Алт олборлолтод цианит натрийн уусгах

Оршил

Алтны сэтгэл татам байдал ба цианид уусгах үүрэг

Алт нь олон мянган жилийн турш хүн төрөлхтний сэтгэлийг татсаар ирсэн бөгөөд түүний гялалзсан, ховор байдгаараа баялаг, хүч чадал, гоо үзэсгэлэнгийн бэлэг тэмдэг болсон. Эртний Египтийн алтны арвин олдворуудаас эхлээд төв банкуудад хадгалагдаж буй орчин үеийн алтны нөөц хүртэл дэлхийн эдийн засаг, соёлд алтны ач холбогдлыг үгүйсгэх аргагүй юм. Энэ нь үнэ цэнийн нөөц, эдийн засгийн тодорхойгүй байдлаас хамгаалах хамгаалалт болж, үнэт эдлэл, электроник, сансар судлалын салбарт гол бүрэлдэхүүн хэсэг болдог.

Алт олборлолтын салбарт цианидын уусгалт нь зонхилох олборлолтын арга болж гарч ирсэн. 19-р зууны сүүлчээр үйлдвэрлэлийн хэмжээнд нэвтэрснээс хойш цианидын уусгалт нь алт олборлолтын салбарт хувьсгал хийж, өмнө нь боловсруулахад эдийн засгийн хувьд үр ашиггүй байсан бага агуулгатай хүдрээс алт олборлох боломжийг олгосон. Энэ арга нь цианидын өвөрмөц химийн шинж чанарыг ашиглан хүдрээс алтыг уусгаж, амархан ялгаж, цэвэршүүлэх боломжтой уусдаг алтны цианидын цогцолбор үүсгэдэг.

Цианидын уусгалтын цаадах хими

Цианидын алттай урвалд орох чадвар

Цианидыг уусгах үйл явц нь цианидын ионууд ба алтны хоорондох өвөрмөц химийн урвалд ордог. Натрийн цианид (NaCN) нь усанд уусахад натрийн ионууд (Na⁺) ба цианидын ионууд (CN⁻) болж задардаг. Эдгээр цианидын ионууд нь алттай харьцуулахад маш их урвалд ордог бөгөөд хүчилтөрөгчийн дэргэд нарийн төвөгтэй химийн урвалыг эхлүүлдэг.

Алт, натрийн цианид , хүчилтөрөгч ба усны хоорондох урвалын химийн тэгшитгэл дараах байдалтай байна.

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

Энэ урвалд хүдэр дэх алтны атомууд цианидын ионуудтай урвалд орж уусдаг нийлмэл натрийн дицианоарат (Na[Au(CN)₂]) үүсгэдэг. Уусмал дахь хүчилтөрөгч нь исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд алт-цианидын цогцолбор үүсэхэд шаардлагатай электронуудыг хангаж, урвалыг хөнгөвчилдөг. Усны молекулууд нь урвалд оролцож, цогцолбор ба нэмэлт бүтээгдэхүүн болох натрийн гидроксид (NaOH) үүсэхэд оролцдог.

Энэ урвал нь исэлдэн ангижрах процесс юм. Алт нь [Au(CN)₂]⁻ цогцолборт элементийн төлөвөөс (Au⁰) +1 исэлдэлтийн төлөвт исэлддэг бол хүчилтөрөгч нь буурдаг. Уусдаг алт - цианидын цогцолбор үүсэх нь маш чухал бөгөөд учир нь энэ нь анх хүдэрт хатуу, уусдаггүй хэлбэрээр байсан алтыг уусмалд уусгах боломжийг олгодог. Дараа нь энэхүү ууссан алтыг идэвхжүүлсэн нүүрс дээр адсорбци хийх эсвэл цайрын нунтаг ашиглан тунадасжуулах зэрэг дараагийн боловсруулалтын алхмуудаар үлдсэн хүдрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс салгаж болно.

Яагаад цианид гэж? Натрийн цианидын өвөрмөц шинж чанарууд

Цианит натрийн хэд хэдэн шинж чанар нь түүнийг уул уурхайн салбарт алт уусгахад илүүд үздэг урвалж болгодог.

1. Алтны өндөр сонгомол чанар: Цианидын ионууд нь алт агуулсан хүдэрт түгээмэл байдаг бусад олон эрдэс бодисын дэргэд алтыг сонгомол байдлаар уусгах гайхалтай чадвартай байдаг. Энэхүү сонгомол чанар нь алт нь ихэвчлэн их хэмжээний ганг эрдэс бодистой холилдсон бага агуулгатай хүдрээс алтыг гаргаж авах боломжийг олгодог тул маш чухал юм. Жишээлбэл, кварц, хээрийн жонш болон бусад үнэ цэнэтэй бус эрдэс бодис агуулсан хүдэрт цианид нь алттай урвалд орж, ганг эрдэс бодисын дийлэнх нь урвалд ороогүй, алт агуулсан уусмалаас амархан тусгаарлагддаг.

2. Усанд уусах чадвар өндөр: Натрийн цианид нь усанд маш сайн уусдаг бөгөөд энэ нь уусгах процесст хэрэглэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Өндөр уусах чадвар нь цианидын ионууд хүдрийн зуурмаг даяар хурдан тархаж, цианид болон алтны хэсгүүдийн хоорондох холбоог хамгийн их байлгах боломжийг олгодог. Энэхүү хурдан тархалт нь урвалын хурдыг нэмэгдүүлж, алтны нөхөн сэргээлтийн түвшинг нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл, өрөөний температурт натрийн цианид их хэмжээгээр усанд уусаж, уусгах уусмалд идэвхтэй цианидын ионуудын өндөр концентрацийг бий болгодог.

3. Харьцангуй өртөг - үр ашиг: Алт олборлоход ашиглаж болох зарим өөр урвалжуудтай харьцуулахад натрийн цианид харьцангуй хямд байдаг. Энэхүү өртөг - үр ашиг нь алт олборлох салбарт, ялангуяа томоохон хэмжээний үйл ажиллагаанд өргөн хэрэглэгддэг гол хүчин зүйл юм. Уурхайчид натрийн цианидийг их хэмжээгээр боломжийн үнээр авах боломжтой бөгөөд энэ нь алт олборлох нийт өртгийг эдийн засгийн хувьд ашигтай хязгаарт байлгахад тусалдаг.

4. Шүлтлэг уусмал дахь тогтвортой байдал: Цианид нь шүлтлэг уусмалд тогтвортой байдаг нь уусгах процесст давуу тал болдог. Уусгах уусмалыг өндөр рН-д (ихэвчлэн 10-11 орчим) байлгаснаар цианидын өндөр хортой, дэгдэмхий хий болох устөрөгчийн цианид (HCN) болж задрахыг багасгаж болно. Энэхүү тогтвортой байдал нь цианид удаан хугацаанд урвалд орох хэлбэрээрээ үлдэж, алтыг үр дүнтэй уусгах боломжийг олгодог. Шүлтлэг орчныг хадгалж, цианидын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд уусгах уусмалд шохойг ихэвчлэн нэмдэг.

Алтны уурхайнууд дахь цианид уусгах үйл явц

Урьдчилсан эмчилгээ: Бутлах, нунтаглах

Цианидыг уусгах үйл явц эхлэхээс өмнө алт агуулсан хүдэр урьдчилсан боловсруулалтын чухал үе шатанд ордог. Энэ үе шатны эхний алхам бол бутлах бөгөөд энэ нь том хэмжээтэй хүдрийн хэсгүүдийг жижиг хэсгүүдэд хуваахад зайлшгүй шаардлагатай. Энэ нь ихэвчлэн хацарт бутлуур, конусан бутлуур, эргэлтэт бутлуур зэрэг хэд хэдэн бутлуурын тусламжтайгаар хийгддэг. Жишээлбэл, хацарт бутлуур нь энгийн бүтэцтэй, бутлах харьцаа өндөртэй байдаг. Энэ нь том хэмжээтэй хүдэртэй ажиллах боломжтой бөгөөд тэдгээрийг эхлээд жижиг хэсгүүдэд хувааж болно.

