Natriumcyanid vs. miljøvennlige utlutningsmidler: en sammenlignende analyse

I. Innledning

Innen gull graving, valget av utvaskingsmiddel spiller en sentral rolle i utvinningsprosessen. Natriumcyanid har lenge vært det beste alternativet for gullutvinning på grunn av dets effektivitet i å løse opp gull fra malm. Men med den økende vekten på miljøvern og bærekraftig utvikling, nye typer miljøvennlige utvaskingsmidler har dukket opp som alternativer. Denne artikkelen tar sikte på å sammenligne natriumcyanid og miljømessige utlutningsmidler fra flere aspekter, inkludert deres sammensetning, utvaskingshastighet, forbruk, utvinningsgrad, miljøpåvirkning og transportkrav. Ved å gjøre det håper vi å gi verdifull innsikt for gullgruveindustrien for å ta mer informerte beslutninger angående valg av utvaskingsmiddel.

II. Komposisjon

2.1 Natriumcyanid

Natriumcyanid er en kjemisk forbindelse med formelen NaCN. Den inneholder 98 % ren natriumcyanid. Som et sterkt - base og svakt - syresalt har det flere bemerkelsesverdige egenskaper. Fysisk ser det ut som hvite krystallinske faste stoffer, som er tilbøyelige til å forsvinne, noe som betyr at det lett absorberer fuktighet fra luften. Den har også en svak bitter mandellignende lukt. Kjemisk er det svært reaktivt. Det hydrolyserer i vann for å danne hydrogencyanid (HCN) og natriumhydroksid, hvor løsningen er sterkt alkalisk. Natriumcyanid kan reagere med en rekke metaller, som jern, sink, nikkel, kobber, kobolt, sølv og kadmium, for å danne tilsvarende metallcyanider. I nærvær av oksygen kan det effektivt løse opp edle metaller som gull og sølv, og danne stabile komplekse salter, som er grunnlaget for dens omfattende bruk i gullgruveindustrien for gullutvinning. Det er imidlertid ekstremt giftig. Selv en liten mengde, når den absorberes gjennom hudkontakt, innånding eller svelging, kan være dødelig for mennesker og andre organismer.

2.2 Miljøvennlige utvaskingsmidler

Miljøvennlige utvaskingsmidler kommer i ulike formuleringer, og sammensetningene deres er designet for å oppnå effektiv gullutvinning samtidig som miljøpåvirkningen minimeres. For eksempel inneholder noen vanlige miljøvennlige utlutningsmidler høye konsentrasjoner av glycin og natriumjodid. Glycin, som den enkleste aminosyren, er ikke-giftig for miljøet og mennesker. I utlutingsprosessen kan det danne stabile komplekser med gullioner, noe som letter oppløsningen av gull fra malm. Natriumjodid spiller også en betydelig rolle. Jodidioner kan delta i redoksreaksjoner og komplekse dannelsesprosesser, noe som øker utlekkingseffektiviteten til gull. Disse komponentene fungerer synergistisk for å forbedre den generelle ytelsen til utlutningsmidlet. Tilstedeværelsen av slike ingredienser muliggjør ikke bare effektiv gullutvinning, men reduserer også potensiell skade på miljøet sammenlignet med tradisjonell natriumcyanid. I tillegg kan noen miljøvennlige utlutningsmidler inneholde andre tilsetningsstoffer eller chelateringsmidler som er nøye utvalgt for å optimalisere utlutningsprosessen, for eksempel stoffer som kan justere pH-verdien til utlutningsoppløsningen, kontrollere løseligheten til metallioner eller øke utlutningsmidlets selektivitet mot gull.

