Гидрометаллургийн бүрэн үйл явц: Цианидыг уусгахаас электролиз хүртэл

Орчин үеийн металлургийн салбарт, Гидрометаллурги өвөрмөц давуу талтай тул металл олборлох, цэвэршүүлэхэд чухал байр суурийг эзэлдэг. Хүдрээс өндөр цэвэр металл болж хувирсны цаана ямар нууц нуугдаж байна вэ? Өнөөдөр бид уусгахаас эхлээд электролиз хүртэлх гидрометаллургийн иж бүрэн үйл явцыг арван хоёр үндсэн асуултаар гүнзгийрүүлэн авч үзье.

1. Гидрометаллурги гэж юу вэ?

Гидрометаллурги нь энгийнээр хэлбэл хүдэр, баяжмал, кальцин болон бусад материалаас үнэт металлын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг уусгах бодис ашиглан уусмал болгон уусгах үйл явц юм. Дараа нь химийн болон физикийн хэд хэдэн аргаар металлыг гаргаж авч, ялгаж, уусмалаас баяжуулдаг. Уламжлалт пирометаллургаас ялгаатай нь гидрометаллурги нь эрчим хүчний бага зарцуулалт, хүрээлэн буй орчны бохирдол багатай шийдэл бүхий орчинд ажилладаг.

2. Уусгах ажлын зорилго, уусган баяжуулах түгээмэл аргууд юу вэ?

Уусгалтын зорилго нь хүдэр дэх үнэт металлыг гангагаас ялгаж, ион хэлбэрээр металлыг уусмал болгон уусгах явдал юм. Уусгах нийтлэг аргууд нь хүчиллэг уусгалт юм. Жишээлбэл, зэсийн хүдрийг хүхрийн хүчлээр уусган зэсийг зэсийн ион хэлбэрээр уусгана. Шүлтлэг уусгах аргыг бокситыг натрийн гидроксидын уусмалаар боловсруулж хөнгөн цагааныг гаргаж авдаг. Усанд уусгах нь усанд уусах чадвар сайтай зарим давс төрлийн эрдэс бодис, тухайлбал глауберийн давс олборлоход тохиромжтой.

3. Уусгах явцад уусгах хурдад ямар хүчин зүйл нөлөөлдөг вэ?

Гол хүчин зүйлүүд нь уусгагч бодисын концентрацийг агуулдаг. Ер нь концентраци их байх тусам уусгах түвшин өндөр байдаг. Гэсэн хэдий ч хэт өндөр концентраци нь зардлыг нэмэгдүүлж, дараагийн боловсруулалтад хүндрэл учруулж болзошгүй юм. Температур: Температурыг зохих ёсоор нэмэгдүүлэх нь урвалын хурдыг хурдасгаж, уусгах хурдыг сайжруулах боловч хэт өндөр температур нь эрчим хүчний зарцуулалтыг нэмэгдүүлж, тоног төхөөрөмжийн зэврэлтийг нэмэгдүүлнэ. Хүдрийн ширхэгийн хэмжээ: Бөөмийн хэмжээ бага байх тусам тусгай гадаргуугийн хэмжээ ихсэх ба уусгах урвал илүү нарийн явагдана. Хутгах эрч хүч: Сайн хутгах нь уусгагч болон хүдэр хоорондын бүрэн холбоог хангаж, массын шилжилтийг сайжруулна.

4. Уусгасны дараа целлюлозыг хатуу шингэнээр ялгах ажлыг хэрхэн хийдэг вэ?

Хатуу шингэнийг ялгах нийтлэг аргууд нь шүүлтүүрийг агуулдаг. Вакуум шүүлтүүр ба хавтан ба хүрээ шүүлтүүр дарагчийг шүүлтүүрийн орчинд хатуу тоосонцорыг таслан шингэнийг нэвтрүүлэхэд ашигладаг. Тунадасжилт: Хатуу хэсгүүд нь таталцлын болон төвөөс зугтах хүчний нөлөөгөөр тогтохыг зөвшөөрдөг. Жишээлбэл, өтгөрүүлэгчид целлюлоз нь том хэмжээтэй төхөөрөмжид аажмаар суурьшдаг. Дээд давхарга хальж, доод давхаргын зузаан зутанг цаашид боловсруулна. Төвөөс зугтах тусгаарлалт: Өндөр хурдны эргэлтээс үүссэн төвөөс зугтах хүчийг хатуу-шингэн ялгахад ашигладаг бөгөөд энэ нь нарийн ширхэгтэй хэсгүүдийг салгахад тохиромжтой.

