Натрий цианидімен алтын алу технологиясын талқылау

кіріспе

Алтын, сирек кездесетіндігімен, икемділігімен және коррозияға төзімділігімен жоғары бағаланатын бағалы металл, ғасырлар бойы байлықтың символы және айырбас құралы болып келді. Кендерінен алтын алу - уақыт өте келе дамыған күрделі процесс. Әртүрлі әдістердің ішінде цианидтеу деп аталатын алтын алуда натрий цианидін қолдану 1970 жылдардан бері басым әдіс болып келеді. Бұл блог жазбасында осы әдістің егжей-тегжейлері, оның жұмыс принциптері, қоршаған орта мен қауіпсіздік мәселелері және болашақтағы перспективалары қарастырылады.

Алтын өндірудегі цианидтің рөлі

Цианидтің алтынмен әрекеттесуі

Цианид, көміртегі мен азоттан тұратын химиялық қосылыс , оттегі қатысында алтынмен еритін кешен түзеді. Реакцияны келесі химиялық теңдеумен көрсетуге болады:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Бұл реакцияда алтын тотығады және тұрақты, еритін натрий ауроцианидін ( Na[Au(CN)₂]) түзеді. Бұл алтынды кен матрицасынан бөліп алуға және кейінгі процестер арқылы қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Тиімді цианидтеу шарттары

Цианидтеу процесінің тиімді болуы үшін бірнеше шарт орындалуы керек. Сілтілеу ерітіндісіндегі натрий цианиді концентрациясы әдетте 100 ppm-ден 500 ppm-ге дейін (0.01% - 0.05%). Өте улы сутегі цианиді газының түзілуіне жол бермеу үшін тиісті рН деңгейі, әдетте 10-11 шамасында сақталады. Сонымен қатар, оттегінің болуы өте маңызды, себебі ол реакцияда тотықтырғыш ретінде әрекет етеді. Дегенмен, кейбір жағдайларда, шығындарға байланысты, сілтілеу процесін жеделдету үшін қосымша оттегіні енгізу диірмендерде әрқашан жүзеге асырыла бермейді.

Цианидті сілтісіздендіру процесі

Кенді дайындау

Цианидті шаймалау алдында құрамында алтыны бар кенді дайындау қажет. Бұл әдетте оның бетінің ауданын ұлғайту үшін кенді ұсақтау және ұнтақтауды қамтиды. Кеннің бөлшектері неғұрлым майда болса, алтын соғұрлым цианид ерітіндісіне көбірек ұшырайды, бұл сілтілеу тиімділігін арттырады. Ұсақтау және ұнтақтаудан кейін кенді гравитациялық бөлу немесе флотация арқылы ганга минералдарының бір бөлігін алып тастау және құрамында алтын бар фракцияны концентрациялау арқылы одан әрі өңдеуге болады.

Үйінді шаймалау

Үйінді шаймалау - ірі көлемді алтын өндіру операцияларында кеңінен қолданылатын әдіс. Бұл процесте дайындалған кен өткізбейтін қабатқа үлкен үйінділер түрінде жиналады. Содан кейін натрий цианидінің сұйылтылған ерітіндісі кен үйіндісіне шашыратылады немесе тамшылатылады. Ерітінді үйінді арқылы сіңген кезде кендегі алтынмен әрекеттесіп, еритін алтын - цианид кешендерін түзеді. Бұл кешендер үйіндінің түбінде тоғанда немесе жинау жүйесінде жиналады.

Үйіндімен сілтісіздендіру экономикалық тиімді, әсіресе төмен сұрыпты кендер үшін. Дегенмен, цианидтері бар ерітінділердің қоршаған ортаға ағып кетуіне жол бермеу үшін мұқият басқаруды қажет етеді.

Құдықты шаймалау (бақыланатын диірмендер)

Цианидтеу немесе үгіткіш шаймалау деп те аталатын құнды шаймалау көбінесе тау-кен орындарындағы мамандандырылған диірменде жүзеге асырылады. Бұл әдісте майда ұнтақталған кенді құмыраға немесе цистерналарға салады. Құрамында цианид бар ерітінді қосылады, ал кен мен ерітіндінің жақсы жанасуын қамтамасыз ету үшін қоспаны араластырады. Реакцияны жеңілдету үшін ауадағы оттегі немесе кейде қосымша оттегі енгізіледі.

Үйіндімен шаймалаумен салыстырғанда , ыдыста шаймалау температура, рН және араластыру жылдамдығы сияқты шаймалау жағдайларын жақсы бақылауға мүмкіндік береді. Дегенмен, мамандандырылған жабдықтың қажеттілігі мен энергияны көп тұтынуына байланысты ол әдетте қымбатырақ.

