ნატრიუმის ციანიდის გამოყენება მეტალურგიულ ინდუსტრიაში

შესავალი

ნატრიუმის ციანიდი (NaCN), არაორგანული ნაერთი, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მეტალურგიული მრეწველობამიუხედავად მისი მაღალი ტოქსიკურობისა, მისი უნიკალური ქიმიური თვისებები მას შეუცვლელს ხდის მეტალურგიული პროცესების რამდენიმე სახეობაში, განსაკუთრებით ძვირფასი ლითონების მოპოვებაში. ეს სტატია განიხილავს მის სხვადასხვა გამოყენებას. ნატრიუმის ციანიდი მეტალურგიაში, მისი მუშაობის მექანიზმების, უპირატესობებისა და მასთან დაკავშირებული გამოწვევების შესწავლით.

ნატრიუმის ციანიდის ქიმიური თვისებები, რომლებიც მნიშვნელოვანია მეტალურგიისთვის

ნატრიუმის ციანიდი თეთრი, წყალში ხსნადი მყარი ნივთიერებაა. წყალხსნარში ის დისოცირდება ნატრიუმის იონებად (Na⁺) და ციანიდის იონებად (CN⁻). ციანიდის იონს განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მეტალურგიაში. ის ძლიერი ნუკლეოფილია, რაც ნიშნავს, რომ მას აქვს მაღალი აფინურობა დადებითად დამუხტული ლითონის იონების მიმართ. ეს თვისება საშუალებას აძლევს ციანიდის იონებს შექმნან სტაბილური კომპლექსები ლითონის იონებთან, მახასიათებელი, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა მეტალურგიულ გამოყენებაში.

გამოყენება ძვირფასი ლითონების მოპოვებაში

ოქროს მოპოვება

1. ციანიდაციის პროცესი: ყველაზე ცნობილი გამოყენება ნატრიუმის ციანიდი მეტალურგიაში ოქროს მოპოვება მისი მადნებიდან არის. ციანიდაციის პროცესი, რომელსაც ასევე მაკარტურ-ფორესტის პროცესს უწოდებენ, შემუშავდა მე-19 საუკუნის ბოლოს და დღემდე დომინანტურ მეთოდად რჩება. ოქროს მოპოვება მსოფლიო მასშტაბით. ამ პროცესში, დაქუცმაცებული ოქროს მადანი გამოირეცხება განზავებული ხსნარით ნატრიუმის ციანიდი, როგორც წესი, 0.05-0.2%-იანი კონცენტრაციის დიაპაზონში. ამ პროცესის დროს, მეტალური ოქრო წყალხსნარში რეაგირებს ჟანგბადთან და ნატრიუმის ციანიდთან. რეაქციის შედეგად ოქრო წარმოქმნის ხსნად კომპლექსს, რომელიც ცნობილია როგორც ნატრიუმის აუროციანიდი. ამ კომპლექსის გამოყოფა შესაძლებელია დარჩენილი მადნის მატრიცისგან. გამორეცხვის ეტაპის შემდეგ, ოქრო ამოღებულია ხსნარიდან. ერთ-ერთი გავრცელებული მეთოდია გააქტიურებული ნახშირბადის გამოყენება, სადაც ოქროსა და ციანიდის კომპლექსი ადსორბირდება ნახშირბადზე (პროცესი, რომელსაც ეწოდება ნახშირბადი რბილობაში ან CIP). შემდგომში, ოქრო დისორბირდება ნახშირბადიდან და შემდგომ რაფინირდება სუფთა ოქროს მისაღებად.

2. ოქროს მოპოვების უპირატესობებიოქროს მოპოვებისას ნატრიუმის ციანიდი რამდენიმე მიზეზის გამო სარგებლობს უპირატესობით. ის ძალიან ეფექტურია ოქროს გახსნისთვის დაბალი შემცველობის მადნებიდანაც კი, რაც ხშირად თანამედროვე მოპოვებაში ნორმას წარმოადგენს. პროცესი შედარებით მარტივი და ეკონომიურია ზოგიერთ ალტერნატიულ მეთოდთან შედარებით. მისი უნარი, წარმოქმნას სტაბილური კომპლექსები ოქროსთან, საშუალებას იძლევა ეფექტურად გამოეყოს ოქრო მადანში არსებული სხვა მინერალებისგან.