5. Уусмалыг цэвэршүүлэх зорилго юу вэ, цэвэршүүлэх нийтлэг аргууд юу вэ?

Уусмалыг цэвэршүүлэх нь дараагийн металл олборлолтод саад учруулахгүйн тулд уусган дахь хольцыг зайлуулах зорилготой. Нийтлэг аргууд нь химийн хур тунадас орно. Бохирдлын ионуудын тунадас үүсгэхийн тулд тунадас нэмдэг. Жишээлбэл, хүнд металлын ионуудыг тунадасжуулахын тулд натрийн сульфид нэмнэ. Ион солилцооны арга: Ион солилцооны давирхайг хольцын ионыг арилгахын тулд уусмал дахь ионуудтай солилцоход ашигладаг. Уусгагчийн олборлолт: Хоѐр холилдохгүй үе шатанд ууссан бодисын уусах чадварын ялгаан дээр үндэслэн зорилтот металыг органик фаз руу гаргаж, хольцоос салгах боломжтой.

6. Уусгагчаар олборлох зарчим юу вэ, тохиромжтой экстрагентийг хэрхэн сонгох вэ?

Уусгагчаар олборлох зарчим нь органик фаз ба усан фазын хоорондох ууссан бодисын тархалтын коэффициентийн зөрүүг ашиглах бөгөөд ууссан бодисыг усан фазаас органик фаз руу шилжүүлэх боломжийг олгодог. Экстракторыг сонгохдоо зорилтот металлын хувьд өндөр сонгомол чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь зорилтот металлын хувьд хүчтэй олборлох чадвартай, хольцыг сул ялгах чадвартай байдаг. Энэ нь их хэмжээний металлыг үр дүнтэй олборлохын тулд их хэмжээний олборлох хүчин чадалтай байх ёстой. Мөн химийн тогтвортой байдал сайтай, амархан задардаггүй, усан фазтай холилдохгүй, фазыг хялбархан салгахад тохиромжтой нягтын зөрүүтэй байх ёстой. Нэмж дурдахад өртөг, хүртээмжийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

7. Хөрс хуулалт ямар үүрэгтэй, олборлолттой ямар холбоотой вэ?

Хөрс хуулалт гэдэг нь органик фаз руу гаргаж авсан металлыг усан үе рүү буцаан шилжүүлэх үйл явц юм. Энэ нь олборлолтыг нөхдөг. Олборлолт нь металыг баяжуулж, ялгаж авдаг бол хөрс хуулалт нь баяжуулсан металыг органик фазаас гаргаж аваад дараагийн электролиз эсвэл бусад боловсруулалтанд зориулж өндөр концентрацитай металлын уусмал гаргаж авдаг. Хөрс хуулалтын бодисын төрөл, концентраци, рН-ийн утгыг тохируулснаар металыг үр дүнтэй хөрс хуулалтад хүрэх боломжтой.

8. Электролитийн хуримтлал гэж юу вэ, түүний зарчим юу вэ?

Тогтмол гүйдлийн нөлөөгөөр уусмал дахь металлын ионыг катод дээр буулгаж, хуримтлуулах процессыг цахилгаан виннинг гэнэ. Зэсийн цахилгаан ололтыг жишээ болгон авч үзвэл, зэсийн сульфатын уусмалд шууд гүйдэл хэрэглэх үед зэсийн ионууд катод дээр электрон авч, металл зэс болж, катодын хавтан дээр хуримтлагддаг. Анод дээр ус исэлдэх урвал явагдаж, хүчилтөрөгч үүсгэдэг. Энэ нь гидрометаллургийн өндөр цэвэршилттэй металлыг олж авахад чухал алхам юм.

9. Электролизийн явцад одоогийн үр ашиг, металлын чанарт ямар хүчин зүйл нөлөөлдөг вэ?