Цианид ерітінділерінен алтынды алу

Алтын цианид ерітіндісінде ерігеннен кейін оны қалпына келтіру керек. Бұл үшін екі негізгі әдіс бар:

1. Көміртегі - сілтілеу (CIL) және көміртегі - целлюлоза (CIP) : CIL процесінде белсендірілген көмір цианидпен сілтіленген целлюлозаға тікелей қосылады. Алтын-цианид кешендерінің жоғары беттік ауданы мен күшті адсорбциялық қасиеттеріне байланысты белсендірілген көмірдің бетіне адсорбцияланады. CIP процесінде алдымен целлюлоза ерітіндіден бөлінеді, содан кейін ерітінді белсендірілген көмірмен толтырылған бірқатар резервуарлар арқылы өтеді. Адсорбциядан кейін алтынмен толтырылған көмір жүйеден алынып, алтынды алу үшін одан әрі өңделеді.

2. Мырыштың тұнбаға түсуі : Алтын-цианид ерітіндісіне мырыш шаңын немесе мырыш үгінділерін қосуға болады. Мырыш алтынға қарағанда электропозитивті, сондықтан ол алтынды алтын-цианид кешенінен ығыстырады. Реакция келесідей:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Содан кейін тұндырылған алтынды ерітіндіден сүзу немесе тұндыру арқылы бөлуге болады.

Қоршаған орта және қауіпсіздік мәселелері

Цианидтің уыттылығы

Цианид – өте улы химиялық зат. Жоғары концентрацияда ол адамдар, жануарлар және судағы тіршілік үшін өлімге әкелуі мүмкін. Алтын өндіру жағдайында цианидтің қоршаған ортаға, әсіресе жер үсті суларына ықтимал бөлінуі басты алаңдаушылық болып табылады. Балықтар цианидке ерекше сезімтал, тіпті судағы цианидтің төмен деңгейі су экожүйелеріне зиянды әсер етуі мүмкін.

Қоршаған ортаны басқару

Алтын өндіруде цианидті қолданудың қоршаған ортаға тигізетін әсерін барынша азайту үшін бірқатар шаралар қабылдануда. Шахталар құрамында цианид бар ерітінділерді шығаруға қатысты қатаң ережелерді сақтауы қажет. Құрамында цианид бар ерітінділер мен қалдық материалдар сақталатын қалдық қоймалары ағып кетуді болдырмайтын су өткізбейтін қаптамалармен жабдықталған. Бұған қоса, цианидті ағызу алдында ерітінділерден азайту немесе жою үшін әртүрлі өңдеу әдістері қолданылады. Бұл әдістерге химиялық тотығу, биологиялық тазарту және цианидті ыдырату үшін ультракүлгін сәулелерді қолдану жатады.

Көптеген тау-кен жұмыстары цианидтің жалпы тұтынуын азайту үшін өңдеу тізбектеріндегі қалдық цианидті қайта өңдеуге және қайта пайдалануға бағытталған.

Жұмысшылардың қауіпсіздік шаралары

Шахта қызметкерлеріне цианидтің улы деңгейінің әсер ету қаупі бар. Жұмысшыларды қорғау үшін шахталар бірқатар қауіпсіздік шараларын қолданады. Оларға адамның цианидтері бар материалдармен тікелей байланысын азайту үшін автоматтандыруды пайдалану, жұмысшыларды қолғаптар, алжапқыштар және респираторлар сияқты тиісті қорғаныс киімдерімен қамтамасыз ету және қауіпсіздік техникасын үнемі оқыту бағдарламаларын өткізу кіреді.

Болашақ болашағы

Кең таралғанына қарамастан, цианид негізіндегі алтын өндіру әдісі қоршаған орта мен қауіпсіздік мәселелеріне байланысты қиындықтарға тап болады. Осының нәтижесінде алтын өндірудің баламалы, экологиялық таза әдістерін жасауға қызығушылық артып отыр. Осы пайда болған әдістердің кейбірі балама ликсивианттар ретінде тиосульфатты, бромидті немесе иондық сұйықтықтарды пайдалануды қамтиды. Дегенмен, бұл әдістер әлі де тәжірибелік немесе ерте сатыдағы коммерцияландыру сатысында және өзіндік құны – тиімділік пен тиімділік тұрғысынан шектеулері бар.

Осы уақытта алтын өндіру өнеркәсібі цианидті сілтісіздендіру процесінің қауіпсіздігі мен экологиялық көрсеткіштерін жақсартуға баса назар аударады. Бұған цианидті пайдалануды одан әрі оңтайландыру, құрамында цианид бар қалдықтарды өңдеу әдістерін жетілдіру және нормативтік талаптарға сәйкестікті күшейту кіреді.

қорытынды

Алтын өндіруде натрий цианидін пайдалану ондаған жылдар бойы қазіргі алтын өндіру өнеркәсібінің негізі болды. Ол әртүрлі кендерден алтын алудың салыстырмалы түрде тиімді және үнемді әдісін ұсынады. Дегенмен, цианидтің уыттылығын және оның қоршаған ортаға ықтимал әсерін елемеуге болмайды. Өнеркәсіп алға жылжып келе жатқанда, алтын өндірудің экономикалық пайдасы мен адам денсаулығы мен қоршаған ортаны қорғау қажеттілігі арасында тепе-теңдік сақталуы керек. Қолданыстағы цианидке негізделген процестерді жақсарту немесе жаңа, балама технологияларды дамыту арқылы болсын, алтын өндірудің болашағы неғұрлым тұрақты және қауіпсіз әдістерді табуда.