Буталсаны дараа хүдрийг нунтагладаг. Нунтаглах нь хүдрийн ширхэгийн хэмжээг цаашид багасгахын тулд ихэвчлэн бөмбөлөгт тээрэм эсвэл саваа тээрэмд хийгддэг. Бөмбөлөгт тээрэмд ган бөмбөлгийг хүдрийг нунтаглахад ашигладаг. Тээрэм эргэх үед бөмбөлгүүд доошоо урсаж, хүдрийн хэсгүүдэд цохиулж, нунтаглана. Энэ үйл явц нь хүдрийн гадаргуугийн талбайг ихэсгэдэг учраас маш чухал юм. Гадаргуугийн талбай том байна гэдэг нь уусгах үе шатанд хүдэр доторх алт агуулсан тоосонцор болон цианидын уусмалын хооронд илүү их харьцдаг гэсэн үг юм.

Жишээлбэл, хүдрийг зохих ёсоор буталж нунтаглаагүй тохиолдолд алтны хэсгүүд хүдрийн том хэсгүүдэд баригдаж болно. Дараа нь цианидын уусмал нь эдгээр алтны хэсгүүдэд хүрэхэд хүндрэлтэй тул олборлох хурд багасна. Нунтаглах замаар хүдрийг нарийн нунтаг болгон бууруулснаар алт нь цианидын ионуудад илүү хүртээмжтэй болж, уусгах процессын үр ашгийг дээшлүүлнэ.

Уусгалтын үе шат: Хутгасан уусгалт ба нуруулдан уусгах

Хүдрийг зохих ёсоор бэлтгэсний дараа уусгах үе шат эхлэх ба хутган уусган уусгах, нуруулдан уусгах гэсэн хоёр үндсэн арга байдаг.

Хутгасан уусгах

Хутгасан уусгахад нилээд нунтагласан хүдрийг том саванд цианидын уусмалтай хольж уусгах сав эсвэл хутгагч сав гэж нэрлэдэг. Хольцыг тасралтгүй хутгахын тулд импеллер гэх мэт механик хутгагчийг ашигладаг. Энэхүү байнгын ухуулга нь хэд хэдэн чухал зорилготой. Нэгдүгээрт, энэ нь цианидын уусмалыг хүдрийн зутангаар жигд тараахыг баталгаажуулдаг. Энэ жигд тархалт нь алт агуулсан бүх тоосонцор цианидын ионуудтай ижил тэнцүү урвалд орох боломжийг олгодог тул маш чухал юм. Хоёрдугаарт, хутгах нь хүдрийн хэсгүүдийг түдгэлзүүлсэн байдалд байлгаж, савны ёроолд тогтохоос сэргийлдэг. Хэрэв тоосонцор нь тунаж байвал алт ба цианидын хоорондох урвалыг саатуулж болзошгүй тул энэ нь чухал юм.

Өндөр агуулгатай хүдэр эсвэл харьцангуй богино хугацаанд өндөр ялгаралтын түвшин шаардлагатай үед хутган уусгах аргыг илүүд үздэг. Мөн хутгах нь хүдэр ба цианидын уусмал хоорондын холбоог сайжруулдаг тул уусгахад илүү хэцүү хүдэрт тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч хутгуурын тасралтгүй ажиллагаатай тул хутган уусгахад илүү их эрчим хүч шаардагдана. Мөн томоохон хэмжээний тоног төхөөрөмж, их хэмжээний цианидын уусмал шаардагддаг тул хөрөнгийн зардал харьцангуй өндөр.

Нуруулдан уусгах

Харин нуруулдан уусгах нь зардал багатай, ялангуяа бага агуулгатай хүдэрт илүү үр дүнтэй арга юм. Энэ процесст буталсан хүдрийг цианидын уусмал гоожихоос сэргийлэхийн тулд ихэвчлэн ус үл нэвтрэх давхарга дээр том овоолон овоолно. Дараа нь цианидын уусмалыг хүдрийн овоолгын орой дээр шүршиж эсвэл дусаана. Уусмал овоолгын дундуур нэвчиж орохдоо хүдэр дэх алттай урвалд орж уусч алт-цианидын нэгдэл үүсгэнэ. Дараа нь ууссан алтыг агуулсан уусгасан шингэн нь овоолгын ёроолд цутгаж, цаашид боловсруулах зорилгоор цөөрөм эсвэл саванд цуглуулдаг.

Нуруулдан уусгах нь бага агуулгатай хүдэртэй томоохон хэмжээний үйл ажиллагаанд илүү тохиромжтой хувилбар бөгөөд энэ нь хутган уусгахтай харьцуулахад тоног төхөөрөмжид бага хөрөнгө оруулалт шаарддаг. Мөн тасралтгүй хутгах шаардлагагүй тул эрчим хүчний хэрэгцээ багатай байдаг. Гэхдээ нуруулдан уусгах нь хутган уусган уусгахтай харьцуулахад илүү урт уусгах хугацаатай байдаг ба ялгарах хурд нь арай бага байж болно. Нуруулдан уусгах ажлын амжилт нь хүдрийн овоолгын нэвчилт зэрэг хүчин зүйлээс хамаарна. Хэрэв овоолгыг зохих ёсоор байгуулаагүй, хүдрийн тоосонцор хэт нягт савлагдсан бол цианидын уусмал жигд нэвтэрч чадахгүй тул жигд бус уусгаж, алтны ялгаралт багасна.

Уусгасны дараах боловсруулалт: Уусмалаас алтыг гаргаж авах

Алтыг уусгах үе шатанд цианидын уусмалд уусгасны дараа дараагийн алхам нь уг уусмалаас алтыг гаргаж авах явдал юм. Энэ зорилгоор хэд хэдэн аргыг түгээмэл ашигладаг бөгөөд хамгийн түгээмэл хоёр арга нь идэвхжүүлсэн нүүрс шингээх, цайрын тоос цементлэх арга юм.

Идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн шингээлт

Идэвхжүүлсэн нүүрс нь том гадаргуугийн талбайтай бөгөөд алт-цианидын нэгдэлд өндөр хамааралтай байдаг. Идэвхжүүлсэн нүүрс шингээх процесс буюу нүүрстөрөгч доторх целлюлоз (CIP) эсвэл нүүрстөрөгч дотор уусгах (CIL) процесс гэж нэрлэгдэх процесст идэвхжүүлсэн нүүрсийг шүүсэн шингэнд нэмнэ. Уусмал дахь алт-цианидын нэгдэл нь идэвхжүүлсэн нүүрстөрөгчийн гадаргуу дээр татагдаж, түүн дээр шингэдэг. Энэ нь "ачаалагдсан" эсвэл "жирэмсэн" нүүрстөрөгчийг үүсгэдэг бөгөөд дараа нь уусмалаас тусгаарлагддаг.

Ачаалал ихтэй нүүрстөрөгчийг уусмалаас ялгах нь скрининг эсвэл шүүлтүүрээр дамждаг. Алтыг салгасны дараа ачсан нүүрстөрөгчөөс гаргаж авдаг. Энэ нь ихэвчлэн цианит натрийн ба натрийн гидроксидын халуун, төвлөрсөн уусмалыг ашиглан нүүрстөрөгчөөс алтыг зайлуулж, ялгаруулах буюу десорбц гэж нэрлэгддэг процессоор хийгддэг. Үүссэн алтаар баялаг уусмалыг цааш нь электролизоор боловсруулж, алтыг катод руу буулгаж, цэвэр алт үүсгэдэг.

Цайрын тоос цементлэх

Меррилл-Кроу процесс гэгддэг цайрын тоос цементлэх арга нь уусгасан уснаас алтыг гаргаж авах өргөн хэрэглэгддэг өөр нэг арга юм. Энэ процесст цайрын тоосыг алт-цианидын цогцолбор агуулсан уусмалд нэмнэ. Цайр нь алтнаас илүү идэвхтэй бөгөөд дараахь химийн урвалын дагуу алтыг нийлмэлээс зайлуулдаг.

