Алтыг цианиджуулан уусгах үндсэн зарчмууд

Гидрометаллургийн гол үйл явц болох алтны цианиджуулалт нь 1890-ээд онд арилжааны шинж чанартай болсноос хойш зуун гаруй жилийн турш алт олборлох гол тулгуур болсоор ирсэн . Энэхүү нийтлэлд алтыг цианиджуулалтаар уусгах үндсэн химийн болон физик механизмыг нарийвчлан авч үзэх бөгөөд алт олборлох салбарт зайлшгүй шаардлагатай энэхүү аргын талаар цогц ойлголт өгөх болно.

Химийн урвал: Цианиджилтын зүрх

Цианиджуулалтын процесс нь цианидын ион (CN⁻) болон исэлдүүлэгч бодис, ихэвчлэн агаараас ялгардаг хүчилтөрөгчийн дэргэд алтны өвөрмөц урвалд орох чадварт суурилдаг . Үндсэн химийн урвалыг дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно: Дөрвөн моль алт (Au) нь найман моль натрийн цианид (NaCN), нэг моль хүчилтөрөгч (O₂), хоёр моль ус (H₂O)-той урвалд орж, дөрвөн моль натрийн дицианоаурат (I) (Na[Au(CN)₂]) болон дөрвөн моль натрийн гидроксид (NaOH) үүсгэдэг.

Энэ урвалд алтны атомууд +1 исэлдэлтийн төлөвт исэлдэж, тогтвортой дицианоаурат(I) цогцолборууд \([Au(CN)_2]^- \ үүсгэдэг. Цианидын ионууд нь цогцолбор үүсгэгч бодис болж, уусмал дахь алтны ионуудыг тогтворжуулдаг бол хүчилтөрөгч нь электрон хүлээн авагч болж, алтны исэлдэлтийг идэвхжүүлдэг. Энэхүү исэлдэн ангижрах-комплекс үүсгэх механизм нь харьцангуй бага цианидын концентраци (0.01 - 0.1%) байсан ч хүдрээс алтыг сонгон уусгах боломжийг олгодог.

Физик процессууд: Масс дамжуулах ба уусгах кинетик

Химийн урвалаас гадна алтны цианидын үр ашгийг массын дамжуулалт болон диффузи зэрэг физик процессууд тодорхойлдог. Нийт уусгалтын хурд нь урвалж бодисууд (цианид ба хүчилтөрөгч)-ийн алтны гадаргуу руу тархах болон үүссэн дицианоаурат цогцолборын гадаргуугаас холдохоос хамаардаг. Агшилтын цөмийн загварын дагуу алт уусгах нь гурван дараалсан үе шаттайгаар явагддаг:

1. Гадаад массын дамжуулалт : Цианид ба хүчилтөрөгч нь алтны бөөмийг тойрсон хил хязгаарын давхаргаар тархдаг.

2. Гадаргуугийн урвал : Алт-уусмалын хил дээр исэлдэлт ба цогцолбор үүсэлт явагдана.

3. Дотоод тархалт : Үүссэн алт-цианидын цогцолборууд бөөмсөөс гадагш тархдаг. Эдгээр алхмуудын хамгийн удаан нь нийт уусгалтын хурдыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ашиглалтын нөхцлөөс хамааран гадаад массын дамжуулалт эсвэл гадаргуугийн урвал юм.

Цианидын үр ашигт нөлөөлөх хүчин зүйлс

Алтны цианиджуулалтын гүйцэтгэлд хэд хэдэн гол хүчин зүйл ихээхэн нөлөөлдөг:

• Цианидын агууламж : Тогтвортой цогцолбор үүсгэхийн тулд хангалттай хэмжээний цианид шаардлагатай боловч хэт их хэмжээ нь өртөг нэмэгдэж, байгаль орчны асуудалд хүргэж болзошгүй. Хамгийн оновчтой агууламж нь хүдрийн шинж чанараас хамааран өөр өөр байдаг.

• Хүчилтөрөгчийн хүртээмж : Исэлдэлтийн урвалд хангалттай хүчилтөрөгчийн хангамж чухал үүрэгтэй. Хүчилтөрөгчийн дамжуулалтыг сайжруулахын тулд механик хутгах эсвэл агаараар цацах зэрэг агааржуулалтын аргуудыг ашигладаг.

• рН-ийн хяналт : Хортой устөрөгчийн цианид (HCN) хий үүсэхийг дарангуйлахын тулд энэ процессыг ихэвчлэн өндөр рН (9-11) түвшинд явуулдаг. Хүссэн рН-ийн түвшинг хадгалахын тулд шохойг ихэвчлэн ашигладаг.

• Хүдрийн эрдэс судлал : Сульфид, нүүрстөрөгчийн хүчиллэг материал болон бусад эрдэс бодисууд нь цианиджилтэд саад учруулж болзошгүй. Жишээлбэл, сульфидууд нь цианид болон хүчилтөрөгчийг шингээж авдаг бол нүүрстөрөгчийн бодис нь алт-цианидын цогцолборыг шингээж, "жирэмслэлтээс хамгаалах" шалтгаан болдог.

Цианиджуулалтын гүйцэтгэлийг сайжруулах аргууд

Алт олборлох үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд янз бүрийн сайжруулалтын аргуудыг ашигладаг.

• Урьдчилан боловсруулалт : Галд тэсвэртэй хүдрийг шарах, даралтын исэлдүүлэх эсвэл био-исэлдүүлэх аргаар хөндлөнгөөс оролцож буй эрдэс бодисыг зайлуулж, алтны гадаргууг ил гаргаж болно.

• Нэмэлтүүд : Уусалтын хурдыг сайжруулах эсвэл сөрөг урвалыг дарахын тулд тиокарбамид эсвэл аммиак зэрэг нэгдлүүдийг нэмж болно.

• Оновчтой тоног төхөөрөмжийн загвар : Хутгагч савтай реактор эсвэл овоолгын уусгах систем гэх мэт сайжруулсан холих болон масс дамжуулах чадвартай дэвшилтэт уусгах реакторууд нь нийт процессын гүйцэтгэлийг сайжруулж чадна.

Дүгнэж хэлэхэд, алтыг цианиджуулан уусгах нь химийн урвал, физик массын шилжилт, үйл ажиллагааны олон параметрийн нарийн хяналтыг хослуулсан нарийн төвөгтэй боловч өндөр үр дүнтэй процесс юм. Эдгээр үндсэн зарчмуудыг ойлгох нь алт олборлох үйл явцыг оновчтой болгох, эдийн засгийн үр ашигтай байдлыг хангах, алт олборлох үйлдвэрлэлийн байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахад зайлшгүй шаардлагатай. Алтны эрэлт хэрэгцээ үргэлжилсээр байгаа тул цианиджуулалтын илүү үр ашигтай, тогтвортой, байгаль орчинд ээлтэй техникийг хөгжүүлэхэд үргэлжлүүлэн судалгаа хийж байна.