சோடியம் சயனைட்டின் உற்பத்தி செயல்முறை மற்றும் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம்

சோடியம் சயனைடு (NaCN) என்பது ஒரு முக்கியமான அடிப்படை வேதியியல் மூலப்பொருளாகும், இது தங்கச் சுரங்கம் பிரித்தெடுத்தல், மின்முலாம் பூசுதல் மற்றும் மருந்து இடைநிலைகளின் தொகுப்பு போன்ற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உற்பத்தி செயல்முறை நூறு ஆண்டுகளுக்கும் மேலான தொழில்நுட்ப மறு செய்கைகளுக்கு உட்பட்டுள்ளது, தற்போது, ​​தொகுப்பு முறையால் ஆதிக்கம் செலுத்தும் ஒரு தொழில்துறை அமைப்பு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இந்தக் கட்டுரை முக்கிய உற்பத்தி செயல்முறைகளை முறையாக வரிசைப்படுத்தும். சோடியம் சயனைடு மற்றும் அவற்றின் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம், மற்றும் எதிர்கால வளர்ச்சி திசைகளைப் பற்றி விவாதிக்கவும்.

I. சோடியம் சயனைடு உற்பத்தி செயல்முறைகளின் பரிணாமம்

1. ஆரம்பகால செயல்முறைகள் (19 ஆம் நூற்றாண்டின் பிற்பகுதி - 20 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதி)

ஆரம்ப நாட்களில், உற்பத்தி சோடியம் சயனைடு முக்கியமாக இயற்கை வளங்களிலிருந்து பிரித்தெடுப்பதை நம்பியிருந்தது. உதாரணமாக, 1887 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட "தங்கம் பிரித்தெடுப்பதற்கான சயனைடேஷன் செயல்முறை" பிரித்தெடுக்கப்பட்டது சயனைடுகள் சயனைடு கொண்ட தாவரங்களை (கசப்பான பாதாம் போன்றவை) பதப்படுத்துவதன் மூலம். இருப்பினும், இந்த முறை திறமையற்றது, விலை உயர்ந்தது மற்றும் தொழில்மயமாக்கலின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வது கடினம். 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், ஜெர்மன் வேதியியலாளர் பிரீட்ரிக் கால்பாம் சயனைடு உருகும் முறையை உருவாக்கினார், இது சோடியம் சயனைடு கால்சியம் சயனைடை சோடியம் கார்பனேட்டுடன் வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம். மூலப்பொருட்களின் குறைந்த விலை மற்றும் செயல்முறையின் எளிமை காரணமாக, இந்த செயல்முறை ஆரம்ப நாட்களில் பிரதான தொழில்நுட்பமாக மாறியது.

2. தொகுப்பு முறையின் எழுச்சி (20 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதி முதல் தற்போது வரை)

பெட்ரோ கெமிக்கல் துறையின் வளர்ச்சியுடன், தொகுப்பு முறை படிப்படியாக பாரம்பரிய செயல்முறைகளை மாற்றியுள்ளது. தற்போது, ​​உலகளவில் 90% க்கும் அதிகமான சோடியம் சயனைடு பின்வரும் மூன்று தொகுப்பு செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது:

• ஆண்ட்ருசோ செயல்முறை

மீத்தேன், அம்மோனியா மற்றும் ஆக்ஸிஜனை மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தி, பிளாட்டினம்-ரோடியம் அலாய் வினையூக்கியின் செயல்பாட்டின் கீழ் ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்வினை நிகழ்கிறது:

உருவாக்கப்படும் ஹைட்ரஜன் சயனைடு (HCN) வாயு சோடியம் ஹைட்ராக்சைடால் உறிஞ்சப்பட்டு சோடியம் சயனைடு கரைசலைப் பெறப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை குறைந்த விலை மூலப்பொருட்கள் மற்றும் வேகமான எதிர்வினை விகிதங்களின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதிக வெப்பநிலை (1000 - 1200°C) மற்றும் விலைமதிப்பற்ற உலோக வினையூக்கிகளின் பயன்பாடு அதிக செலவுகளை விளைவிக்கிறது.

• லேசான எண்ணெய் பைரோலிசிஸ் முறை

லேசான எண்ணெயை (நாப்தா போன்றவை) மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தி, அதிக வெப்பநிலையில் (1400 - 1500°C) பைரோலிசிஸ் மூலம் HCN உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் அடுத்தடுத்த சிகிச்சையானது ஆண்ட்ருசோ செயல்முறையைப் போன்றது. இந்த செயல்முறை பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்கு ஏற்றது, ஆனால் மிக அதிக ஆற்றல் நுகர்வு கொண்டது மற்றும் துணைப் பொருளாக அதிக அளவு கார்பன் கருப்பு உற்பத்தி செய்கிறது.

• மெத்தனால் அம்மோனியா ஆக்சிஜனேற்ற முறை

மெத்தனால், அம்மோனியா மற்றும் காற்றை மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தி, ஒரு வினையூக்கியின் (V₂O₅-MoO₃ போன்றவை) செயல்பாட்டின் கீழ் HCN உருவாக்கப்படுகிறது:

இந்த செயல்முறை குறைந்த மூலப்பொருள் செலவுகள் மற்றும் லேசான எதிர்வினை நிலைமைகளைக் கொண்டுள்ளது (400 - 500°C), மேலும் இது படிப்படியாக புதிதாக கட்டப்பட்ட உற்பத்தி திறன்களுக்கு விருப்பமான தேர்வாக மாறியுள்ளது.

II. தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம் மற்றும் புதுமை திசைகள்

1. பசுமை செயல்முறைகளின் வளர்ச்சி

பாரம்பரிய செயல்முறைகள் அதிக ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் அதிக மாசுபாடு போன்ற சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் பின்வரும் பசுமை தொழில்நுட்பங்களை ஆராய்ந்துள்ளனர்:

• உயிரியல் தொகுப்பு முறை

நைட்ரைல் சேர்மங்களின் நீராற்பகுப்பை வினையூக்கி உருவாக்க நுண்ணுயிரிகளை (சூடோமோனாஸ் போன்றவை) பயன்படுத்துதல் சயனைடுகள், ஆனால் அது இன்னும் ஆய்வக நிலையில் உள்ளது.

• மின் வேதியியல் தொகுப்பு

சயனைடு கொண்ட கழிவுநீரை மின்னாற்பகுப்பு செய்து சோடியம் சயனைடை மறுசுழற்சி செய்து வள மறுசுழற்சியை அடையலாம், ஆனால் தற்போதைய செயல்திறன் மற்றும் செலவு மேலும் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.

2. நுண்ணறிவு கட்டுப்பாடு மற்றும் பாதுகாப்பு தொழில்நுட்பங்கள்

சோடியம் சயனைடு உற்பத்தியில் அதிக நச்சுப் பொருட்கள் அடங்கும், மேலும் பாதுகாப்பு கட்டுப்பாடு மிக முக்கியமானது. நவீன தொழிற்சாலைகள் பொதுவாக முழு செயல்முறையையும் முழுமையாக தானியங்கி முறையில் கண்காணிக்க ஒரு விநியோகிக்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு அமைப்பை (DCS) பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் HCN செறிவை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணிக்க ஆன்லைன் நிறமாலை பகுப்பாய்வு தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்துகின்றன, இதனால் கசிவு ஏற்படும் அபாயம் குறைகிறது.

3. வட்ட பொருளாதார மாதிரி

கூட்டு உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் வள பயன்பாட்டை மேம்படுத்தவும். எடுத்துக்காட்டாக, ஆண்ட்ருசோ செயல்முறையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடை யூரியா உற்பத்திக்கும், உற்பத்தி செய்யப்படும் கார்பன் கருப்புக்கும் பயன்படுத்தலாம். லேசான எண்ணெய் பைரோலிசிஸ் முறை "வளங்கள் - பொருட்கள் - கழிவுகள் - மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட வளங்கள்" என்ற மூடிய-சுழற்சி தொழில்துறை சங்கிலியை உருவாக்கும் ரப்பர் வலுவூட்டும் முகவராகப் பயன்படுத்தலாம்.

III. சவால்கள் மற்றும் எதிர்கால போக்குகள்

1. மூலப்பொருள் விலைகளில் ஏற்ற இறக்கங்கள்

ஆண்ட்ருஸ்ஸோ செயல்முறை மற்றும் மெத்தனால் முறை இயற்கை எரிவாயு (மீத்தேன்) மற்றும் நிலக்கரியை (மெத்தனாலுக்கான மூலப்பொருளாக) நம்பியுள்ளன. சர்வதேச எரிசக்தி விலைகளில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்கள் உற்பத்தி செலவுகளை நேரடியாக பாதிக்கின்றன. புதைபடிவமற்ற மூலப்பொருட்களை (பயோமாஸ் முதல் மெத்தனால் வரை) உருவாக்குவது எதிர்காலத்தில் ஒரு சூடான ஆராய்ச்சி தலைப்பு.

2. அதிகரித்து வரும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு அழுத்தம்

உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு விதிமுறைகள் கடுமையாக்கப்பட்டுள்ளதால், சோடியம் சயனைடு உற்பத்தி நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகள் (NOx) மற்றும் சயனைடு கொண்ட கழிவுநீரின் வெளியேற்றத்தை மேலும் குறைக்க வேண்டும். சவ்வு பிரிப்பு தொழில்நுட்பம், வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்றம் நீக்கம் மற்றும் பிற செயல்முறைகள் சில தொழிற்சாலைகளில் சோதனை முறையில் செயல்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

3. உயர்நிலை பயன்பாடுகளின் விரிவாக்கம்

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான கேத்தோடு பொருள் முன்னோடிகளின் தொகுப்பில் உயர்-தூய்மை சோடியம் சயனைடுக்கான (தூய்மை ≥ 99.9%) தேவை வேகமாக வளர்ந்து வருகிறது, இது உற்பத்தி செயல்முறையை சுத்திகரிப்பு மற்றும் உயர் தூய்மையை நோக்கி மேம்படுத்துவதை ஊக்குவிக்கிறது.

தீர்மானம்

சோடியம் சயனைடு உற்பத்தி செயல்முறைகளின் வளர்ச்சி எப்போதும் "பாதுகாப்பு, செயல்திறன் மற்றும் பசுமை" ஆகிய மூன்று முக்கிய இலக்குகளைச் சுற்றி உருவாகியுள்ளது. எதிர்காலத்தில், புதிய ஆற்றல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு தொழில்நுட்பங்களில் முன்னேற்றங்கள் மற்றும் டிஜிட்டல் உற்பத்தியின் ஆழமான ஒருங்கிணைப்புடன், சோடியம் சயனைடு தொழில் குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு, குறைந்த மாசுபாடு மற்றும் அதிக கூடுதல் மதிப்பு ஆகியவற்றின் திசையில் தொடர்ந்து மேம்படுத்தும்.