III. Utvaskingshastighet

3.1 Ytelse av natriumcyanid

Utvaskingshastigheten for natriumcyanid er relativt langsom. I prosessen med gullekstraksjon ved bruk av natriumcyanid, påvirkes reaksjonen mellom natriumcyanid og gull i malmen av flere faktorer. For eksempel kan den komplekse kjemiske sammensetningen til malmen hindre reaksjonshastigheten. Dersom malmen inneholder en betydelig mengde sulfidmineraler, som for eksempel pyritt ( ), kan sulfidet reagere med oksygen i luft og vann og danne svovelsyre og andre stoffer. Dette sure miljøet kan akselerere hydrolysen av natriumcyanid, og genererer hydrogencyanidgass ( ), som ikke bare forårsaker tap av natriumcyanid, men også reduserer den effektive konsentrasjonen av utlutningsmidlet i løsningen, og dermed reduserer utlutningshastigheten til gull. I tillegg har partikkelstørrelsen til malmen også en betydelig innvirkning. Større malmpartikler har et mindre overflate - areal - til - volumforhold, noe som betyr at kontaktarealet mellom natriumcyanid og gull i malmen er begrenset. Som et resultat reduseres reaksjonshastigheten, og det tar lengre tid å oppnå en viss grad av gullutvinning. For eksempel, i noen tradisjonelle gullgruver som bruker natriumcyanid-utluting, kan utlutningsprosessen ta flere dager til uker å fullføre, noe som ikke bare forlenger produksjonssyklusen, men også øker produksjonskostnadene.

3.2 Ytelse av miljøvennlige utvaskingsmidler

Miljøvennlige utlutningsmidler viser generelt en raskere utlutningshastighet sammenlignet med natriumcyanid. Ta noen utlutingsmidler som inneholder glycin og natriumjodid som et eksempel. Glycin kan danne relativt stabile komplekser med gullioner gjennom sine amino- og karboksylgrupper. Dannelsen av disse kompleksene er en relativt rask prosess. I nærvær av oksygen kan glycin raskt reagere med gull i malmen for å løse det opp. Natriumjodid spiller også en avgjørende rolle. Jodidioner kan delta i redoksreaksjoner, noe som fremmer oksidasjon av gull. Kombinasjonen av disse to stoffene kan fremskynde utvaskingsprosessen betydelig. Forskning har vist at i mange eksperimenter, når man bruker slike miljøvennlige utlutningsmidler, er tiden som kreves for å nå en høy gullutvinningshastighet mye kortere enn for natriumcyanid. For eksempel kan i visse tilfeller utvaskingstiden reduseres med det halve eller enda mer. Denne raskere utvaskingshastigheten forbedrer ikke bare produksjonseffektiviteten, men lar også gruveselskaper skaffe gullprodukter raskere, og akselererer kapitalomsetningssyklusen. I tillegg er noen miljøvennlige utlutningsmidler designet for å være mer tilpasningsdyktige til ulike malmtyper. De kan effektivt lekke ut gull fra malmer med komplekse sammensetninger, og opprettholde en relativt høy utlutningshastighet, noe som er en fordel som natriumcyanid ikke har.

IV. Forbruksrate

Når det gjelder forbrukshastighet, er natriumcyanid og miljøvennlige utvaskingsmidler ganske sammenlignbare.

4.1 Natriumcyanidforbruk

I gullutvinningsprosessen ved bruk av natriumcyanid, påvirkes forbruket av flere faktorer. Den kjemiske sammensetningen av malmen er en avgjørende faktor. For eksempel, hvis malmen inneholder en betydelig mengde metaller som kan reagere med natriumcyanid, som kobber, sink og jern, vil disse metallene konkurrere med gull om natriumcyanid. Kobberioner i malmen kan reagere med natriumcyanid og danne kobbercyanidkomplekser. Reaksjonsligningen er. Dette fører ikke bare til forbruk av natriumcyanid, men reduserer også dens effektive konsentrasjon for gullutvasking. I noen tilfeller, når malmen har et høyt innhold av slike forstyrrende metaller, kan forbruket av natriumcyanid øke betydelig. I tillegg kan tilstedeværelsen av visse mineraler som sulfider også påvirke natriumcyanidforbruket. Sulfidmineraler kan reagere med oksygen i luft og vann og danne svovelsyre og andre stoffer i utvaskingsmiljøet. Dette sure miljøet kan akselerere hydrolysen av natriumcyanid, og genererer hydrogencyanidgass ( ), som forårsaker tap av natriumcyanid. Under normale driftsforhold og for malmer med relativt stabile sammensetninger er imidlertid forbrukshastigheten av natriumcyanid godt studert og etablert i industrien. For eksempel, i en typisk gullgruvedrift med en bestemt type malm, kan forbruket av natriumcyanid være rundt en spesifikk verdi per tonn bearbeidet malm, som fungerer som en referanse for gruveselskaper for å planlegge og administrere reagensbruken deres.

