Самаранокии шусташавии сианиди натрий: омилҳои таъсиррасонӣ ва стратегияҳои оптимизатсия

Муқаддима

Шусташавии сианид, бахусус бо сианиди натрий , муддати тӯлонӣ дар истихроҷи металлҳои қиматбаҳо, бахусус тилло ва нуқра, аз ҷисмҳои маъданӣ яке аз сангҳои асосӣ буд. Аз замони оғози саноатии он дар соли 1887, ин усул аз сабаби самаранокии нисбатан баланд ва арзиши ками он ба таври васеъ истифода шудааст. Аммо, ин раванд мураккаб аст ва самаранокии он аз омилҳои сершумор таъсир мегирад. Дарки ин омилҳо барои ба ҳадди аксар расонидани истихроҷи металл ва кам кардани хароҷоти амалиётӣ дар саноати кӯҳӣ ва металлургӣ муҳим аст.

Принсипи шусташавии сианиди натрий

Сианиди натрий , як пайвастагии беранг ва хеле заҳролуд, дар раванди шустагарӣ нақши муҳим мебозад. Дар маҳлули обӣ, дар зери ишқор

шароити зерин (одатан бо илова кардани оҳак нигоҳ дошта мешаванд), ионҳои сианид (CN⁻) бо тилло (Au) ва нуқра (Ag) дар ҳузури оксиген реаксия мекунанд. Реаксияи умумии кимиёвӣ барои сианидшавии тиллоро метавон чунин ифода кард:

4Au + 8CN⁻+ O₂ + 2H₂O → 4[Au(CN)₂]⁻ + 4OH⁻

Ин реаксия ба монанди зангзании электрохимиявӣ ба амал меояд. Оксиген ҳамчун агенти оксидкунанда амал карда, ба обшавии тилло дар маҳлул ҳамчун иони мураккаби сианид, [Au(CN)₂]⁻ мусоидат мекунад. Ба ҳамин монанд, нуқра аз механизми реаксияи муқоисашаванда пайравӣ мекунад.

Омилҳои таъсиррасонӣ ба самаранокии шусташавии сианид

Хусусиятҳои маъдан

1. Андозаи зарраҳо

• Андозаи зарраҳои майдакунии маъдан аҳамияти ниҳоят калон дорад. Пеш аз шустани сианид , маъданҳо бояд тавассути майдакунӣ, скрининг, майдакунӣ ва дараҷабандӣ пешакӣ коркард карда шаванд. Барои маъданҳое, ки металлҳои қиматбаҳои майдадона ё дар капсула ҷойгиршуда доранд, барои ноил шудан ба диссотсиатсияи мономерҳо, дуруст майдакунӣ муҳим аст. Агар маъдан дар рӯи замин ҷойгир бошад, он на танҳо хароҷоти майдакуниро зиёд мекунад, балки хатари ворид шудани ифлосҳои ҷӯшшавандаро ба ҷараёни филизӣ низ дорад. Илова бар ин, аз ҳад зиёд майдакунӣ метавонад ҷудошавии сахт-моеъро боздорад, ки боиси партовҳои сианид ва талафоти тиллои ҳалшуда мегардад. Масалан, ҳангоми кор бо маъданҳои тиллоӣ, ки тиллои табиии майда-дарунҷоишёфта ва дар капсула ҷойгиршуда доранд, андозаи зарраҳои майдакунии -38 мкм бо таносуби мундариҷаи 75% аксар вақт мувозинати хубро байни таъсири шустан ва арзиш таъмин мекунад.

• Аз тарафи дигар, агар зарраҳо хеле дағал бошанд, майдони рӯи он барои реаксияи сианид бо металлҳои қиматбаҳо маҳдуд аст, ки боиси шусташавии нопурра ва паст шудани самаранокии истихроҷ мегардад.