2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Au

Дараа нь алтыг уусмалаас тунадасжуулж, алт цайрын тунадас үүсгэдэг. Дараа нь энэ тунадасыг шүүж, уусмалаас салгана. Цайр болон бусад хольцыг арилгахын тулд тунадасыг хайлуулах замаар алтыг улам боловсронгуй болгож, цэвэр алт гаргадаг. Цайрын тоос цементлэх нь харьцангуй энгийн бөгөөд энгийн процесс боловч алтны үр ашигтай олборлолтыг хангахын тулд рН болон цианидын уусмалын концентрацийг сайтар хянах шаардлагатай.

Цианидыг уусгах үр ашигт нөлөөлөх хүчин зүйлс

Хүдрийн шинж чанар

Алт агуулсан хүдрийн шинж чанар нь цианид уусгах үр ашигт нөлөөлөх үндсэн хүчин зүйл юм. Сульфид алтны хүдэр, исэлдсэн алтны хүдэр зэрэг өөр өөр төрлийн хүдэр нь уусгах үйл явцад ихээхэн нөлөөлдөг өвөрмөц шинж чанартай байдаг.

Сульфидын алтны хүдэр: Сульфидын алтны хүдэр нь ихэвчлэн пирит (FeS₂), арсенопирит (FeAsS), халькопирит (CuFeS₂) зэрэг их хэмжээний сульфидын эрдэс бодис агуулдаг. Эдгээр сульфидын эрдэс бодисууд нь цианид уусгах явцад хэд хэдэн бэрхшээл учруулж болзошгүй. Жишээлбэл, пирит нь алт агуулсан хүдэрт түгээмэл тохиолддог сульфидын эрдэс бодис юм. Хүдэрт пирит байх үед уусгах орчинд цианидын уусмал болон хүчилтөрөгчтэй урвалд орж болно. Хүчилтөрөгч болон цианидын дэргэд пиритын исэлдэлт нь хүхрийн хүчил (H₂SO₄) болон төмөр-цианидын цогцолбор зэрэг янз бүрийн дайвар бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг. Хүхрийн хүчил үүсэх нь уусгах уусмалын рН-ийг бууруулж, цианидын тогтвортой байдалд сөргөөр нөлөөлдөг. Нэмж дурдахад, сульфидын эрдэс бодисыг цианидтай урвалд оруулах нь их хэмжээний цианид зарцуулж, урвалжийн өртгийг нэмэгдүүлдэг. Жишээлбэл, сульфидын агууламж өндөртэй хүдэрт цианидын хэрэглээ нь сульфидгүй хүдэртэй харьцуулахад хэд дахин их байж болно.

Исэлдүүлсэн алтны хүдэр: Нөгөөтэйгүүр, исэлдүүлсэн алтны хүдэр нь сульфидын хүдэртэй харьцуулахад илүү таатай уусгах орчинтой байдаг. Эдгээр хүдэр нь элэгдэл, исэлдэлтийн процесст орсон бөгөөд энэ нь сульфидын олон эрдэс бодисыг илүү тогтвортой исэлдлийн хэлбэрт оруулж исэлдүүлсэн. Үүний үр дүнд сульфид-цианидын урвалтай холбоотой асуудлууд багасдаг. Исэлдүүлсэн хүдэр дэх алт нь цианидын уусмалд илүү хүртээмжтэй байдаг, учир нь хүдрийн бүтэц нь ерөнхийдөө илүү сүвэрхэг, бага төвөгтэй байдаг. Жишээлбэл, исэлдүүлсэн хүдрийн нэг төрөл болох латерит алтны хүдэрт алт нь ихэвчлэн илүү тархсан, бага капсулжсан хэлбэрээр байдаг. Энэ нь цианидын ионууд алтны хэсгүүдэд амархан хүрэх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр уусгах үр ашгийг нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч исэлдүүлсэн хүдэр нь төмрийн исэл, гидроксид зэрэг зарим хольцыг агуулж болох бөгөөд энэ нь алт-цианидын цогцолборыг шингээж авах эсвэл уусгах процесст тодорхой хэмжээгээр саад учруулж болзошгүй юм.

Хүдрийн доторх алтны ширхэгийн хэмжээ мөн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Нарийн ширхэгтэй алтны хэсгүүд нь илүү том гадаргуу - талбайн эзэлхүүний харьцаатай байдаг бөгөөд энэ нь цианидын уусмалд илүү хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой гэсэн үг юм. Үүний эсрэгээр, бүдүүн ширхэгтэй алтны хэсгүүд нь уусгах хугацааг уртасгах эсвэл илүү түрэмгий нөхцөлд уусгах нөхцөлийг шаарддаг. Жишээлбэл, алтны хэсгүүд нь маш том ширхэгтэй бол цианидын уусмал нь тоосонцор руу хангалттай гүн нэвтэрч чадахгүй, алтны зарим хэсэг нь урвалд орохгүй байж болно.

Цианидын баяжуулалт

Уусгах уусмал дахь цианидын натрийн агууламж нь алт олборлох үр ашиг болон үйл ажиллагааны нийт зардалд шууд нөлөөлдөг чухал үзүүлэлт юм.

Уусгах үр ашигт үзүүлэх нөлөө: Цианидын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр алт ба цианидын хоорондох урвалын хурд эхэндээ нэмэгддэг. Учир нь цианидын ионуудын өндөр концентраци нь алтны хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэх боломжтой илүү олон урвалж молекулуудыг бий болгодог. Жишээлбэл, лабораторийн туршилтаар цианидын концентрацийг 0.01%-иас 0.05% хүртэл нэмэгдүүлэхэд алтны уусах хурд мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, богино хугацаанд алтны олборлолт өндөр болно. Гэсэн хэдий ч энэ хамаарал нь тодорхойгүй шугаман биш юм. Цианидын концентраци тодорхой түвшинд хүрсний дараа цаашид нэмэгдэх нь алтны уусах хурдыг пропорциональ байдлаар нэмэгдүүлэхгүй байж магадгүй юм. Үнэндээ цианидын концентраци хэт өндөр байх үед цианидын гидролиз үүсч болно. Цианидын гидролиз нь цианид устай урвалд орж устөрөгчийн цианид (HCN) ба гидроксидын ион (OH⁻) үүсгэх үед явагддаг. Урвал дараах байдалтай байна: CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻. Устөрөгчийн цианид нь дэгдэмхий бөгөөд маш хортой хий юм. HCN үүсэх нь алт уусгах урвалд орох боломжтой цианидыг бууруулаад зогсохгүй аюулгүй байдал, байгаль орчинд ноцтой аюул учруулдаг.

Зардлын анхаарах зүйлс: Цианид нь харьцангуй үнэтэй урвалж бөгөөд ялангуяа томоохон хэмжээний алт олборлох үйл ажиллагааг авч үзэхэд чухал ач холбогдолтой. Шаардлагатай хэмжээнээс өндөр концентрацитай цианидыг ашиглах нь үйлдвэрлэлийн зардлыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. Жишээлбэл, том хэмжээний овоолгын уусгалтын үйл ажиллагаанд цианидын агууламжийг оновчтой түвшингээс 0.05%-иар илүү нэмэгдүүлбэл цианидын жилийн хэрэглээний зардал нь уусгалтын уусмалын хэмжээ болон үйл ажиллагааны цар хүрээнээс хамааран мэдэгдэхүйц хэмжээгээр нэмэгдэж болно. Нөгөөтэйгүүр, хэт бага концентрацитай цианидыг ашиглах нь уусгалтын хурдыг удаашруулж, хүссэн алтны олборлолтод хүрэхийн тулд уусгалтын хугацааг уртасгах эсвэл уусгалтын уусмалын хэмжээг ихэсгэх шаардлагатай болж болзошгүй юм. Энэ нь мөн боловсруулалтын хугацаа уртсах, эрчим хүчний хэрэглээ өндөр, бүтээмж буурах зэрэг нийт зардлыг нэмэгдүүлж болзошгүй юм.