4.2 Forbruk av miljøvennlige utvaskingsmidler

Miljøvennlige utlutingsmidler har, til tross for deres forskjellige kjemiske sammensetning, en forbrukshastighet som ligner på natriumcyanid. Ta de glysin - og - natrium - jodid - baserte utvaskingsmidlene som et eksempel. Glycin, selv om det er ikke-giftig og har en annen reaksjonsmekanisme sammenlignet med natriumcyanid, reagerer støkiometrisk med gull i malmen. Karboksyl- og aminogruppene til glycin kan danne komplekser med gullioner. Reaksjonsprosessen er relativt stabil, og mengden glycin som kreves for å løse opp en viss mengde gull bestemmes av den kjemiske reaksjonsligningen. Natriumjodid deltar også i reaksjonen, og forbruket er relatert til redoksreaksjonene og komplekse dannelsesprosesser det er involvert i. Det totale forbruket av miljøvennlig utlutningsmiddel er summen av forbruket av hver komponent. I mange praktiske anvendelser og eksperimenter har det blitt funnet at når man behandler samme mengde malm med lignende gullinnhold og egenskaper, er mengden av miljøvennlig utlutingsmiddel som forbrukes på nivå med natriumcyanid. Denne likheten i forbruksraten er gunstig for gruveselskaper da den tillater relativt sømløse overganger når det gjelder produksjonsplanlegging og kostnadsestimat når man vurderer å bytte fra natriumcyanid til miljøvennlige alternativer. Det betyr at de ikke trenger å gjøre drastiske endringer i sine reagens-innkjøps- og lagerstyringsstrategier på grunn av store forskjeller i forbruksrater.

V. Utvinningsgrad

5.1 Gjenvinningshastighet av natriumcyanid

Utvinningsgraden for natriumcyanid i gullutvinning har blitt godt etablert i gullgruveindustrien gjennom langsiktig praksis og forskning. Under optimale forhold og for spesifikke typer malm, kan natriumcyanid oppnå relativt høye gullutvinningsgrader. For eksempel, i noen godt administrerte gullgruver med malmer som er relativt egnet for natriumcyanidutlekking, kan utvinningsgraden nå opptil 95 % eller enda høyere. I mange scenarier i den virkelige verden kan imidlertid den faktiske utvinningsgraden være lavere. Som nevnt tidligere kan tilstedeværelsen av andre metaller i malmen påvirke utvinningsgraden betydelig. Hvis malmen inneholder en stor mengde kobber, sink eller jern, vil disse metallene reagere med natriumcyanid, forbruke utlutningsmidlet og redusere mengden tilgjengelig for gullutluting. Som et resultat kan gullutvinningsgraden falle. I tillegg kan uriktige driftsforhold, som feil pH-verdikontroll, utilstrekkelig oksygentilførsel eller upassende omrøringshastighet under utvaskingsprosessen, også føre til en reduksjon i utvinningshastigheten. For eksempel, hvis pH-verdien til utlutningsløsningen er for lav, vil hydrolysen av natriumcyanid akselereres, noe som resulterer i tap av utlutningsmiddel og en reduksjon i den effektive konsentrasjonen for gulloppløsning, og dermed påvirke utvinningshastigheten.

5.2 Utvinningsgrad for miljøvennlige utvaskingsmidler

Utvinningsgraden for miljøvennlige utlutingsmidler er ganske sammenlignbar med den for natriumcyanid. Miljøvennlige utlutingsmidler kan oppnå en utvinningsgrad som er omtrent 90 - 95 % av natriumcyanid. Ta de glysin - og - natrium - jodid - baserte utvaskingsmidlene som et eksempel. I laboratorieeksperimenter og enkelte feltforsøk, ved behandling av malm med lignende egenskaper, har disse miljøvennlige utlutningsmidlene vist høy effektivitet i gullutvinning. Selv om utvinningsgraden er litt lavere enn natriumcyanid i noen tilfeller, er de fortsatt innenfor et akseptabelt område. For eksempel, i en bestemt gullgruve hvor malmen har en relativt enkel sammensetning, etter å ha byttet fra natriumcyanid til et miljøvennlig utlutningsmiddel, sank gullutvinningsgraden fra 93 % (med natriumcyanid) til 90 % (med miljøvennlig utlutingsmiddel), en reduksjon på bare 3 prosentpoeng. Denne lille forskjellen i utvinningsgrad blir ofte oppveid av de mange fordelene med miljøvennlige utlutningsmidler, slik som deres miljøvennlighet, raskere utlutingshastighet og lignende forbrukshastighet. Videre, med kontinuerlig forskning og utvikling, blir ytelsen til miljøvennlige utlutningsmidler stadig bedre. Forskere jobber med å optimalisere sammensetningen av disse utvaskingsmidlene, legge til nye tilsetningsstoffer eller justere forholdet mellom eksisterende komponenter for å øke gullutvinningsgraden ytterligere. Som et resultat forventes gapet i utvinningsgraden mellom miljøvennlige utlutingsmidler og natriumcyanid å avta ytterligere i fremtiden.