2.Минералогия

• Намудҳои гуногуни маъданҳо таркибҳои гуногуни минералогӣ доранд. Маъданҳое, ки мизони баланди мис, мышьяк, сурма, сулфур ё карбон доранд, метавонанд барои шусташавии сианидҳо мушкилот эҷод кунанд. Масалан, мис метавонад пайвастагиҳои мураккаби сианидҳоро ташкил диҳад, ки бо тилло ва нуқра барои ионҳои сианид рақобат мекунанд. Арсен ва сурма инчунин метавонанд бо сианид ва оксиген реаксия карда, реагентҳоро истеъмол кунанд ва шусташавии металлҳои қиматбаҳоро боздоранд. Маъданҳои бойи сулфидӣ метавонанд коркарди пешакиро, аз қабили бирён кардан ё биооксидшавӣ барои фош кардани металлҳои қиматбаҳои пӯшида ва хориҷ кардани сулфурро талаб кунанд, ки дар акси ҳол метавонад ба раванди сианидшавӣ халал расонад.

Реагентҳои химиявӣ

1. Консентратсияи сианид

• Миқдори иловашудаи сианиди натрий ба самаранокии шустушӯй таъсири назаррас мерасонад . Дар доираи муайян, консентратсияи сианид ба суръати шустушӯи селлюлозаи маъдан мутаносиб аст. Агар миқдори сианид хеле паст бошад, таъсири шустушӯи тилло ва нуқра суст аст ва раванд суст аст, ки хароҷоти вақти нолозимро ба бор меорад. Баръакс, вақте ки миқдори сианид аз ҳад зиёд аст, пас аз он ки самаранокии шустушӯи металлҳои қиматбаҳо ба сатҳи муайян мерасад, афзоиши минбаъдаи консентратсияи сианид ба беҳбудии назарраси шустушӯй оварда намерасонад, ки боиси исрофи сианид ва афзоиши хароҷоти истеҳсолӣ мегардад. Масалан, ҳангоми истихроҷи консентрати тилло аз маъданҳои тиллоии майдаи зарраӣ, миқдори сианиди натрий аз 1.5 то 3.0 кг/т аксар вақт мувофиқтар аст. Аммо, дар истеҳсоли воқеӣ, миқдори оптималӣ бояд дар асоси хусусиятҳои мушаххаси маъдан ва озмоишҳои ғанӣ гардонидан муайян карда шавад.

2. Оҳак (ишёрӣ)

• Ба маҳлули сианид оҳакро ҳамчун ишқори муҳофизатӣ илова мекунанд. Азбаски ионҳои сианид дар маҳлул хосиятҳои кимиёвии ноустувор доранд ва метавонанд ба осонӣ ҳамчун гази цианиди гидроген ғарқ шаванд, нигоҳ доштани сілтияти мувофиқ муҳим аст. Илова кардани оҳак ба маҳлули сианидкунӣ барои нигоҳ доштани селлюлоза дар рН мувофиқ кӯмак мекунад. Тибқи таҳлилҳои санҷишӣ, пас аз илова кардани оҳак суръати шусташавии тилло низ ба таври назаррас беҳтар шудааст. Вақте ки миқдори оҳак иловашуда 2 кг/т ва бештар аз он аст, арзиши рН-и селлюлоза маъмулан байни 11 - 12 аст ва суръати шусташавии тилло дар селлюлоза ба сатҳи нисбатан устувор ва баланд мерасад.