3. გამოწვევები და გარემოსდაცვითი შეშფოთებათუმცა, ოქროს მოპოვებაში ნატრიუმის ციანიდის გამოყენებას თავისი სირთულეები არ აწუხებს. მისი უკიდურესი ტოქსიკურობა სერიოზულ შეშფოთებას იწვევს. სათანადო მართვის გარეშე, ნატრიუმის ციანიდმა შეიძლება მნიშვნელოვანი საფრთხე შეუქმნას ადამიანის ჯანმრთელობას და გარემოს. დაღვრის ან გაჟონვის შემთხვევაში, ციანიდმა შეიძლება დააბინძუროს წყლის წყაროები, რაც წყლის ორგანიზმებს კლავს. გარდა ამისა, ციანიდის შემცველი ნარჩენი ნარჩენების განადგურება, რომლებიც კვლავ მცირე რაოდენობით ციანიდს და სხვა მძიმე მეტალებს შეიცავს, კომპლექსურ საკითხს წარმოადგენს. ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში ნატრიუმის ციანიდის უსაფრთხო დამუშავებისა და განადგურების უზრუნველსაყოფად ბევრ ქვეყანაში მკაცრი გარემოსდაცვითი რეგულაციებია მიღებული.

ვერცხლის მოპოვება

1. მსგავსი ციანიდზე დაფუძნებული პროცესებინატრიუმის ციანიდი ასევე გამოიყენება ვერცხლის მადნებიდან მოპოვებისთვის. პრინციპები ოქროს მოპოვების მსგავსია. ვერცხლის მადნები მუშავდება ნატრიუმის ციანიდის ხსნარით და ვერცხლი წარმოქმნის ხსნად ციანიდის კომპლექსს. შემდეგ შესაძლებელია ვერცხლ-ციანიდის კომპლექსის შემდგომი დამუშავება სუფთა ვერცხლის მისაღებად. აღდგენის მეთოდები შეიძლება მოიცავდეს დალექვას, ელექტროლიზს ან ადსორბციას შესაბამის გარემოზე, ოქროს მოპოვებისთვის გამოყენებული პროცესების მსგავსად.

2. როლი რთულ მადნებშიხშირ შემთხვევაში, ვერცხლი რთულ მადნებში გვხვდება სხვა ლითონებთან ერთად, როგორიცაა ტყვია, თუთია და ოქრო. ნატრიუმის ციანიდს შეუძლია შერჩევითად გახსნას ვერცხლი, რაც საშუალებას იძლევა გამოეყოს იგი სხვა კომპონენტებისგან. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მადნის ღირებულების მაქსიმიზაციისა და ყველა ძვირფასი ლითონის ეფექტური მოპოვების უზრუნველსაყოფად.

გამოყენება ლითონის მოპირკეთებაში

1. ელექტროპლატირებაელექტრომობილიზაციის ინდუსტრიაში ნატრიუმის ციანიდი გამოიყენება ისეთი ლითონების მოპირკეთებისთვის, როგორიცაა სპილენძი, ვერცხლი, კადმიუმი და თუთია. ციანიდზე დაფუძნებულ ელექტრომობილიზაციის აბაზანაში ნატრიუმის ციანიდი მრავალ ფუნქციას ასრულებს. ის მოქმედებს როგორც კომპლექსური აგენტი, რომელიც ხელს უწყობს ლითონის იონების სუბსტრატზე დალექვის კონტროლს. მაგალითად, სპილენძის ელექტრომობილიზაციის დროს, ხსნარში სპილენძის იონები ქმნიან კომპლექსებს ციანიდის იონებთან. შემდეგ კომპლექსური სპილენძის იონები აღდგება კათოდზე (მოპირკეთების ობიექტი) სპილენძის ნალექის წარმოქმნით. მოპირკეთების აბაზანაში ციანიდის არსებობამ შეიძლება გააუმჯობესოს მოპირკეთების ხარისხი ლითონის დალექვის სიჩქარის შემცირებით, რაც იწვევს უფრო ერთგვაროვან და წებოვან საფარს.