VI. Miljøpåvirkning

6.1 Farer ved natriumcyanid

Natriumcyanid er svært giftig og utgjør betydelige trusler mot miljøet. Når natriumcyanid brukes i gullgruvedrift, inneholder de resulterende avgangsmassene en viss mengde rester av natriumcyanid og andre skadelige stoffer. Hvis de ikke behandles riktig, kan disse avgangsmassene ha en rekke negative effekter. For eksempel, i noen tilfeller der avgangsmasse slippes ut i vannforekomster, kan natriumcyanid i avgangsmassen løses opp i vann og frigjøre svært giftige cyanidioner. Disse cyanidionene kan reagere med metallioner i vannet for å danne forskjellige metall-cyanidkomplekser, som er ekstremt skadelige for vannlevende organismer. Selv ved svært lave konsentrasjoner kan cyanid hemme respirasjonsenzymene til fisk og andre vannlevende dyr, noe som fører til deres død. Det kan også forstyrre den normale økologiske balansen i vannforekomsten, påvirke veksten og reproduksjonen av plankton, vannplanter og andre organismer på de lavere nivåene i næringskjeden, og til slutt forårsake en betydelig nedgang i det biologiske mangfoldet i hele det akvatiske økosystemet.

I tillegg, hvis avgangsmassene som inneholder natriumcyanid blir stående i friluft, kan de bli erodert av vind og regn. De cyanidholdige stoffene i avgangsmassene kan føres med regnvann inn i nærliggende jord- og grunnvannssystemer. Dette kan forurense jorden, redusere jordens fruktbarhet og påvirke veksten av planter. Cyanid kan også trenge ned i grunnvannet, noe som gjør grunnvannet uegnet til konsum og landbruksvanning. I noen regioner hvor gullgruver som bruker natriumcyanid er lokalisert, har langsiktig miljøovervåking vist at jorda og grunnvannet i de omkringliggende områdene har blitt forurenset i varierende grad, med forhøyede nivåer av cyanid og tungmetaller, noe som har en langsiktig negativ innvirkning på det lokale økologiske miljøet og menneskelige levekår.

6.2 Fordeler med miljøvennlige utvaskingsmidler

Miljøvennlige utvaskingsmidler gir derimot utmerket miljøvennlighet. Etter gullutvinningsprosessen ved bruk av disse midlene, har de resulterende avgangsmassene en mye lavere innvirkning på miljøet. For eksempel inneholder noen miljøvennlige utlutningsmidler ikke svært giftige stoffer som natriumcyanid. Når avgangsmassene slippes ut eller viderebearbeides, er det mindre sannsynlig at de forårsaker alvorlig forurensning til det omkringliggende miljøet. Faktisk, i noen tilfeller, kan avgang behandlet med visse miljøvennlige utlutningsmidler brukes til jordforbedring. For eksempel, i noen eksperimentelle prosjekter, har avgang fra gullutvinning ved bruk av miljøvennlige utlutningsmidler vist seg å være egnet for jorddyrking etter passende behandling. Disse avgangsmassene kan blandes med andre jordforbedrende materialer og påføres jorden. Stoffene i avgangsmassene kan bidra til å forbedre jordstrukturen, øke jordporøsiteten og forbedre vannholdende kapasitet. Som et resultat kan jorda gjøres egnet for plantevekst, og ulike avlinger og planter kan med hell plantes på den. Dette reduserer ikke bare miljøbelastningen ved deponering av avgangsmasser, men gir også en ny måte for omfattende utnyttelse av avgangsressursene, og fremmer en bærekraftig utvikling av økosystemet i gruveområdet. Den viser at miljøvennlige utlutningsmidler effektivt kan redusere miljøfotavtrykket til gullgruveaktiviteter og bidra til en harmonisk sameksistens mellom gruvedrift og miljø.