Шароити раванд

1. Консентратсияи slurry

• Консентратсияи селлюлоза ба суръат ва самаранокии концентратҳои металлҳои қиматбаҳо бевосита таъсир мерасонад. Умуман, селлюлозаи шусташавии консентратсияи паст бо моеъи хуб имкон медиҳад, ки самаранокии шусташавии консентратҳои тилло ва нуқра баландтар шавад. Аммо, ин метавонад афзоиши миқдори реагентҳои иловашуда, инчунин андозаи калонтари таҷҳизот ва хароҷоти баландтари сармоягузориро талаб кунад. Барои мувозинат кардани самаранокии шусташавии металлҳои қиматбаҳо ва арзиши истеҳсолот, консентратсияи мувофиқи шламро муайян кардан лозим аст. Барои маъданҳои дорои андозаи заррачаҳои ҷарима, нигоҳ доштани консентратсияи селлюлоза дар тақрибан 20% - 33% аксар вақт таъсири хуби шусташавиро таъмин мекунад. Агар консентратсияи он аз ин диапазон зиёд бошад, самаранокии шусташавии металлҳои қиматбаҳо метавонад ба ҷои зиёд шудан кам шавад. Дар истеҳсолоти воқеӣ, консентратсияи метавонад мувофиқи шароити мушаххас танзим карда шавад, вале он набояд аз ҳад зиёд муқаррар карда шавад.

2. Вақти оббозӣ

• Мӯҳлати шусташавӣ омили муҳим дар раванди сианидизатсия мебошад. Барои пурра об кардани зарраҳои металлҳои қиматбаҳо, интихоби вақти муносиби шусташавӣ зарур аст. Бо вуҷуди ин, дар ҳоле ки металлҳои қиматбаҳо ҳал мешаванд, дигар ифлосиҳо дар селлюлоза низ гудохта мешаванд, ки метавонанд ба суръати обшавии тилло ва нуқра таъсир расонанд. Дароз кардани мўҳлати шусташавӣ на танҳо барои обшавии зарраҳои металлҳои қиматбаҳо фоидаовар нест, балки инчунин таҷҳизоти калонтар барои шустагарӣ ва фазои бештарро талаб мекунад ва ҳамин тариқ хароҷоти истеҳсолиро зиёд мекунад. Барои маъданҳои дорои андозаи зарраҳои дарунсохташуда, нигоҳ доштани вақти шусташавии сианид дар тақрибан 4 соат одатан беҳтарин аст. Агар мУхлати шусташавй аз 24 соат зиёд бошад, шусташавии металлхои киматбахо монеъ шуда, дар махлул консентратсияи ионхои металлхои киматбахо кам мешавад.

3.Таъмини оксиген

• Тавре ки дар муодилаи реаксияи химиявӣ нишон дода шудааст, оксиген як реактиви муҳим дар раванди сианидизатсия мебошад. Таъмини кофии оксиген ба оксидшавии тилло ва нуқра мусоидат намуда, реаксияи сианидшавиро метезонад. Дар муҳити саноатӣ ҳаво аксар вақт тавассути селлюлоза шуста мешавад, то ки оксигенро таъмин кунад. Агар таъминоти оксиген нокифоя бошад, суръати реаксия суст шуда, самаранокии умумии шусташавиро коҳиш медиҳад.

4. Шароити агитация

• Агитация барои баланд бардоштани алоқаи байни зарраҳои маъдан, маҳлули сианид ва оксиген истифода мешавад. Шароити мувофиқи агитация метавонад суръати реаксияро бо роҳи беҳтар кардани омехта ва тақсими реагентҳо беҳтар созад. Бо вуҷуди ин, ташвиқоти аз ҳад зиёд метавонад ба зарраҳои маъдан осеби механикӣ расонад ва инчунин метавонад боиси зиёд шудани истеъмоли энергия гардад.

Стратегияҳои оптимизатсия

Пеш аз коркарди маъдан

1.Optimization Grinding

• Татбики принципи «бештар майда кардан ва камтар суфта кардан» метавонад ба кам кардани сарфи энергия ва хатари суфтакунии зиёдатӣ мусоидат кунад. Технологияҳои пешрафтаи суфтакунӣ, аз қабили суфтакунии бисёрмарҳала ва истифодаи асбобҳои суфтакунандаи баландсамараро барои ноил шудан ба тақсимоти андозаи зарраҳои дилхоҳ истифода бурдан мумкин аст.