Ерөнхийдөө ихэнх алт олборлох үйл ажиллагааны хувьд цианидын агууламжийн тохиромжтой хязгаар нь 0.03% - 0.1% байна. Гэхдээ энэ хүрээ нь хүдрийн төрөл, хольц байгаа эсэх, уусгах тусгай арга зэрэг хүчин зүйлээс хамаарч өөр өөр байж болно. Жишээлбэл, харьцангуй цэвэр алтны хүдрийг хутгаж уусган уусгах явцад цианидын бага концентраци 0.03% - 0.05% байх нь хангалттай байж болно. Харин нийлмэл сульфид агуулсан алтны хүдрийг овоолго уусгах үйл ажиллагааны хувьд сульфидын ашигт малтмалын цианидын хэрэглээг нөхөхийн тулд цианидын агууламж бага зэрэг өндөр буюу 0.08% - 0.1% орчим байх шаардлагатай.

Уусмалын рН-ийн утга

Цианидын уусгах уусмалын рН-ийн утга нь цианидын тогтвортой байдал, алтны уусах чанар, тоног төхөөрөмжийн зэврэлтэнд нөлөөлдөг тул алт-цианидаар уусгах процесст хамгийн чухал ач холбогдолтой юм.

Цианидын тогтвортой байдал: Цианид нь шүлтлэг орчинд хамгийн тогтвортой байдаг. Уусмалын рН нь 10-11 хооронд байх үед цианидын гидролиз нь хортой хий болох устөрөгчийн цианид (HCN) үүсгэдэг. Өмнө дурдсанчлан цианидын гидролизийн урвал нь CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻ юм. Шүлтлэг уусмалд гидроксидын ионы өндөр концентраци (OH⁻) нь энэ урвалын тэнцвэрийг зүүн тийш шилжүүлж, HCN үүсэхийг бууруулдаг. Жишээлбэл, уусгах уусмалын рН нь 8 буюу түүнээс доош буурвал цианидын гидролизийн хурд мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, цианидын алдагдал, HCN ялгарах эрсдэл нэмэгдэх бөгөөд энэ нь зөвхөн урвалжийн хаягдал төдийгүй ажилчид болон хүрээлэн буй орчинд ноцтой аюулгүй байдлын аюул учруулдаг.

Алтны уусах чадвар: Алт-цианидын цогцолборын уусах чадварт рН-ийн утга бас нөлөөлдөг. Тохиромжтой шүлтлэг рН-ийн хүрээнд Na[Au(CN)₂] зэрэг уусдаг алт-цианидын цогцолбор үүсэх нь илүү тохиромжтой. РН хэт бага байх үед цогцолбор нь задарч, уусмал дахь алтны хэмжээг бууруулж, улмаар уусгалтын үр ашгийг бууруулж болзошгүй. Нэмж дурдахад, хүчиллэг орчинд хүдэрт агуулагдах бусад металлын ионууд илүү амархан уусаж, алт уусгалтын процесст саад учруулж болзошгүй. Жишээлбэл, хүдэрт агуулагдах төмөр агуулсан эрдэс бодисоос үүссэн төмрийн ионууд (Fe³⁺) нь хүчиллэг уусмалд цианидтай тунадас эсвэл цогцолбор үүсгэж, алттай цианидын ионуудын төлөө өрсөлдөж болно.

Тоног төхөөрөмжийн зэврэлт: Зөв рН-ийг хадгалах нь уусгах процесст ашигладаг тоног төхөөрөмжийг хамгаалахад чухал үүрэгтэй. Хүчиллэг орчинд цианидын уусмал нь уусгах сав, дамжуулах хоолой, шахуурга зэрэг металл тоног төхөөрөмжид маш их зэврэлт үүсгэдэг. Жишээлбэл, гангаар хийсэн уусгах сав нь хүчиллэг цианидын уусмалд хурдан зэврэлт үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гоожиж, тоног төхөөрөмжийг байнга солих шаардлагатай болгодог бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн зардал болон зогсолтын хугацааг нэмэгдүүлдэг. Үүний эсрэгээр шүлтлэг уусмал нь алт олборлох тоног төхөөрөмжид ашигладаг ихэнх түгээмэл материалын хувьд зэврэлт багатай байдаг.

Тохиромжтой рН-ийн утгыг хадгалахын тулд уусгах уусмалд шохой (CaO) эсвэл натрийн гидроксид (NaOH) ихэвчлэн нэмдэг. Шохой нь харьцангуй бага өртөгтэй, үр дүнтэй байдаг тул алт олборлох үйл ажиллагаанд рН-ийн тохируулга хийхэд өргөн хэрэглэгддэг урвалж юм. Энэ нь устай урвалд орж кальцийн гидроксид (Ca(OH)₂) үүсгэдэг бөгөөд энэ нь уусмал дахь хүчиллэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг саармагжуулж, рН-ийг нэмэгдүүлдэг. Шохой нэмсэнээр төмөр, зэс зэрэг зарим металлын ионуудыг тунадасжуулах нэмэлт давуу талтай бөгөөд энэ нь уусгах үйл явцад үзүүлэх нөлөөллийг бууруулдаг.

Температур ба уусгах хугацаа

Температур ба уусгах хугацаа нь цианид уусгах үр ашигт чухал нөлөө үзүүлдэг харилцан хамааралтай хоёр хүчин зүйл юм.

Температурын нөлөө: Температурын өсөлт нь ерөнхийдөө цианид-алтны урвалын хурдыг нэмэгдүүлдэг. Учир нь өндөр температур нь цианид ион болон хүдрийн гадаргуу дээрх алтны атомуудыг оролцуулан урвалд оруулагч молекулуудын кинетик энергийг нэмэгдүүлдэг. Үүний үр дүнд урвалд оруулагчдын хоорондох мөргөлдөөний давтамж нэмэгдэж, урвалын хурд хурдасдаг. Жишээлбэл, лабораторийн хэмжээний туршилтаар уусгах уусмалын температурыг 20°C-аас 40°C хүртэл нэмэгдүүлэхэд алтны уусах хурд зарим тохиолдолд хоёр эсвэл бүр гурав дахин нэмэгдэж болно. Гэсэн хэдий ч температурыг нэмэгдүүлэхэд хязгаарлалтууд байдаг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр уусмал дахь хүчилтөрөгчийн уусах чадвар буурдаг. Хүчилтөрөгч нь алт-цианидын урвалд зайлшгүй шаардлагатай исэлдүүлэгч бодис тул хүчилтөрөгчийн уусах чадвар буурах нь урвалын хурдыг хязгаарлаж болно. Маш өндөр температурт, 100°C-д ойрхон үед хүчилтөрөгчийн уусах чадвар маш бага болж, уусгах үйл явц хүчилтөрөгчөөр хязгаарлагдаж болно. Түүнчлэн, өмнө дурдсанчлан, өндөр температур нь цианидын гидролизийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь алт уусгах урвалд ашиглах боломжтой цианидыг бууруулдаг. Түүнчлэн, өндөр температур нь тоног төхөөрөмжийн зэврэлтийг хурдасгаж, засвар үйлчилгээний зардлыг нэмэгдүүлж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг богиносгодог. Ихэнх алт олборлох үйл ажиллагаанд уусгах температурыг дунд зэргийн түвшинд, ихэвчлэн 15°C-30°C хооронд байлгадаг. Энэ температурын хүрээ нь урвалын хурд, хүчилтөрөгчийн уусах чадвар, цианидын тогтвортой байдал, тоног төхөөрөмжийн бат бөх чанарын хоорондын тэнцвэрийг хангадаг.

