Натрий цианидін шаймалау тиімділігі: әсер етуші факторлар және оңтайландыру стратегиялары

кіріспе

Цианидті, әсіресе натрий цианидін пайдаланып , сілтісіздендіру ұзақ уақыт бойы кен денелерінен бағалы металдарды, әсіресе алтын мен күмісті алуда негізгі фактор болып келді. 1887 жылы өнеркәсіптік қолданысқа енгізілгеннен бері бұл әдіс салыстырмалы түрде жоғары тиімділігі мен құнының тиімділігіне байланысты кеңінен қолданылып келеді. Дегенмен, процесс күрделі және оның тиімділігіне көптеген факторлар әсер етеді. Бұл факторларды түсіну тау-кен және металлургия өнеркәсібінде металды алуды барынша арттыру және пайдалану шығындарын азайту үшін өте маңызды.

Натрий цианидін сілтісіздендіру принципі

Натрий цианиді , түссіз және өте улы қосылыс, шаймалау процесінде маңызды рөл атқарады. Сулы ерітіндіде, сілті астында

(әдетте әк қосу арқылы сақталады) жағдайларда цианид иондары (CN⁻) оттегінің қатысуымен алтынмен (Au) және күміспен (Ag) әрекеттеседі. Алтынның цианидтелуінің жалпы химиялық реакциясын келесідей көрсетуге болады:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻

Бұл реакция электрохимиялық коррозияға ұқсас жолмен жүреді. Оттегі тотықтырғыш ретінде әрекет етіп, алтынның күрделі цианид ионы [Au(CN)₂]⁻ ретінде ерітіндіге еруін жеңілдетеді. Сол сияқты, күміс салыстырмалы реакция механизмін ұстанады.

Цианидті шаймалау тиімділігіне әсер етуші факторлар

Кен сипаттамалары

1. Бөлшектердің өлшемі

• Кеннің ұнтақтау бөлшектерінің өлшемі өте маңызды. Цианидті сілтілеу алдында кендерді алдын ала ұсақтау, сүзу, ұнтақтау және сұрыптау арқылы өңдеу қажет. Ұсақ түйіршікті немесе капсулалы бағалы металдары бар кендер үшін мономер диссоциациясына қол жеткізу үшін дұрыс ұнтақтау өте маңызды. Егер кен жер бетінде болса, ол ұнтақтау шығындарын арттырып қана қоймай, сонымен қатар сілтілеуге болатын қоспалардың сілтілеуге ену қаупін де арттырады. Сонымен қатар, шамадан тыс ұнтақтау қатты-сұйықтықтың бөлінуіне кедергі келтіруі мүмкін, бұл цианид қалдықтарына және еріген алтынның жоғалуына әкеледі. Мысалы, ұсақ кіріктірілген және капсулалы табиғи алтыны бар алтын кендерімен жұмыс істегенде, ұнтақтау бөлшектерінің өлшемі - 38 мкм, ал құрамның қатынасы 75% болуы сілтілеу әсері мен құны арасындағы жақсы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді.

• Екінші жағынан, егер бөлшектер тым ірі болса, цианидтің бағалы металдармен әрекеттесуі үшін қол жетімді беттің ауданы шектеледі, бұл толық емес сілтілеуге және экстракция тиімділігінің төмендеуіне әкеледі.

2.Минералогия

• Әртүрлі рудалардың минералогиялық құрамы ерекше. Құрамында мыс, мышьяк, сурьма, күкірт немесе көміртектің жоғары деңгейі бар кендер цианидті сілтісіздендіруге қиындық тудыруы мүмкін. Мысалы, мыс цианид иондары үшін алтын және күміспен бәсекелесетін күрделі цианидті қосылыстар құра алады. Мышьяк пен сурьма сонымен қатар цианидпен және оттегімен әрекеттесіп, реагенттерді тұтынады және бағалы металдардың шаймалануын тежей алады. Сульфидке бай кендер жабық бағалы металдарды шығару және күкіртті кетіру үшін күйдіру немесе биототығу сияқты алдын ала өңдеуді қажет етуі мүмкін, бұл әйтпесе цианидтеу процесіне кедергі келтіруі мүмкін.

