Алтыг цианиджуулан уусгах үндсэн зарчмууд

Гидрометаллургийн гол процесс болох алтны цианиджуулалт нь тулгын чулуу болсон алт олборлолт 1890-ээд онд худалдаанд гарснаас хойш зуу гаруй жилийн турш. Энэхүү нийтлэл нь алтыг цианид аргаар уусгах үндсэн химийн болон физик механизмын талаар судалж, алт олборлох салбарт зайлшгүй шаардлагатай энэхүү техникийн талаар цогц ойлголтыг санал болгож байна.

Химийн урвал: Цианиджилтын зүрх

Цианжуулалтын үйл явц нь алтны өвөрмөц урвалын чанарт тулгуурладаг цианидын ионууд (CN⁻) ба исэлдүүлэгч, ихэвчлэн агаараас хүчилтөрөгч байдаг. Үндсэн химийн урвалыг дараах байдлаар дүгнэж болно: Дөрвөн моль алт (Au), найман моль алттай урвалд ордог. Натрийн цианид (NaCN), агаараас нэг моль хүчилтөрөгч (O₂), хоёр моль ус (H₂O) нь дөрвөн моль натрийн дицианоарат(I) (Na[Au(CN)₂]) болон дөрвөн моль натрийн гидроксид (NaOH) үүсгэдэг.

Энэ урвалд алтны атомууд исэлдэж +1 исэлдэлтийн төлөвт орж, тогтвортой дицианоаурат(I) цогцолборыг үүсгэдэг \([Au(CN)_2]^- \). Цианидын ионууд нь уусмал дахь алтны ионыг тогтворжуулж, цогцолбор үүсгэгч үүрэг гүйцэтгэдэг бол хүчилтөрөгч нь электрон хүлээн авагч болж, алтны исэлдэлтийг хөдөлгөдөг. Энэхүү исэлдэлтийн нийлэгжилтийн механизм нь алтыг харьцангуй бага түвшинд ч гэсэн хүдрээс нь сонгон уусгах боломжийг олгодог цианид концентраци (0.01 - 0.1%).

Физик процессууд: Масс дамжуулах ба уусгах кинетик

Химийн урвалаас гадна үр ашиг алтны цианиджилт массын шилжилт, тархалт зэрэг физик процессоор зохицуулагддаг. Уусалтын нийт хурд нь алтны гадаргуу руу урвалд орох бодисууд (цианид ба хүчилтөрөгч) тархах, үүссэн дицианоарат цогцолборуудын гадаргуугаас хол тархах зэрэгт нөлөөлдөг. Агшилтын үндсэн загварын дагуу алт уусгах нь дараалсан гурван үе шаттайгаар явагддаг.

1. Гадаад массын шилжүүлэг: Цианид ба хүчилтөрөгч нь алтны ширхэгийг тойрсон хилийн давхаргаар дамжин тархдаг.

2. Гадаргуугийн урвал: Исэлдэлт ба нийлэгжилт нь алтны уусмалын интерфейс дээр явагддаг.

3. Дотоод тархалт: Үүссэн алт-цианидын нэгдэл нь бөөмсөөс гадагш тархдаг. Эдгээр алхмуудын хамгийн удаан нь уусгах нийт хурдыг тодорхойлдог бөгөөд ихэвчлэн үйл ажиллагааны нөхцлөөс хамааран гаднах массын шилжилт эсвэл гадаргуугийн урвал байдаг.

Цианидын үр ашигт нөлөөлөх хүчин зүйлс

Алтны цианиджуулалтын гүйцэтгэлд хэд хэдэн гол хүчин зүйл ихээхэн нөлөөлдөг:

• Цианидын баяжуулалт: Тогтвортой нэгдэл үүсгэхийн тулд хангалттай хэмжээний цианид шаардлагатай боловч хэт их хэмжээ нь зардал нэмэгдэж, байгаль орчны асуудалд хүргэж болзошгүй. Хамгийн оновчтой концентраци нь хүдрийн шинж чанараас хамаарч өөр өөр байдаг.

• Хүчилтөрөгчийн хүртээмж: Хүчилтөрөгчийн хангалттай хангамж нь исэлдэлтийн урвалд чухал үүрэгтэй. Хүчилтөрөгчийн дамжуулалтыг сайжруулахын тулд механик хутгах эсвэл агаар цацах зэрэг агааржуулалтын аргыг ашигладаг.

• рН хяналт: Уг процесс нь ихэвчлэн өндөр рН (9 - 11) дээр явагддаг бөгөөд хорт цианид устөрөгч (HCN) үүсэхийг дарангуйлдаг. Хүссэн рН-ийн түвшинг хадгалахын тулд шохойг ихэвчлэн ашигладаг.

• Хүдрийн эрдэс судлалСульфидын агууламж, НүүрстөрөгчийнЦөцгийн тослог бодис 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.

• Урьдчилсан эмчилгээ: Шарах, даралтын исэлдэлт эсвэл био исэлдэлтийг галд тэсвэртэй хүдэрт хэрэглэж, саад учруулж буй ашигт малтмалыг зайлуулж, алтны гадаргууг ил гаргаж болно.

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

• Тоног төхөөрөмжийн оновчтой загвар: Сайжруулсан холих, масс дамжуулах чадвар бүхий дэвшилтэт уусгах реакторууд, тухайлбал, хутгасан - савны реактор эсвэл нуруулдан уусгах систем нь үйл явцын ерөнхий 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.