Уусгах хугацааны нөлөө: Уусгах хугацаа нь хүдрээс гаргаж авах боломжтой алтны хэмжээтэй шууд холбоотой. Ерөнхийдөө уусгах хугацаа нэмэгдэхийн хэрээр цианидын уусмалд илүү их алт уусдаг. Гэсэн хэдий ч уусгах хугацаа болон алт олборлолтын хоорондын хамаарал шугаман биш юм. Эхэндээ алтны уусах хурд харьцангуй өндөр бөгөөд богино хугацаанд их хэмжээний алтыг олборлож болно. Гэхдээ уусгах үйл явц үргэлжлэхийн хэрээр алтны уусах хурд аажмаар буурдаг. Учир нь хамгийн хүртээмжтэй алтны хэсгүүд эхлээд уусдаг бөгөөд цаг хугацаа өнгөрөх тусам хүдрийн гадаргуу дээр саад болж болох урвалын бүтээгдэхүүн үүсэх зэрэг хүчин зүйлсийн улмаас үлдсэн алтанд хүрэхэд хэцүү болдог. Жишээлбэл, хутгаж уусгах үйл явцад алтны ихэнх хэсэг эхний 24-48 цагийн дотор уусч болно. Үүний дараа уусгах хугацааг нэмэгдүүлэх нь алт олборлолтыг бага зэрэг нэмэгдүүлэхэд л хүргэж болзошгүй юм. Уусгах хугацааг хэт их сунгах нь эрчим хүчний хэрэглээ, урвалжийн хэрэглээ, хөдөлмөрийн зардал зэрэг үйл ажиллагааны зардлыг нэмэгдүүлдэг тул эдийн засгийн хувьд үр ашиггүй байж болно. Үүний зэрэгцээ энэ нь илүү их хольцыг уусгахад хүргэж, улмаар алтны нөхөн сэргээлтийн дараагийн үйл явцыг хүндрүүлж болзошгүй юм.

Үйлдвэрлэлийн үр ашгийг оновчтой болгохын тулд температур ба уусгах хугацаа хоёрын хооронд тэнцвэрийг бий болгох шаардлагатай. Энэ нь ихэвчлэн эдгээр хоёр параметрийн оновчтой хослолыг тодорхойлохын тулд тодорхой хүдрийн дээжинд лабораторийн хэмжээний туршилт хийх шаардлагатай болдог. Тухайлбал, тодорхой төрлийн хүдрийн хувьд уусгах температур 25°С, уусгах хугацаа 36 цаг байх нь хамгийн бага зардлаар алтны хамгийн өндөр ялгаралтыг бий болгодог.

Аюулгүй байдал ба байгаль орчны талаар анхаарах зүйлс

Цианидын хоруу чанар: харьцах, хадгалахад анхаарах зүйлс

Алт уусгахад хэрэглэдэг цианит натрийн хэлбэрийн цианид нь маш хортой бодис юм. Бага хэмжээний ч гэсэн хүн болон бусад организмд үхэлд хүргэдэг. Цианит натрийн хүчилтэй шүргэлцэх үед устөрөгчийн цианидын хий ялгаруулж, дэгдэмхий чанар өндөртэй, амьсгалын замаар биед хурдан шингэдэг. Цианит натрийг залгих эсвэл арьсанд хүрэх нь хүнд хордлогод хүргэдэг. Цианидын хоруу чанар нь эс дэх цитохромын оксидазтай холбогдож, эсийн амьсгалын хэвийн үйл явцыг алдагдуулж, эсүүд хүчилтөрөгчийг ашиглах чадваргүй болж, улмаар эсийн хурдан үхэлд хүргэдэгтэй холбоотой юм.

Хэт их хоруу чанартай тул харьцах, хадгалахдаа урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах нь чухал юм. Цианит натрийн хэрэглээтэй холбоотой ажилчид энэ химийн бодистой харьцахаас өмнө аюулгүй байдлын цогц сургалтанд хамрагдах ёстой. Хувийн хамгаалах хэрэгсэл, тухайлбал арьсанд хүрэхээс сэргийлсэн нитрил гэх мэт тохиромжтой материалаар хийсэн бээлий, нүдийг хамгаалах хамгаалалтын шил, цианид устөрөгчийн зохих шүүлтүүр бүхий хийн маск зэрэг амьсгалын замын хамгаалалтын хэрэгслийг харьцах явцад байнга зүүж байх ёстой.

Натрийн цианидын агуулахыг дулааны эх үүсвэр, гал асаах, үл нийцэх бодисоос хол, агааржуулалт сайтай, тусгаарлагдсан газар байрлуулна. Хадгалах талбайг маш хортой бодис байгааг харуулсан анхааруулах тэмдэг бүхий тодорхой тэмдэглэсэн байх ёстой. Натрийн цианидыг зарим төрлийн хуванцар, зэвэрдэггүй ган зэрэг цианидын зэврэлтэнд тэсвэртэй материалаар хийсэн нягт битүүмжилсэн саванд хадгалах ёстой. Эдгээр савыг асгарахаас хамгаалсан тавиур эсвэл аливаа асгарахаас урьдчилан сэргийлэх зориулалттай хадгалах шүүгээ гэх мэт хоёрдогч хамгаалалтын системд хадгална. Хадгалах талбай, савыг тогтмол шалгаж байх нь гоожиж, эвдрэлийн шинж тэмдэг байхгүй эсэхийг баталгаажуулах шаардлагатай.

Тээвэрлэлтийн явцад цианит натрийг хатуу журмын дагуу тээвэрлэх ёстой. Аюултай материалыг тээвэрлэх гэж тодорхой тэмдэглэсэн, асгарахаас урьдчилан сэргийлэх хамгаалалтын хэрэгсэл бүхий тусгай тээврийн хэрэгсэл шаардлагатай. Тээврийн үйл явцыг сайтар хянаж, ослын үед яаралтай хариу арга хэмжээ авах төлөвлөгөөтэй байх ёстой.

Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл ба хог хаягдлын менежмент

Алт уусгахад цианидыг ашиглах нь байгаль орчинд ихээхэн нөлөөлөл үзүүлэх бөгөөд энэ нь юуны түрүүнд цианид агуулсан хог хаягдал ялгарахтай холбоотой юм. Хамгийн их хамааралтай хаягдал бүтээгдэхүүн бол уусгах явцад үүссэн цианидаар баялаг бохир ус юм. Хэрэв энэ бохир усыг зохих ёсоор цэвэрлээгүй, байгальд хаягдвал усны экосистемд муугаар нөлөөлнө.

Цианид нь усны организмд маш хортой. Бага концентрацитай байсан ч загас, сээр нуруугүй амьтад болон усны бусад амьтдыг устгадаг. Жишээлбэл, усан дахь цианидын 0.05 мг/л бага агууламж нь олон төрлийн загасыг үхэлд хүргэдэг. Усанд цианид агуулагдах нь усны экосистем дэх хүнсний гинжин хэлхээг тасалдуулж, үндсэн үйлдвэрлэгч, хэрэглэгчдийг устгаж, дээд түвшний организмд сөрөг нөлөө үзүүлэхэд хүргэдэг. Түүнчлэн, бохирдсон усыг усалгааны зориулалтаар ашиглавал хөрсний чанарт нөлөөлж, үр тариаг гэмтээж болно.

Байгаль орчны эдгээр нөлөөллийг бууруулахын тулд цианид агуулсан бохир усны хаягдлын зөв менежмент нь маш чухал юм. Энэ бохир усыг цэвэрлэх хэд хэдэн нийтлэг аргууд байдаг:

Исэлдэлтийн аргууд: Химийн исэлдэлт нь өргөн хэрэглэгддэг арга юм. Хамгийн түгээмэл исэлдүүлэгч бодисын нэг бол натрийн гипохлорит (цайруулагч) эсвэл хлорын хий зэрэг хлор дээр суурилсан нэгдлүүд юм. Шүлтлэг орчинд эдгээр исэлдүүлэгчид цианидтай урвалд орж, түүнийг бага хоргүй нэгдэл болгон хувиргаж чадна. Жишээлбэл, шүлтлэг уусмалд натрийн гипохлориттой урвалд орсноор цианид (CN⁻)-ийг эхлээд цианат (CNO⁻) болгон, дараа нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO₂) болон азотын (N₂) хий болгон хэд хэдэн урвалын замаар хувиргаж болно. Нийт урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно:

2CN⁻+5OCl⁻ + H₂O→2HCO₃⁻+N₂ + 5Cl⁻

Исэлдэлтийн өөр нэг арга бол устөрөгчийн хэт исэл (H₂O₂) ашиглах явдал юм. Устөрөгчийн хэт исэл нь катализаторын оролцоотойгоор цианидыг цианат болгон исэлдүүлдэг. Энэ аргыг зарим тохиолдолд илүүд үздэг, учир нь энэ нь хлор дээр суурилсан зарим арга гэх мэт нэмэлт бохирдуулагчийг нэвтрүүлдэггүй.

