქარეს შორის ურთიერთკავშირის შესასწავლად ჩატარდა მრავალი ლაბორატორიული მასშტაბის ექსპერიმენტი. ტიპურ ექსპერიმენტში, მადნის ნიმუში დაფქულია ნაწილაკების კონკრეტულ ზომამდე და შემდეგ შერეულია ციანიდის ხსნართან რეაქტორში, რომელიც აღჭურვილია მორევის მექანიზმით. მორევის სიჩქარე ცვალებადია და გამორეცხვის სიჩქარე იზომება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში. მაგალითად, ოქროს შემცველ მადანზე ჩატარებულ ექსპერიმენტში, როდესაც მორევის სიჩქარე გაიზარდა 200 ბრ/წთ-დან 600 ბრ/წთ-მდე, ოქროს (რომელიც გამოირეცხება ნატრიუმის ციანიდით) გამორეცხვის სიჩქარე მნიშვნელოვნად გაიზარდა გამორეცხვის საწყის ეტაპებზე. თუმცა, გარკვეული მორევის სიჩქარის მიღმა (ამ შემთხვევაში დაახლოებით 800 ბრ/წთ), გამორეცხვის სიჩქარის ზრდა ნაკლებად შესამჩნევი გახდა.

3.2 სამრეწველო მასშტაბის დაკვირვებები

სამრეწველო მასშტაბის ოპერაციები ასევე იძლევა ღირებულ ინფორმაციას მორევის სიჩქარის გავლენის შესახებ. ფართომასშტაბიან ციანიდის გამორეცხვის ქარხნებში, გამორეცხვის ავზების მორევის სიჩქარე ფრთხილად კონტროლდება. დაფიქსირდა, რომ როდესაც მორევის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ავზში არის ადგილები, სადაც მადნის ნაწილაკები კარგად არ არის შერეული ციანიდის ხსნართან, რაც იწვევს გამორეცხვის საერთო სიჩქარის შემცირებას. მეორეს მხრივ, თუ მორევის სიჩქარე ძალიან მაღალია, ამან შეიძლება გამოიწვიოს აღჭურვილობის ზედმეტი ცვეთა, ენერგიის მოხმარების გაზრდა და შესაძლოა გამოიწვიოს მორევების წარმოქმნა, რამაც შეიძლება ხელი შეუშალოს გამორეცხვის პროცესს. მაგალითად, ფართომასშტაბიან ოქროს ციანირების ქარხანაში, მორევის სიჩქარის სტანდარტული 400 ბრ/წთ-დან 500 ბრ/წთ-მდე გაზრდამ გამოიწვია ოქროს გამორეცხვის სიჩქარის 5%-ით ზრდა, მაგრამ მისი შემდგომი 600 ბრ/წთ-მდე გაზრდამ გამოიწვია მხოლოდ უმნიშვნელო 1%-იანი ზრდა, ხოლო ენერგიის მოხმარება გაიზარდა 20%-ით.

4. ოპტიმალური მორევის სიჩქარის განსაზღვრა

4.1 მადნის მახასიათებლების გათვალისწინება

ციანიდით გამორეცხვის ოპტიმალური მორევის სიჩქარე დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე, რომელთაგან მთავარი გასათვალისწინებელია მადნის მახასიათებლები. დიდი ნაწილაკების ზომის მადნებისთვის, შესაძლოა საჭირო გახდეს მორევის უფრო მაღალი სიჩქარე, რათა ციანიდის ხსნარს შეეძლოს ფორებში შეღწევა და ნაწილაკების შიდა ნაწილებთან რეაქციაში შესვლა. ამის საპირისპიროდ, წვრილმარცვლოვანი მადნებისთვის, ნაწილაკების სუსპენზიაში შესანარჩუნებლად და მასის გადაცემის ხელშესაწყობად, მორევის უფრო დაბალი სიჩქარე შეიძლება საკმარისი იყოს. გარდა ამისა, მადნის მინერალოგიას მნიშვნელობა აქვს. თუ მადანი შეიცავს მინერალებს, რომლებიც ადვილად იჟანგება ან ციანიდთან სწრაფი სიჩქარით რეაგირებს, რეაქციის სიჩქარის გასაკონტროლებლად და ნატრიუმის ციანიდის ჭარბი მოხმარების თავიდან ასაცილებლად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მორევის უფრო დაბალი სიჩქარე.