Одоогийн үр ашигт нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд нь электролитийн температурыг агуулдаг. Хэт өндөр температур нь гаж нөлөөг улам хүндрүүлж, одоогийн үр ашгийг бууруулна. Гүйдлийн нягт: Хэт их ба хэт бага гүйдлийн нягтрал нь одоогийн үр ашгийн хувьд тааламжгүй бөгөөд оновчтой хязгаартай байдаг. Бохирдлын агууламж: Бохирдлын ионууд электродуудад өрсөлдөх чадвартай урвалд орж одоогийн үр ашгийг бууруулдаг. Металлын чанарт нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд нь электролитийн найрлага юм. Нэмэлтүүдийн төрөл, агуулга нь металлын болор хэлбэрт нөлөөлж болно. Электродын материал ба гадаргуугийн байдал: Гөлгөр ба хавтгай электродууд нь өндөр чанартай металлыг жигд тунаахад тустай. Электролизийн хугацаа ба үйл ажиллагааны тогтвортой байдал: Тогтвортой үйл ажиллагааны нөхцөл нь металлын чанарын тогтвортой байдлыг хангаж чадна.

10. Анодын шавар хэрхэн үүсдэг ба түүний хэрэглээ юу вэ?

Электролизийн явцад металыг анод дээр уусгахаас гадна алт, мөнгө, цагаан алт зэрэг үнэт металл зэрэг зарим уусдаггүй хольцууд болон бусад хольцууд нь анодын нялцгай биет, тунадас үүсгэдэг. Анодын шавар нь чухал хоёрдогч нөөц юм. Үүнээс олон үнэт металл гаргаж авах боломжтой. Тухайлбал, зэсийн электролизийн анодын шохойноос алт, мөнгө гэх мэтийг хэд хэдэн боловсруулалтын технологиор гаргаж авдаг нь эдийн засгийн хувьд туйлын өндөр ач холбогдолтой юм.

11. Гидрометаллургийн бүх үйл явцад байгаль орчныг хамгаалах, нөөцийг дахин боловсруулахад хэрхэн хүрэх вэ?

Байгаль орчныг хамгаалах тал дээр бохир ус, хаягдал хий, хаягдлын үлдэгдлийг ялгарлын стандартад нийцүүлэн цэвэрлэдэг. Бохир усыг цэвэршүүлэхийн тулд хүнд металлын ион, хортой бодисыг зайлуулах зорилгоор саармагжуулах, тунадасжуулах, ион солилцох зэрэг аргуудыг ашигладаг. Хаягдал хийг цэвэршүүлэх төхөөрөмжөөр дамжуулан хүхрийн давхар исэл зэрэг бохирдуулагч бодисыг зайлуулдаг. Нөөцийн дахин боловсруулалтын хувьд хоёрдогч боловсруулалтыг уусгах үлдэгдэл болон анодын шавар дээр хийж, үнэт металлыг гаргаж авдаг. Ашигласан электролитийг цэвэршүүлж, дахин боловсруулдаг.

12. Гидрометаллургийн цаашдын хөгжлийн чиг хандлага юу вэ?

Ирээдүйд гидрометаллурги ногоон, үр ашигтай, ухаалаг болохын төлөө хөгжинө. Эрчим хүчний хэрэглээ, бохирдлыг бууруулахын тулд байгаль орчинд ээлтэй, үр ашигтай уусгагч бодис, экстрагентын судалгаа, боловсруулалт хийгдэнэ. Үйлдвэрлэлийн үйл явцыг нарийн хянах, оновчтой болгох, үйлдвэрлэлийн үр ашиг, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулахын тулд дэвшилтэт автоматжуулалт, ухаалаг технологийг ашиглана. Цахим хаягдал, далайн гүний ашигт малтмал зэрэг шинэ нөөцөөс металл олборлох зэрэг хэрэглээний талбарыг өргөжүүлнэ.

Эдгээр арван хоёр асуултын тусламжтайгаар бид уусгахаас электролиз хүртэлх гидрометаллургийн бүрэн үйл явцын талаар харьцангуй дэлгэрэнгүй ойлголттой болсон. Технологи тасралтгүй хөгжихийн хэрээр гидрометаллурги нь металл олборлох салбарт улам их үүрэг гүйцэтгэж, эдийн засгийн хөгжил, нөөцийг зохистой ашиглахад хувь нэмэр оруулах болно.