Алтны хүдэр олборлоход натрийн цианидын хэрэглээ ба технологийн шинэчлэл

Алт олборлох гол урвалж болох натрийн цианид (NaCN) нь алтыг үр дүнтэй уусгах шинж чанараараа дэлхийн алт олборлох салбарт ноёрхож ирсэн. Гэсэн хэдий ч байгаль орчныг хамгаалах шаардлага нэмэгдэж, технологийн дэвшил гарч байгаатай холбогдуулан уламжлалт цианиджуулалтын арга нь өртөг, аюулгүй байдал, тогтвортой байдлын хувьд олон бэрхшээлтэй тулгарч байна. Энэхүү нийтлэлд алтны хүдэр олборлоход натрийн цианидыг хэрэглэх механизмыг гүнзгий шинжилж , сүүлийн жилүүдэд салбарын өөрчлөлтийг хөтөлж буй технологийн шинэчлэлийг судлах болно.

I. Цианиджуулалтын аргын үндсэн зарчим ба одоогийн хэрэглээний байдал

1. Химийн уусгах механизм

Цианит натрийн алтыг дараах урвалаар уусгана.

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4NaAu(CN)₂ + 4NaOH

Энэ урвал нь шүлтлэг орчинд (рН 10-11) явагддаг бөгөөд алтны исэлдэлтийн төлөвийг хадгалахын тулд тасралтгүй хүчилтөрөгчийн хангамж шаардлагатай. Хэдийгээр цианиджуулалтын аргын алт олборлох түвшин 90 гаруй хувьтай байгаа ч түүний хоруу чанар, байгаль орчны эрсдэл зэрэг нь салбарынхныг сайжруулалтыг эрэлхийлэхэд хүргэж байна.

2. Технологийн оновчтой болгох чиглэл

• Бага агууламжтай цианидын процесс : Цианидын концентрацийг 0.1%-иас 0.01%-0.03% хүртэл бууруулж, урвалжийн хэрэглээ болон гоожих эрсдэлийг бууруулж болно;

• Уусгах үр ашгийг дээшлүүлэх : Хүдрийг хэт авианы эсвэл богино долгионы технологиор урьдчилан боловсруулах, эсвэл урвалыг хурдасгахын тулд катализатор (жишээлбэл, хар тугалганы давс) нэмэх;

• Хаалттай гогцооны эргэлтийн систем : Цианидын уусмалын дахин боловсруулалтын түвшинг 95%-иас дээш түвшинд хүргэж, ялгарлыг бууруулна.

II. Цианжуулалтын аргын тулгарсан технологийн сорилтууд

1. Хүдрийн нарийн төвөгтэй байдал

• Галд тэсвэртэй хүдэр : Хүнцэл болон хүхэр агуулсан сульфидын хүдэр нь урьдчилан исэлдүүлэх (жишээлбэл, шарах эсвэл даралтын исэлдүүлэх) шаардлагатай бөгөөд энэ нь өртгийг нэмэгдүүлдэг;

• Хольцын хөндлөнгийн оролцоо : Зэс, төмөр зэрэг металлын ионууд цианид хэрэглэдэг бөгөөд энэ нь урвалжийн тунг 30%-50%-иар нэмэгдүүлдэг.

2. Байгаль орчны болон аюулгүй байдлын дарамт

• Цианидын алдагдлын эрсдэл : Дэлхий даяар жил бүр дунджаар цианидын алдагдлын 20 орчим осол гардаг бөгөөд энэ нь усны эх үүсвэр болон экосистемд аюул учруулж байна;

• Урьдчилан боловсруулалтын өндөр эрчим хүчний хэрэглээ : Уламжлалт исэлдэлтийн процессын эрчим хүчний хэрэглээ нь нийт өртгийн 40 гаруй хувийг эзэлдэг.

III. Технологийн шинэчлэл: Уламжлалтаас ногоон процесс хүртэл

1. Цианидгүй уусгах технологийн ололт амжилт

• Тиокарбамид уусгах арга : Алтыг уусгахын тулд хүчиллэг тиокарбамид уусмал (рН 1.5-2.5) ашиглан урвалын томъёог ашиглана:

Au + 2CS(NH₂)₂ + Fe³⁺ → Au[CS(NH₂)₂]₂⁺ + Fe²⁺

Давуу тал: Хоргүй, бага агуулгатай исэлдсэн хүдэрт тохиромжтой;

Хязгаарлалт: Хүчиллэг нөхцөл нь тоног төхөөрөмжийг зэврүүлэх магадлалтай бөгөөд өртөг нь цианиджуулалтын аргынхаас 15%-20%-иар өндөр байдаг.