4.2 გაჟონვის მაჩვენებლისა და ღირებულების დაბალანსება

მადნის მახასიათებლების გარდა, ოპტიმალური მორევის სიჩქარის განსაზღვრაში როლს თამაშობს გამორეცხვის პროცესის ეკონომიურობაც. უფრო მაღალი მორევის სიჩქარე, როგორც წესი, მეტ ენერგიას მოითხოვს, რაც ზრდის ქარხნის საოპერაციო ხარჯებს. ამიტომ, საჭიროა ბალანსის დაცვა მაღალი გამორეცხვის სიჩქარის მიღწევასა და ენერგიის მოხმარების მინიმიზაციას შორის. ეს ხშირად გულისხმობს ეკონომიკური ანალიზების ჩატარებას, რომელიც ითვალისწინებს ისეთ ფაქტორებს, როგორიცაა მოპოვებული ლითონის ღირებულება, ნატრიუმის ციანიდის ღირებულება და სხვადასხვა მორევის სიჩქარესთან დაკავშირებული ენერგიის ღირებულება. მაგალითად, თუ ოქროს ფასი მაღალია და ენერგიის ღირებულება შედარებით დაბალია, ოქროს გამორეცხვის სიჩქარის მაქსიმიზაციისთვის შეიძლება შეირჩეს ოდნავ უფრო მაღალი მორევის სიჩქარე. თუმცა, თუ ენერგიის ღირებულება მთავარი საზრუნავია, შეიძლება შეირჩეს უფრო დაბალი მორევის სიჩქარე, მაშინაც კი, თუ ეს გამორეცხვის სიჩქარის ოდნავ დაბალ მაჩვენებელს გამოიწვევს.

5. მორევის სიჩქარის რეგულირებასთან დაკავშირებული სირთულეები

5.1 აღჭურვილობის შეზღუდვები

მორევის სიჩქარის რეგულირების ერთ-ერთი გამოწვევა აღჭურვილობის შეზღუდვებია. გამორეცხვის ავზების დიზაინი, მორევის ძრავების სიმძლავრე და იმპულსების მექანიკური სიმტკიცე - ეს ყველაფერი ზღუდავს მორევის სიჩქარის დიაპაზონს, რომლის მიღწევაც შესაძლებელია. ზოგიერთ შემთხვევაში, აღჭურვილობის განახლება უფრო მაღალი ან უფრო ზუსტი მორევის სიჩქარის მისაღწევად შეიძლება მოითხოვდეს მნიშვნელოვან კაპიტალდაბანდებებს. მაგალითად, თუ ქარხანას სურს მორევის სიჩქარის გაზრდა მიმდინარე მაქსიმალურ ზღვარს გადააჭარბოს, მას შეიძლება დასჭირდეს ძრავების შეცვლა უფრო მძლავრი ძრავებით და უფრო ძლიერი იმპულსების დაყენება, რაც შეიძლება ძვირადღირებული წამოწყება იყოს.

5.2 პროცესის არასტაბილურობა

მორევის სიჩქარის შეცვლამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს პროცესის არასტაბილურობა. მორევის სიჩქარის უეცარმა ზრდამ ან შემცირებამ შეიძლება დაარღვიოს ნაკადის სქემა გამორეცხვის ავზში, რაც გამოიწვევს მადნის ნაწილაკებისა და ციანიდის ხსნარის არათანაბარ განაწილებას. ამან შეიძლება გამოიწვიოს გამორეცხვის სიჩქარის არათანმიმდევრულობა და შესაძლოა გამოიწვიოს ავზში ცხელი ან ცივი წერტილების წარმოქმნა, სადაც რეაქციის სიჩქარე ან ძალიან მაღალია, ან ძალიან დაბალი. მაგალითად, თუ მორევის სიჩქარე ძალიან სწრაფად შემცირდება, მადნის ნაწილაკებმა შეიძლება დაიწყონ დალექვა ავზის ზოგიერთ ნაწილში, რაც გამოიწვევს გამორეცხვის საერთო ეფექტურობის შემცირებას.

6. დასკვნა

ციანიდით გამორეცხვის პროცესში ნატრიუმის ციანიდის გამორეცხვის სიჩქარეზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მორევის სიჩქარე. მასის გადაცემის გაძლიერებით და ნაწილაკების დალექვის თავიდან აცილებით, შესაბამისი მორევის სიჩქარე აუმჯობესებს გამორეცხვის პროცესის ეფექტურობას. თუმცა, ოპტიმალური მორევის სიჩქარის განსაზღვრა მოითხოვს მადნის მახასიათებლებისა და ეკონომიურობის ფრთხილად გათვალისწინებას. გარდა ამისა, მორევის სიჩქარის რეგულირებისას უნდა გადაიჭრას ისეთი გამოწვევები, როგორიცაა აღჭურვილობის შეზღუდვები და პროცესის არასტაბილურობა. ამ სფეროში შემდგომი კვლევა შეიძლება ფოკუსირებული იყოს უფრო ეფექტური მორევის ტექნოლოგიების შემუშავებასა და ციანიდით გამორეცხვის საერთო პროცესის ოპტიმიზაციაზე, რათა გაუმჯობესდეს ძვირფასი ლითონების აღდგენა, გარემოზე ზემოქმედებისა და ხარჯების მინიმიზაციის პარალელურად.