Саармагжуулах ба тунадасжуулалт: Зарим тохиолдолд цианид агуулсан бохир ус нь хүнд металл - цианидын цогцолбор агуулж болно. Бохир усны рН-ийг тохируулж, зохих химийн бодисуудыг нэмснээр эдгээр хүнд металлуудыг тунадасжуулж болно. Жишээлбэл, бохир усанд шохой (CaO) нэмэх нь рН-ийг нэмэгдүүлж, зэс, цайр, төмөр зэрэг хүнд металлуудыг гидроксид болгон тунадасжуулахад хүргэдэг. Дараа нь хүнд металлуудыг зайлуулсны дараа цианидийг исэлдэлтийн аргаар цаашид боловсруулж болно.

Биологийн боловсруулалт: Зарим бичил биетүүд цианид задрах чадвартай байдаг. Идэвхжүүлсэн лаг процесс эсвэл био хальсны реактор гэх мэт биологийн цэвэршүүлэх системд эдгээр бичил биетүүдийг цианидийг бага хортой бодис болгон задлахад ашиглаж болно. Гэсэн хэдий ч цианидын өндөр концентраци нь бичил биетэнд хортой байж болзошгүй тул биологийн боловсруулалт нь бага ба дунд зэргийн концентрацитай цианидын бохир усанд илүү тохиромжтой. Бичил биетүүд цианидийг азот ба нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болгон ашиглаж, бодисын солилцооны үйл явцаараа аммиак, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад хоргүй дайвар бүтээгдэхүүн болгон хувиргадаг.

Бохир усыг цэвэрлэхээс гадна алт уусгах процесст ашигласан цианидын хэмжээг багасгах, аль болох цианит агуулсан уусмалыг дахин боловсруулж дахин ашиглах талаар хүчин чармайлт гаргах хэрэгтэй. Энэ нь цианид уусгахад тулгуурласан алт олборлолтын үйл ажиллагааны байгаль орчинд үзүүлэх нийт нөлөөллийг бууруулахад тусална.

Кейс судалгаа ба үйлдвэрлэлийн практик

Амжилтын түүх: Өндөр үр ашигтай цианид уусгах үйл ажиллагаа

Дэлхий даяар хэд хэдэн алт олборлох үйл ажиллагаа нь цианид уусгах чиглэлээр гайхалтай амжилтанд хүрч, үр ашиг, өртөг зардал, байгаль орчныг хамгаалах чиглэлээр салбарын жишиг үзүүлэлтүүдийг бий болгосон.

Үүний нэг жишээ бол Перу дахь Янакоча уурхай бөгөөд дэлхийн хэмжээнд хамгийн том алт олборлодог уурхайн нэг юм. Уурхай нь цианид уусгах процессыг оновчтой болгохын тулд хэд хэдэн шинэлэг арга хэмжээг хэрэгжүүлсэн. Уурхайн инженерүүд хүдрийн шинж чанарын иж бүрэн судалгаа хийснээр хүдрийн шинж чанарыг нарийн ойлгох боломжтой болсон. Энэ нь тэдэнд цианидын концентраци болон уусгах нөхцлийг хүдрийн өвөрмөц онцлогт тохируулан тохируулах боломжийг олгосон. Тухайлбал, сульфидын агууламж өндөртэй тодорхой төрлийн хүдрийн хувьд сульфидын ашигт малтмалын цианидын хэрэглээг нөхөхийн тулд 0.08-0.1% орчим цианидын агууламж бага зэрэг өндөр байх шаардлагатайг тэд тогтоосон. Цианидын концентрацийн ийм нарийн тохируулга нь алтны олборлолтын хурдыг сайжруулаад зогсохгүй нэг тонн хүдэрт ногдох цианидын нийт хэрэглээг бууруулсан.

Байгаль орчныг хамгаалах чиглэлээр Янакоча уурхай нь дэвшилтэт бохир ус цэвэрлэх байгууламжид ихээхэн хөрөнгө оруулалт хийсэн. Тэд бохир уснаас цианид болон бусад бохирдуулагчийг үр дүнтэй арилгахын тулд химийн исэлдэлт, саармагжуулалт, биологийн цэвэрлэгээг хослуулсан олон үе шаттай цэвэрлэх процессыг нэвтрүүлсэн. Дараа нь цэвэршүүлсэн усыг уусгах процесст ашиглахын тулд дахин боловсруулж, уурхайн цэвэр усны эх үүсвэрээс хамааралтай байдлыг бууруулж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгадаг.

Өөр нэг амжилтын түүх бол Папуа Шинэ Гвинейн Поргера уурхай юм. Энэхүү уурхай нь тасралтгүй үйл явцыг сайжруулах, технологийн шинэчлэлд анхаарлаа хандуулсан. Тэд хутгаж уусгах савандаа хамгийн сүүлийн үеийн автомат удирдлагын системийг нэвтрүүлсэн. Энэхүү систем нь хутгах хурд, цианидын уусмалын урсгалын хурд, уусгах зутангийн температур зэрэг параметрүүдийг тасралтгүй хянаж, тохируулдаг. Хамгийн оновчтой нөхцлийг үргэлж хадгалснаар уурхай зарим үйл ажиллагаандаа 90%-иас дээш өндөр алтны нөхөн сэргээлтийн түвшинд хүрсэн. Нэмж дурдахад, Поргера уурхай нь цианидын уусгах процессын байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах боломжтой өөр урвалжуудыг олохын тулд судалгаа, хөгжүүлэлтэд идэвхтэй оролцож байна. Тэд цианидгүй уусгах бодисын шинэ төрлүүдийг туршиж үзсэн боловч цианид уусгах нь үр ашиг, өртгийн үр ашгийн улмаас гол арга хэвээр байна.

Тулгарсан сорилтууд ба шийдлүүд

Өргөн тархсан хэдий ч алтны уурхайд цианид уусгах нь хүндрэлтэй байдаггүй. Уурхайнууд үйл явцын үр ашиг, өртөг, байгаль орчны тогтвортой байдалд нөлөөлж болох янз бүрийн асуудалтай байнга тулгардаг.

Хүдрийн цогцолбор шинж чанарууд

Алт агуулсан олон хүдэр нь нарийн төвөгтэй найрлагатай тул цианид уусгахад ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Жишээлбэл, АНУ-ын баруун хэсэгт байдаг зарим ордууд зэрэг хүнцлийн агууламж өндөртэй хүдэр боловсруулахад онцгой хүндрэлтэй байдаг. Арсенопирит гэх мэт хүнцэл агуулсан эрдэс бодис нь цианид ба хүчилтөрөгчтэй урвалд орж их хэмжээний цианид хэрэглэж, алт уусгах үр ашгийг бууруулдаг. Түүнчлэн, уусгах уусмалд хүнцэл байгаа нь хүнцлийн нэгдлүүдийн хоруу чанараас шалтгаалан бохир ус цэвэрлэх ажлыг илүү төвөгтэй, хүндрэлтэй болгодог.

Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд зарим уурхайд урьдчилсан боловсруулалтын аргыг нэвтрүүлсэн. Түгээмэл аргуудын нэг бол хүдрийг агаартай нөхцөлд халаадаг шарах юм. Шарах нь хүнцэл агуулсан эрдсийг исэлдүүлж, цианид уусгах үйл явцад саад учруулах магадлал багатай илүү тогтвортой хэлбэрт хувиргадаг. Шарж дууссаны дараа хүдрийг ердийн цианидын уусгалтанд оруулж болно. Урьдчилан эмчлэх өөр нэг арга бол сульфид, хүнцэл агуулсан эрдэс бодисыг бичил биетээр исэлдүүлэх био исэлдэлт юм. Энэ арга нь бага температурт ажиллаж, агаарын бохирдол багатай байдаг тул шарахаас илүү байгаль орчинд ээлтэй.