VII. Forholdsregler for transport

7.1 Natriumcyanid

Transport av natriumcyanid er en svært regulert og forsiktig prosess på grunn av dens ekstreme toksisitet. Natriumcyanid krever spesialiserte farlige sjø-fraktkanaler. Rederier som håndterer natriumcyanid må ha spesifikke lisenser og overholde strenge internasjonale maritime regler, slik som International Maritime Dangerous Goods (IMDG) Code. Denne koden beskriver riktig pakking, håndtering og oppbevaring av farlig gods under sjøtransport for å forhindre potensiell lekkasje eller ulykker.

Når det gjelder emballasje, må natriumcyanid være i forseglet emballasje. Det er vanligvis pakket i lufttette beholdere laget av materialer som tåler den etsende og reaktive naturen til natriumcyanid. Disse beholderne er utformet for å forhindre kontakt med luft, fuktighet eller andre stoffer som kan utløse farlige reaksjoner. Den kan for eksempel pakkes i stålfat med doble plastposer for å sikre maksimal beskyttelse. Under transport overvåkes hele prosessen nøye, og strenge sikkerhetstiltak er på plass. Spesialisert personell er ansvarlig for håndtering og transport av natriumcyanid, og de må være godt trent i å håndtere potensielle nødsituasjoner knyttet til dette svært giftige stoffet.

7.2 Miljøvennlige utvaskingsmidler

Derimot nyter miljøvennlige utvaskingsmidler større bekvemmelighet ved transport. De kan transporteres gjennom vanlige kjemiske transportkanaler. Dette betyr at de kan fraktes av vanlige lastebiler, tog eller skip som vanligvis brukes til å transportere ikke - ekstremt - farlige kjemikalier. Det er ikke behov for spesielle, svært begrensede skipsruter som i tilfellet med natriumcyanid.

Emballasjen av miljøvennlige utlutingsmidler er også mer enkel, og bruker vanligvis standardemballasje. De kan for eksempel være pakket i plastfat eller poser som oppfyller de generelle kravene til kjemikalieemballasje. Denne standardemballasjen er ikke bare kostnadseffektiv, men forenkler også transportprosessen. Siden disse utvaskingsmidlene er mindre farlige, trenger ikke transportselskapene å investere i høyt spesialisert utstyr eller opplæring av personell for transporten. Dette gjør forsyningskjeden av miljøvennlige utvaskingsmidler mer fleksibel og tilgjengelig, og reduserer de totale transportkostnadene og logistikkvanskene for gruveselskaper.

VIII. Konklusjon

Som konklusjon, mens natriumcyanid har vært en langvarig stift i gullgruveindustrien for gullutvinning, tilbyr miljøvennlige utvaskingsmidler et mer bærekraftig og effektivt alternativ. Miljøvennlige utlutningsmidler har en raskere utlutningshastighet, noe som kan forbedre produksjonseffektiviteten betydelig. Deres sammenlignbare utvinningshastigheter med natriumcyanid sikrer at mengden av ekstrahert gull ikke blir vesentlig kompromittert. Dessuten er deres utmerkede miljøvennlighet en stor fordel, siden de kan redusere miljøbelastningen forbundet med gullgruvedrift, spesielt når det gjelder avfallshåndtering. De mer praktiske transportkravene til miljøvennlige utvaskingsmidler bidrar også til kostnadsbesparelser og logistisk enkelhet.

Selv om det kan være utfordringer som høyere startkostnader i noen tilfeller eller behov for ytterligere optimalisering for spesifikke malmtyper, med kontinuerlig forskning og utvikling, vil disse problemene sannsynligvis bli overvunnet. Etter hvert som det globale fokuset på miljøvern og bærekraftig utvikling intensiveres, forventes miljøvennlige utlutningsmidler å spille en stadig viktigere rolle i gullgruveindustrien, og gradvis bli hovedvalget for gullutvinning i fremtiden.