• Бромжуулалтын уусгах арга : Натрийн бромид/калийн бромат системийг ашиглан алтны нөхөн сэргээлтийн түвшин 92% хүртэл бөгөөд уусгах хурд нь цианжуулалтын аргаас 3 дахин хурдан юм.

2. Биологийн уусгалт ба нанотехнологи

• Микробын урьдчилсан боловсруулалт : Thiobacillus ferrooxidans ашиглан сульфидын хүдрийг задалж, эрдэс бодисын капсулаас алтыг ялгаруулж, урьдчилсан исэлдэлтийн эрчим хүчний зарцуулалтыг 30% бууруулна;

• Наноматериалын адсорбци : Графены исэл нь Au(CN)₂⁻-ийг сонгон адсорбцилах чадвартай бөгөөд 500 мг/г хүртэл адсорбцийн багтаамжтай бөгөөд энэ нь идэвхжүүлсэн нүүрснээс 3 дахин их юм.

3. Дижитал болон ухаалаг шинэчлэлтүүд

• Хиймэл оюун ухаанаар зутангийн агууламжийг урьдчилан таамаглах нь : Машин сургалтын загвараар зутангийн агууламжийг оновчтой болгох, цианидын хаягдлыг 10%-15% -иар бууруулах;

• Блокчейнээр дамжуулан мөрдөх боломж : Хяналтын ил тод байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд цианидын амьдралын мөчлөгийн бүх өгөгдлийг бүртгэх.

IV. Ердийн тохиолдол ба үйлдвэрлэлийн практик

1. Канад дахь Ньюмонт корпораци

• Инноваци : Галд тэсвэртэй хүдрийг боловсруулахын тулд " Биологийн уусгалт + мембраны ялгалт" технологийг нэвтрүүлэх ;

• Амжилтууд : Цианидын хэрэглээг 60%-иар бууруулж, алтны ялгаруулалтын түвшинг 94% хүртэл нэмэгдүүлсэн.

2. Хятад дахь Zijin Mining Group

• Технологи : "Бага цианидтай, өндөр үр ашигтай алт уусгагч бодис"-ыг бие даан боловсруулж, цианидын тунг 40% бууруулсан;

• Хэрэглээ : Үүнийг Гуйжоу мужийн тодорхой алтны уурхайд сурталчилж, жилд 20 сая гаруй юанийн зардлыг хэмнэсэн.

V. Ирээдүйн чиг хандлага ба хэтийн төлөв

1. Ногоон процессын давамгайлал : 2030 он гэхэд цианидгүй уусгах технологи нь зах зээлийн эзлэх хувь 30%-ийг эзэлнэ гэж тооцоолж байна;

2. Ухаалаг уурхай : Хиймэл оюун ухаан болон Эд зүйлсийн интернет (IoT) нь бүх үйл явцыг бодит цагийн хяналтаар хянах боломжийг олгож, ослын түвшинг 80% бууруулна;

3. Тойрог эдийн засгийн загвар : Цианидын нөхөн сэргээлтийн түвшинг одоогийн 60%-иас 90% хүртэл нэмэгдүүлэх, нөөцийг дахин боловсруулахад дайвар бүтээгдэхүүнийг (жишээлбэл, аммонийн сульфат) ашиглах.

Дүгнэлт

Алтны хүдэр олборлоход натрийн цианидыг хэрэглэх нь "өндөр бохирдолтой" аргаас "өндөр технологитой" арга руу шилжиж байна. Цианиджуулалтын арга богино хугацаанд давамгайлах боловч цианидгүй уусгах, биологийн инженерчлэл, дижитал технологийн дэвшил нь алт олборлолт илүү аюулгүй, илүү үр ашигтай, илүү тогтвортой шинэ эрин үе рүү орохыг харуулж байна. Ирээдүйд технологийн инноваци, бодлогын удирдамжийн синергетик нөлөө нь салбарын орчныг өөрчилж, эдийн засгийн ашиг тус болон экологийн хамгаалалтын хооронд харилцан ашигтай нөхцөл байдлыг бий болгоно.