Химиялық реагенттер

1.Цианид концентрациясы

• Қосылған натрий цианиді мөлшері шаймалау тиімділігіне айтарлықтай әсер етеді . Белгілі бір диапазонда цианид концентрациясы кен пульпасының шаймалау жылдамдығына пропорционалды. Егер цианид мөлшері тым төмен болса, алтын мен күмісті шаймалау әсері нашар болады және процесс баяу жүреді, бұл қажетсіз уақыт шығындарына әкеледі. Керісінше, цианид мөлшері шамадан тыс болған кезде, бағалы металдарды шаймалау тиімділігі белгілі бір деңгейге жеткеннен кейін, цианид концентрациясының одан әрі артуы шаймалаудың айтарлықтай жақсаруына әкелмейді, бұл цианидтің ысырап болуына және өндіріс шығындарының артуына әкеледі. Мысалы, алтын концентратын ұсақ түйіршікті алтын кендерінен алу кезінде натрий цианидінің 1.5-3.0 кг/т дозасы көбінесе қолайлырақ болады. Дегенмен, нақты өндірісте оңтайлы доза кеннің және байыту сынақтарының нақты сипаттамаларына негізделіп анықталуы керек.

2. Әк (сілтілік)

• Әк цианид ерітіндісіне қорғаныс сілті ретінде қосылады. Ерітіндідегі цианид иондары тұрақсыз химиялық қасиеттерге ие болғандықтан және цианид сутегі газы ретінде оңай ұшатындықтан, сәйкес сілтілілікті сақтау өте маңызды. Цианидтеу ерітіндісіне әк қосу целлюлозаны қолайлы рН деңгейінде ұстауға көмектеседі. Сынақ талдауына сәйкес, әк қосқаннан кейін алтынның шаймалану жылдамдығы да айтарлықтай жақсарады. Қосылған әк мөлшері 2 кг/т және одан жоғары болғанда, целлюлозаның рН мәні әдетте 11 - 12 арасында болады және целлюлозадағы алтынды шаймалау жылдамдығы салыстырмалы түрде тұрақты және жоғары деңгейге жетеді.

Процесс шарттары

1. Шламның концентрациясы

• Шаймалау массасының концентрациясы сілтілеу жылдамдығына және бағалы металл концентраттарының тиімділігіне тікелей әсер етеді. Әдетте, жақсы өтімділігі бар төмен концентрациялы шаймалау пульпа алтын және күміс концентраттарын шаймалау тиімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Дегенмен, бұл қосылған реагенттер мөлшерін ұлғайтуды, сондай-ақ жабдықтың үлкен өлшемдерін және жоғары инвестициялық шығындарды талап етуі мүмкін. Бағалы металдарды шаймалау тиімділігі мен өндіріс құнын теңестіру үшін суспензияның сәйкес концентрациясын анықтау қажет. Ұсақ ендірілген бөлшектердің өлшемдері бар кендер үшін массаның концентрациясын шамамен 20% - 33% деңгейінде ұстау көбінесе жақсы шаймалау әсерін қамтамасыз етеді. Егер концентрация осы диапазоннан жоғары болса, асыл металдардың сілтісіздену тиімділігі жоғарылаудың орнына төмендеуі мүмкін. Нақты өндірісте концентрацияны нақты жағдайларға сәйкес реттеуге болады, бірақ оны тым жоғары орнатуға болмайды.

2. Шаймалау уақыты

• Шаймалау уақыты цианидтеу процесінің маңызды факторы болып табылады. Бағалы металл бөлшектерін толығымен еріту үшін сәйкес шаймалау уақытын таңдау қажет. Дегенмен, асыл металдар еріген кезде, целлюлозадағы басқа қоспалар да еруін жалғастырады, бұл алтын мен күмістің еру жылдамдығына әсер етуі мүмкін. Шаймалау уақытын ұзарту тек бағалы метал бөлшектерін еріту үшін тиімді емес, сонымен қатар сілтілеуге арналған үлкен жабдықты және көбірек орынды қажет етеді, осылайша өндіріс шығындарын арттырады. Бөлшектері ұсақ қондырылған кендер үшін цианидтеу арқылы шаймалау уақытын шамамен 4 сағатта ұстау жиі оңтайлы болып табылады. Егер сілтілеу уақыты 24 сағаттан асса, асыл металдардың шаймалануы тежелуі мүмкін, ал ерітіндідегі бағалы метал иондарының концентрациясы төмендеуі мүмкін.

3.Оттегімен қамтамасыз ету

• Химиялық реакция теңдеуінде көрсетілгендей, оттегі цианидтеу процесінде маңызды реагент болып табылады. Оттегінің жеткілікті болуы алтын мен күмістің тотығуына ықпал етіп, циандау реакциясын жылдамдатады. Өнеркәсіптік жағдайларда ауа оттегімен қамтамасыз ету үшін сілтілеу целлюлозасы арқылы жиі көпіршіктендіріледі. Егер оттегі жеткіліксіз болса, реакция жылдамдығы баяулайды, жалпы сілтілеу тиімділігі төмендейді.