2. უპირატესობები მოოქროვებაშიციანიდზე დაფუძნებული ელექტრომობილიზაციის აბაზანები რამდენიმე უპირატესობას გვთავაზობს. მათ შეუძლიათ უკეთესი სროლის სიმძლავრის უზრუნველყოფა, რაც ნიშნავს, რომ ლითონი უფრო თანაბრად ილექება რთული ფორმის ობიექტებზე. ნატრიუმის ციანიდის გამოყენებამ ასევე შეიძლება გააძლიეროს მოოქროვილი ფენის სიკაშკაშე და სიგლუვე. თუმცა, ციანიდის ტოქსიკურობის გამო, იზრდება ალტერნატიული არაციანიდური ელექტრომობილიზაციის პროცესების შემუშავების ტენდენცია. თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში, სადაც საჭიროა მაღალი ხარისხის მოოქროვა, მაგალითად, საიუველირო და ელექტრონიკის ინდუსტრიებში, ციანიდზე დაფუძნებული ელექტრომობილიზაცია ნატრიუმის ციანიდით კვლავ გამოიყენება.

გამოყენება ლითონების რაფინირებასა და გაწმენდაში

1. მინარევების მოცილებანატრიუმის ციანიდის გამოყენება შესაძლებელია გარკვეული ლითონების რაფინირებისას მინარევების მოსაშორებლად. მაგალითად, ნიკელის რაფინირებისას, ციანიდის გამოყენება შესაძლებელია მინარევების, როგორიცაა სპილენძი და თუთია, შერჩევით დასალექად, მათი შესაბამისი ციანიდური კომპლექსების სახით. მინარევების ეს ლითონ-ციანიდური კომპლექსები შემდეგ შეიძლება გამოეყოს ნიკელის ხსნარიდან ფილტრაციის ან სხვა გამოყოფის ტექნიკის მეშვეობით, რაც გამოიწვევს უფრო სუფთა ნიკელის პროდუქტის მიღებას.

2. ძვირფასი ლითონების გაწმენდაძვირფასი ლითონების, როგორიცაა ოქრო და ვერცხლი, გაწმენდისას ექსტრაქციის შემდეგ, ნატრიუმის ციანიდის გამოყენება შესაძლებელია შემდგომ რაფინირების ეტაპებზე. მაგალითად, მისი გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერი დარჩენილი არაძვირფასი ლითონის მინარევების გასახსნელად და მოსაშორებლად, რომლებიც სრულად არ გამოეყო საწყისი ექსტრაქციის პროცესის დროს. ეს ხელს უწყობს ძვირფასი ლითონების უფრო მაღალი სისუფთავის დონის მიღწევას, რაც გადამწყვეტია საიუველირო ნაწარმის, ელექტრონიკის და საინვესტიციო მიზნებისთვის.

მომავლის პერსპექტივები და ალტერნატივები

1. ციანიდის ძიება - უფასო ალტერნატივებინატრიუმის ციანიდთან დაკავშირებული ტოქსიკურობისა და გარემოსდაცვითი რისკების გამო, მნიშვნელოვანი კვლევითი ძალისხმევა მიმდინარეობს ლითონის მოპოვებისა და დამუშავების ალტერნატიული მეთოდების შესამუშავებლად. მაგალითად, ოქროს მოპოვების ინდუსტრიაში, მიმდინარეობს რამდენიმე ციანიდის გარეშე გამოტუტვის აგენტის შესწავლა, როგორიცაა თიოსულფატები, ჰალოგენიდები და გარკვეული ორგანული ნაერთები. ამ ალტერნატივების მიზანია მსგავსი ან უკეთესი მოპოვების ეფექტურობის უზრუნველყოფა ციანიდის გარემოსდაცვითი და უსაფრთხოების საფრთხეების გარეშე. თუმცა, ამ ალტერნატივების უმეტესობა ჯერ კიდევ ექსპერიმენტულ ან ადრეულ ეტაპზეა კომერციალიზაციის ფაზაში და აწყდება ისეთ გამოწვევებს, როგორიცაა მაღალი ხარჯები, დაბალი სელექციურობა ან რთული დამუშავების მოთხოვნები.

2. გაუმჯობესებული უსაფრთხოება და გარემოსდაცვითი მენეჯმენტიამასობაში, მეტალურგიული ინდუსტრია ნატრიუმის ციანიდის გამოყენების უსაფრთხოებისა და გარემოსდაცვითი მართვის გაუმჯობესებაზეა ორიენტირებული. ეს მოიცავს უკეთესი დამუშავებისა და შენახვის სისტემების შემუშავებას, ციანიდის შემცველი ნარჩენების უფრო ეფექტურ დამუშავებას და გარემოსდაცვითი რეგულაციების დაცვის უზრუნველსაყოფად გაძლიერებულ მონიტორინგს.