2.Пеш - табобат барои минералҳои проблемавӣ

• Барои маъданҳое, ки дорои миқдори зиёди маъданҳои дахолаткунанда доранд, бояд усулҳои коркарди пешакӣ баррасӣ карда шаванд. Бирён кардан мумкин аст барои тоза кардани сулфур ва оксид кардани баъзе маъданҳои ба оташ тобовар истифода бурда, металлҳои қиматбаҳоро ба сианид дастрастар гардонанд. Био-оксидшавӣ, ки микроорганизмҳоро барои шикастани минералҳои сулфид истифода мебарад, инчунин алтернативаи аз ҷиҳати экологӣ тоза барои баъзе навъҳои маъдан мебошад.

Идоракунии реактив

1. Оптимизатсияи сианид

• Гузаронидани санҷишҳои мунтазам ва дақиқи ғанисозӣ барои муайян кардани миқдори оптималии цианид барои партияҳои гуногуни маъданҳо муҳим аст. Илова бар ин, истифодаи реагентҳои алтернативии сианид асосёфта ё илова кардани фаъолкунандаҳоро метавон барои баланд бардоштани самаранокии шусташавӣ ҳангоми кам кардани истеъмоли сианид омӯхтан мумкин аст. Масалан, баъзе тадқиқотҳо нишон доданд, ки илова кардани баъзе сурфактантҳо метавонад тар кардан ва реаксияи сианидро бо зарраҳои маъдан беҳтар кунад.

2. Назорати сілтӣ

• Барои нигоҳ доштани диапазони оптималии сілтӣ рН-и селлюлозаро пайваста назорат ва танзим кунед. Системаҳои автоматии назорати рН-ро метавон насб кард, то тасҳеҳи дақиқ ва саривақтӣ, кам кардани хатари ғарқшавии сианидҳо ва оптимизатсияи муҳити шусташавиро таъмин кунад.

Оптимизатсияи параметрҳои раванд

1.Танзими консентратсияи slurry

• Сенсорҳоро насб кунед, то консентратсияи гилро дар вақти воқеӣ назорат кунед ва мутаносибан таносуби об ба маъданро танзим кунед. Онро метавон ба системаи автоматии идоракунӣ ворид кард, то консентратсияи оптималии slurry барои шусташавии самаранок нигоҳ дошта шавад.

2. Оптимизатсияи вақти шусташавӣ

• Усулҳои мониторинги воқеиро истифода баред, масалан, таҳлили консентратсияи ионҳои металлҳои қиматбаҳо дар маҳлул ҳангоми шусташавӣ, барои муайян кардани нуқтаи мувофиқи раванди шусташавӣ. Ин метавонад обшуйкунии зиёдатиро пешгирӣ кунад ва вақт ва захираҳоро сарфа кунад.

3.Оптимизатсияи оксиген ва агитация

• Сенсорҳои оксигенро насб кунед, то таъминоти кофӣ ва устувори оксигенро таъмин кунед. Барои ноил шудан ба мувозинати беҳтарини байни самаранокии реаксия ва масрафи энергия суръати агитацияро дар асоси хусусиятҳои маъдан ва марҳилаи шустасозӣ танзим кунед.

хулоса

Самаранокии шусташавии сианиди натрий дар истихроҷи металлҳои қиматбаҳо бо таъсири мутақобилаи мураккаби омилҳои марбут ба маъдан, реагентҳо ва равандҳо таъсир мерасонад. Бо дарки ин омилҳо ва татбиқи стратегияҳои мувофиқи оптимизатсия, саноати кӯҳӣ ва металлургӣ метавонанд самаранокии шусташавиро беҳтар гардонанд, хароҷоти истеҳсолиро кам кунанд ва таъсири муҳити зистро вобаста ба истифодаи сианид ба ҳадди ақал расонанд. Тадқиқоти пайваста ва навовариҳои технологӣ дар ин соҳа барои қонеъ кардани талаботи афзоянда ба металлҳои қиматбаҳо ба таври устувор ва самаранок муҳим аст.n