4. Агитация шарттары

• Араластырғыш руда бөлшектері, цианид ерітіндісі және оттегі арасындағы байланысты күшейту үшін қолданылады. Тиісті араластыру жағдайлары реагенттерді жақсы араластыру мен бөлуді қамтамасыз ету арқылы реакция жылдамдығын жақсартады. Дегенмен, шамадан тыс араластыру кен бөлшектеріне механикалық зақым келтіруі мүмкін және сонымен бірге энергия шығынының артуына әкелуі мүмкін.

Оңтайландыру стратегиялары

Кенді алдын ала өңдеу

1.Тегістеуді оңтайландыру

• «Көбірек ұсақтау және аз ұнтақтау» принципін жүзеге асыру энергия шығынын және шамадан тыс ұнтақтау қаупін азайтуға көмектеседі. Ұнтақтаудың жетілдірілген технологиялары, мысалы, көп сатылы ұнтақтау және жоғары тиімді ұнтақтау құралдарын пайдалану, қажетті бөлшектердің мөлшерін бөлуге дәлірек жету үшін қолданылуы мүмкін.

2. Проблемалық минералдарға алдын ала өңдеу

• Құрамында кедергі келтіретін минералдардың жоғары деңгейі бар кендер үшін алдын ала өңдеу әдістерін қарастырған жөн. Қуыруды күкіртті кетіру және кейбір отқа төзімді минералдарды тотықтыру үшін қолдануға болады, бұл бағалы металдарды цианидке қолжетімді етеді. Сульфидті минералдарды ыдырату үшін микроорганизмдерді қолданатын био - тотығу да кендердің кейбір түрлері үшін экологиялық таза балама болып табылады.

Реагенттерді басқару

1.Цианидті оңтайландыру

• Кендердің әртүрлі партиялары үшін цианидтің оңтайлы дозасын анықтау үшін тұрақты және дәл байыту сынақтарын жүргізу өте маңызды. Сонымен қатар, цианидті тұтынуды азайта отырып, сілтілеу тиімділігін арттыру үшін балама цианид негізіндегі реагенттерді немесе активаторларды қосуды зерттеуге болады. Мысалы, кейбір зерттеулер кейбір беттік белсенді заттарды қосу цианидтің кен бөлшектерімен сулануын және реакциясын жақсартуға болатынын көрсетті.

2. Сілтілік бақылау

• Оңтайлы сілтілі диапазонды сақтау үшін сілтілеу пульпасының рН деңгейін үнемі бақылаңыз және реттеңіз. Автоматтандырылған рН бақылау жүйелерін дәл және уақтылы реттеуді қамтамасыз ету, цианидтердің ұшпалану қаупін азайту және сілтілеу ортасын оңтайландыру үшін орнатуға болады.

Процесс параметрін оңтайландыру

1. Шламның концентрациясын реттеу

• Шламның концентрациясын нақты уақытта бақылау үшін сенсорларды орнатыңыз және сәйкесінше судың кенге қатынасын реттеңіз. Оны тиімді шаймалау үшін суспензияның оңтайлы концентрациясын сақтау үшін автоматтандырылған басқару жүйесіне біріктіруге болады.

2. Шаймалау уақытын оңтайландыру

• Шаймалау процесінің сәйкес соңғы нүктесін анықтау үшін сілтілеу кезінде ерітіндідегі бағалы металл иондарының концентрациясын талдау сияқты нақты уақыт режиміндегі бақылау әдістерін қолданыңыз. Бұл шамадан тыс шаймалаудың алдын алады және уақыт пен ресурстарды үнемдейді.

3.Оттегі және қозуды оңтайландыру

• Оттегінің жеткілікті және тұрақты жеткізілуін қамтамасыз ету үшін оттегі сенсорларын орнатыңыз. Реакция тиімділігі мен энергияны тұтыну арасындағы ең жақсы тепе-теңдікке жету үшін руда мен сілтілеу сатысының сипаттамаларына негізделген араластыру жылдамдығын реттеңіз.

қорытынды

Асыл металдарды алу кезінде натрий цианидін сілтілеудің тиімділігіне рудаға байланысты, реагентке байланысты және процеске байланысты факторлардың күрделі өзара әрекеттесуі әсер етеді. Осы факторларды түсіну және тиісті оңтайландыру стратегияларын енгізу арқылы тау-кен және металлургия өнеркәсіптері шаймалау тиімділігін арттырып, өндіріс шығындарын азайтып, цианидті қолданумен байланысты қоршаған ортаға әсерді барынша азайта алады. Бұл саладағы үздіксіз зерттеулер мен технологиялық инновациялар тұрақты және тиімді түрде қымбат металдарға өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру үшін өте маңызды.n