Байгаль орчны зохицуулалтыг нэмэгдүүлэх

Байгаль орчны талаарх мэдлэг нэмэгдэхийн хэрээр алт олборлох үйл ажиллагаа нь цианидын хэрэглээ, устгахтай холбоотой илүү хатуу зохицуулалттай тулгарч байна. Олон оронд бохир ус, агаарт ялгарах цианидын зөвшөөрөгдөх хязгаарыг нэлээд чангатгасан. Тухайлбал, Австралид байгаль орчныг зохицуулах байгууллагууд алтны уурхайнуудаас гарч байгаа хаягдал ус дахь цианидын агууламжид хатуу хязгаарлалт тогтоожээ. Уурхайнууд их хэмжээний торгууль ногдуулах, хаагдахаас зайлсхийхийн тулд эдгээр хязгаарыг биелүүлэх шаардлагатай.

Эдгээр журмыг дагаж мөрдөхийн тулд уурхайнууд бохир ус цэвэрлэх дэвшилтэт технологид хөрөнгө оруулалт хийж байна. Зарим нь бохир ус дахь цианидыг илүү үр дүнтэй задлахын тулд озон эсвэл хэт ягаан туяаг устөрөгчийн хэт исэлтэй хослуулан хэрэглэх зэрэг дэвшилтэт исэлдэлтийн процессыг ашиглаж байна. Эдгээр аргууд нь цэвэршүүлсэн усанд маш бага үлдэгдэл цианидын концентрацид хүрэх боломжтой. Үүнээс гадна уурхайнууд цианидын асгаралт, гоожихоос урьдчилан сэргийлэх менежментийн илүү сайн туршлагыг хэрэгжүүлж байна. Үүнд агуулахын барилга байгууламжийн зураг төсөл, засвар үйлчилгээг сайжруулах, цианид агуулсан уусмалыг давхар доторлогоотой цөөрөм ашиглах, алдагдлыг нэн даруй илрүүлэх бодит цагийн хяналтын системийг хэрэгжүүлэх зэрэг багтана.

Алтны тогтворгүй зах зээл дэх зардлын үр ашиг

Цианидыг уусгах зэрэг алт олборлох үйл ажиллагааны зардал, ялангуяа алтны зах зээл тогтворгүй байгаа үед ихээхэн санаа зовоосон асуудал болж байна. Алтны үнийн хэлбэлзэл уурхайнуудын ашигт ажиллагаанд ихээхэн нөлөөлдөг. Цианид нь уусгах процессын гол урвалж болохын хувьд үйлдвэрлэлийн нийт зардалд ихээхэн хувь нэмэр оруулж чадна.

Зардлын үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд уурхайнууд урвалжийн хэрэглээг багасгах, үйл явцын үр ашгийг нэмэгдүүлэх арга замыг байнга эрэлхийлдэг. Зарим уурхайнууд уусгах процессыг оновчтой болгохын тулд дэвшилтэт аналитик болон өгөгдөлд тулгуурласан аргыг ашиглаж байна. Хүдрийн шинж чанар, уусгах нөхцөл, алт олборлох хурдны талаарх их хэмжээний мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийснээр тэд хүдрийн багц тус бүрийн үйл ажиллагааны оновчтой параметрүүдийг тодорхойлж чадна. Энэ нь алт олборлолтыг алдагдуулахгүйгээр хэрэглэсэн цианидын хэмжээг багасгах боломжийг тэдэнд олгож байгаа юм. Тухайлбал, зарим уурхайд хүдрийн химийн найрлага, ширхэгийн хэмжээтэй тархалтад үндэслэн цианидын оновчтой концентраци болон уусгах хугацааг урьдчилан таамаглах боломжтой машин сургалтын алгоритмуудыг хэрэгжүүлсэн. Түүнчлэн уурхайнууд уусгах процессыг сайжруулж, цианидын хамаарлыг бууруулж чадах өөр, илүү зардал багатай урвалж эсвэл нэмэлтийг ашиглах талаар судалж байна.

Цианид уусгах технологийн ирээдүйн чиг хандлага

Үр ашгийг дээшлүүлэх, эрсдэлийг бууруулахад чиглэсэн технологийн шинэчлэл

Цианидыг уусган баяжуулах технологийн ирээдүй нь тэнгэрийн хаяанд байгаа хэд хэдэн технологийн шинэчлэлээр маш их ирээдүйтэй. Анхаарал хандуулж буй гол чиглэлүүдийн нэг бол уусган баяжуулах илүү дэвшилтэт, үр ашигтай тоног төхөөрөмжийг хөгжүүлэх явдал юм. Жишээлбэл, судлаачид хутгах системийг сайжруулсан шинэ үеийн уусгах савны загвар зохион бүтээхээр ажиллаж байна. Эдгээр системүүд нь хүдрийн зутан ба цианидын уусмалын холимгийг сайжруулж, урвалд орох бодисын жигд тархалтыг хангах зорилготой. Сүүлийн үеийн хөгжил бол уусгах сав дахь хутгах сэнсний загварыг оновчтой болгохын тулд тооцооллын шингэний динамик (CFD) ашиглах явдал юм. Инженерүүд зутан болон уусмалын урсгалын хэв маягийг загварчлах замаар илүү сайн холих, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулж, уусгах процессын ерөнхий үр ашгийг дээшлүүлэх импеллер зохион бүтээх боломжтой.

Инновацийн өөр нэг чиглэл бол тасралтгүй уусгах процессыг хөгжүүлэх явдал юм. Уламжлалт багц төрлийн уусгах үйл явц нь байнга эхлүүлэх, унтраах үйл ажиллагаа явуулах шаардлагатай байдаг тул үр ашиггүй байдаг. Харин тасралтгүй уусгах процесс нь тасралтгүй ажиллаж, зогсолтыг багасгаж, бүтээмжийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Зарим уул уурхайн компаниуд цианид уусгахад тасралтгүй хутгах савны реакторуудыг (CSTRs) ашиглах талаар судалж эхэлжээ. Эдгээр реакторууд нь тогтвор суурьшилтай ажиллах боломжтой бөгөөд уусгах процессыг илүү тогтвортой, үр ашигтай явуулах боломжийг олгодог. Түүнчлэн тасралтгүй уусгах үйл явц нь хүдэр нунтаглах, алт олборлох зэрэг алт олборлох бусад нэгжийн үйл ажиллагаатай илүү хялбар нэгтгэгдэж, нийт үйл ажиллагааг илүү оновчтой, үр ашигтай явуулахад хүргэдэг.

Байгаль орчин, аюулгүй байдлын эрсдлийг бууруулахын тулд цианид агуулсан хог хаягдлыг илүү сайн удирдах шинэ технологи боловсруулж байна. Тухайлбал, цианидаар баялаг бохир усыг цэвэрлэх мембранд суурилсан ялгах технологийг хөгжүүлэх сонирхол нэмэгдэж байна. Мембран шүүлтүүр нь бохир уснаас цианид болон бусад бохирдуулагчийг үр дүнтэй арилгаж, уусгах процесст буцааж ашиглах цэвэр усны урсгалыг бий болгодог. Энэ нь уурхайн үйл ажиллагааны байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулаад зогсохгүй усны хэрэглээг хэмнэнэ. Зарим мембран дээр суурилсан системүүд хөдөлгөөнт байхаар бүтээгдсэн бөгөөд цианид агуулсан хог хаягдлыг газар дээр нь боловсруулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь ялангуяа алслагдсан уурхайн үйл ажиллагаанд ашигтай байдаг.

Альтернатив уусгагчийг хайх

Натрийн цианидыг орлох өөр уусгагч бодисыг эрэлхийлэх нь сүүлийн жилүүдэд идэвхтэй судалгааны ажил болж байна. Энэхүү судалгааны гол хөдөлгөгч хүч нь цианидын хэрэглээтэй холбоотой байгаль орчин, аюулгүй байдлын эрсдлийг бууруулах, уусгах аргыг илүү үр ашигтай, зардал багатай олох хэрэгцээ юм.

Хамгийн ирээдүйтэй өөр уусгагч бодисуудын нэг бол тиосульфат юм. Тиосульфат нь тодорхой нөхцөлд алтыг уусгах чадвартай харьцангуй хоргүй урвалж юм. Тиосульфатын уусгах механизм нь исэлдүүлэгч бодис байлцуулан алт ба тиосульфатын ионуудын хооронд цогцолбор үүсэх явдал юм. Цианидтай харьцуулахад тиосульфат нь хэд хэдэн давуу талтай байдаг. Энэ нь хамаагүй бага хоруу чанартай бөгөөд энэ нь түүнийг ашиглахтай холбоотой аюулгүй байдал, байгаль орчны эрсдлийг бууруулдаг. Түүнчлэн тиосульфатын уусгалт нь хүдэрт зэс, төмөр зэрэг зарим хольц агуулагдахад мэдрэмтгий чанар багатай бөгөөд энэ нь цианид - уусгах үйл явцад саад учруулдаг. Гэсэн хэдий ч тиосульфат уусгах нь бас зарим бэрхшээлтэй байдаг. Уусгах үйл явц нь ихэвчлэн илүү төвөгтэй бөгөөд рН, температур, урвалжуудын концентрацийг нарийн хянах шаардлагатай байдаг. Тиосульфатын өртөг нь бас харьцангуй өндөр байдаг нь түүнийг том хэмжээний уул уурхайн үйл ажиллагаанд өргөнөөр ашиглахыг хязгаарлаж болзошгүй юм.

Өөр нэг хувилбар бол бромид, хлорид гэх мэт галид суурилсан уусгагч бодисыг ашиглах явдал юм. Эдгээр бодисууд нь исэлдүүлэх, комплекс үүсгэх урвалаар алтыг уусгаж чаддаг. Жишээлбэл, бромид суурилсан уусгалт нь зарим судалгаагаар алтны уусалтын түвшин өндөр байгааг харуулсан. Гэсэн хэдий ч галидын уусмалд суурилсан уусгагч бодисууд нь бас сул талуудтай байдаг. Тэд тоног төхөөрөмжид идэмхий байж болох бөгөөд энэ нь засвар үйлчилгээний зардлыг нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад галид агуулсан уусгах үйл явцаас үүссэн хог хаягдлыг зайлуулах нь галоген агуулсан хог хаягдлын байгаль орчинд үзүүлэх болзошгүй нөлөөллөөс шалтгаалан хүндрэл учруулж болзошгүй юм.

Мөн биологийн уусгагч бодисыг судалж байна. Зарим бичил биетүүд, тухайлбал зарим бактери, мөөгөнцөр нь органик хүчил эсвэл алтыг уусгах бусад бодис үүсгэх чадвартай байдаг. Биологийн уусгалт нь химийн хорт бодис хэрэглэхгүй тул байгаль орчинд ээлтэй арга юм. Гэсэн хэдий ч үйл явц нь харьцангуй удаан бөгөөд бичил биетний өсөлтийн нөхцлийг сайтар хянаж байх шаардлагатай. Биологийн уусгалтын үр ашгийг дээшлүүлэх, алт олборлох томоохон үйл ажиллагаанд ашиглах боломжтой болгох судалгааны ажил үргэлжилж байна.

Дүгнэлт

Алт олборлолтод цианид уусгах үйл явцын ач холбогдол ба нарийн төвөгтэй байдлын тойм

Цианидыг уусгах нь алт олборлох салбарт нэн чухал ач холбогдолтой байсан бөгөөд одоо ч байсаар байна. Бага агуулгатай хүдрээс алт олборлох чадвар нь алтны уурхайн үйл ажиллагааг өргөн хүрээнд эдийн засгийн хувьд илүү ашигтай болгосон. Натрийн цианидын алтны өндөр сонгомол чанар, усанд уусах чадвар, өртөг зардал багатай, шүлтлэг уусмалд тогтвор суурьшилтай байх зэрэг химийн өвөрмөц шинж чанарууд нь түүнийг алт олборлоход зуу гаруй жилийн турш сонгох урвалж болгож байна.

Гэсэн хэдий ч үйл явц нь энгийн зүйлээс хол байна. Цианидыг уусгах үр ашигт олон хүчин зүйл нөлөөлдөг. Хүдрийн шинж чанар, түүний дотор хүдрийн төрөл (сульфид эсвэл исэлдсэн), сульфидын эрдэс зэрэг хольц байгаа эсэх, хүдрийн доторх алтны ширхэгийн хэмжээ зэрэг нь уусгах үйл явцад ихээхэн нөлөөлдөг. Уусгах уусмал дахь цианидын концентраци, уусмалын рН-ийн утга, уусгах температур, уусгах хугацааг сайтар оновчтой болгохын зэрэгцээ урвалжийн зарцуулалт, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын зэрэгцээ алтны өндөр гаргалтыг хангах шаардлагатай.

Түүнчлэн цианидын хоруу чанар нь аюулгүй байдал, байгаль орчинд ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Ажилчдыг цианидын үхэлд хүргэх нөлөөллөөс хамгаалахын тулд хатуу харьцах, хадгалах арга хэмжээ авах нь нэн чухал бөгөөд усны экосистем болон хүний ​​эрүүл мэндэд хор хөнөөлтэй үр дагаварт хүргэж болзошгүй цианид агуулсан хог хаягдлыг байгаль орчинд оруулахаас урьдчилан сэргийлэхэд хог хаягдлын зөв менежмент чухал юм.

Тогтвортой, аюулгүй алт олборлох үйл ажиллагааны төлөөх уриалга

Алт олборлолтын салбар урагшлахын хэрээр уул уурхайн компаниуд тогтвортой, аюулгүй туршлагыг эрэмбэлэх зайлшгүй шаардлагатай байна. Энэ нь зөвхөн цианидыг уусгах процессыг оновчтой болгохоос гадна цианидын хэрэглээтэй холбоотой байгаль орчин, аюулгүй байдлын эрсдэлийг бууруулах боломжтой уусгах өөр бодисуудыг олохын тулд судалгаа, боловсруулалтад хөрөнгө оруулалт хийнэ гэсэн үг юм.

Богино хугацаанд уул уурхайн компаниуд байгаль орчны менежментийн шилдэг практик системийг хэрэгжүүлэхэд анхаарах ёстой. Үүнд цианид агуулсан хог хаягдлыг гадагшлуулахаас өмнө үр дүнтэй цэвэрлэхийн тулд бохир ус цэвэрлэх байгууламжийг шинэчлэх зэрэг багтана. Боломжит цианидын алдагдал, асгаралтыг нэн даруй илрүүлэхийн тулд бодит цагийн хяналтын системийг суурилуулж, шуурхай хариу арга хэмжээ авч, нөлөөллийг бууруулах боломжтой. Ажилчдыг аюулгүй ажиллагааны иж бүрэн сургалтанд хамруулж, хамгийн сүүлийн үеийн хувийн хамгаалах хэрэгслээр хангах ёстой.

Урт хугацаанд тус үйлдвэр нь судалгааны байгууллага, их дээд сургуулиудтай хамтран уусган баяжуулах өөр технологийг хөгжүүлэх ажлыг эрчимжүүлэх ёстой. Тиосульфат, галидын суурьтай, биологийн уусгагч бодисын талаарх ирээдүйтэй судалгааг цаашид судалж, боловсронгуй болгох шаардлагатай. Нэмж дурдахад, илүү үр ашигтай уусгах сав, тасралтгүй уусгах процессыг хөгжүүлэх зэрэг уул уурхайн тоног төхөөрөмж, үйл явцын тасралтгүй шинэчлэл нь алт олборлох үйл ажиллагааны ерөнхий тогтвортой байдлыг сайжруулахад хувь нэмэр оруулж чадна.

Хэрэглэгчид ч үүрэг гүйцэтгэх ёстой. Хариуцлагатай алтны эх үүсвэрийг шаардах замаар тэд зах зээлд нөлөөлж, уул уурхайн компаниудыг тогтвортой, аюулгүй туршлагыг нэвтрүүлэхэд түлхэц өгч чадна. Эдгээр хамтын хүчин чармайлтаар алт олборлох салбар нь байгаль орчинд үзүүлэх ул мөрийг багасгаж, холбогдох бүх талуудын аюулгүй байдал, сайн сайхан байдлыг хангахын зэрэгцээ хөгжиж чадна.