Генерация цианида натрия путем газификации угля для золотоизвлекательных фабрик

Цель – оценка технологической возможности генерации цианида натрия путем газификации угля с изучением влияния параметров процесса (температуры, продолжительности эксперимента, типа угля) на концентрацию цианида натрия в полученных растворах и выявление оптимальных режимов процесса. Эксперименты проводили на лабораторной установке, состоящей из трубчатой печи цилиндрической конструкции с рабочим отсеком в виде корундовой трубы. В качестве объекта исследований были выбраны бурый и древесный угли, предварительно измельченные для увеличения удельной поверхности. Раствор цианида натрия образовывался при сорбции содовым раствором газообразной синильной кислоты как одного из компонентов синтез-газов. В системе поглотителей использовали раствор NaOH (рН = 10), установленный в ледяную баню. Содержание цианида натрия в растворе определялось титриметрическим методом. Для термодинамических расчетов применяли программный комплекс HSC Chemistry 5.1. При проведении газификации древесного угля в диапазоне температур 600–800оС получены растворы цианида натрия с концентрацией 0,03–0,08% масс. Установлено, что с повышением температуры от 600 до 900оС концентрация цианида натрия в щелочном растворе снижается ~ в 4 раза при одинаковой продолжительности эксперимента. Выведено регрессионное уравнение зависимости концентрации NaCN в растворе от температуры газификации угля и продолжительности ведения процесса. Показано, что генерация цианида натрия в лабораторных условиях путем газификации угля позволяет получить концентрации цианида натрия в растворе, соответствующие применяемым на золотоизвлекательных фабриках для проведения цианирования. Внедрение линии генерации цианида натрия непосредственно на производственных площадях золотоизвлекательных фабрик позволит снизить себестоимость производства за счет снижения затрат на закупку, транспортировку и хранение реагентов.

1. Барченков В.В. Основные технологические процессы переработки золотосодержащих руд. СПб.: Изд-во «Интермедия», 2013. 469 с.

2. Syed S. Recovery of gold from secondary sources – a review // Hydrometallurgy. 2012. Vol. 115-116. P. 30–51. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2011.12.012

3. Akcil A., Wu X.Q., Aksay E.K. Coal-gold agglomeration: an alternative separation process in gold recovery // Separation & Purification Reviews. 2009. Vol. 38. Iss. 2. P. 173–201.https://doi.org/10.1080/15422110902855043

4. Chugaev L.V., Pleshkov M.A., Markelov A.V. Studying the gold loss structure during cil of carbonaceous concentrate // Tsvetnye Metally. 2020. No. 9. C.34–42. https://doi.org/10.17580/tsm.2020.09.10

5. Мусаев В.В., Клюшников А.М., Галимов Р.Р. Оптимизация переработки стойких золотосодержащих руд Каменского месторождения // Проблемы и перспективы эффективности переработки минерального сырья в 21 веке (Плаксинские чтения-2019): матер. Междунар. конф. (г. Иркутск, 9–14 сентября 2019 г.). Иркутск: Издво ООО «Репроцентр А1», 2019. С. 283–286.

6. Исламов С.Р. Частичная газификация угля. Переработка и обогащение минерального сырья. Т. 5. М.: ООО «Киммерийский центр», 2017. 382 с.

7. Higman C., Van Der Burgt M. Gasification. New York: Elsevier Science, 2003. 391 p.

8. Журавский Г.И., Савчин В.В. Высокотемпературный термолиз органического сырья // Инженерно-физический журнал. 2021. Т. 94. № 3. С. 753–759.

9. Сафин Р.Г., Тимербаев Н.Ф., Саттарова З.Г. Технология переработки древесных отходов в генераторный газ: монография. Казань: Изд-во КНИТУ, 2014. 116 c.

10. Choudhury H.A., Chakma S., Moholkar V.S. Biomass gasification integrated Fischer-Tropsch synthesis: perspectives, opportunities and challenges // Recent Advances in Thermo-Chemical Conversion of Biomass. Chapter 14. Assam: Center for Energy, Indian Institute of Technology Guwahati, 2015. P. 383–435. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63289-0.00014-4

11. Закоршменный И.М., Кубрин С.С., Янченко Г.А. Расчет показателей материального баланса процесса сжигания угля в подземных условиях при дефиците необходимых исходных данных // Известия вузов. Горный журнал. 2018. № 3. С. 90–99. https://doi.org/10.21440/0536-1028-2018-3-90-99

12. Донской И.Г. Влияние добавок водяного пара и диоксида углерода на характеристики процесса кислородной газификации пылеугольного топлива // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2021. Т. 21. № 1. С. 21–28. https://doi.org/10.14529/power210102

13. Kállay A.A., Vincze V., Nagy G. Two-stage pyrolysis of hungarian brown coal to reduce hydrocarbons within sythesis gas // Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 42. Nо. 1. P. 59–68.

14. Yarkova T.A., Kairbekov Zh.K., Eshova Zh.T., Aubakirov E.A., Kairbekov A.Zh., Gyul’maliev A.M. Thermodynamics of gasification of organic matter of brown coal using oxidants of various compositions // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2017. Vol. 53. Iss. 1. Р. 45– 53. https://doi.org/10.1007/s10553-017-0780-z

15. Григорьева Д.М., Жагфаров Ф.Г., Куликова М.В., Гюльмалиев А.М. Термодинамика синтеза углеводородов на основе паровой конверсии метана // Химия и технология топлив и масел. 2018. № 6. С. 28–31.

16. Li Bowen, Wang Shuai, Yang Xuesong, Wu Qiang, He Yurong. Thermodynamic evaluation of sorptionenhanced chemical looping gasification with coal as fuel // International Journal of Hydrogen Energy. 2020. Vol. 45. Iss. 41. Р. 21186–21194.

17. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.05.205

18. Xu Bang, Cao Qingxi, Kuang Dongyang, Gasem K.A.M., Adidharma Hertanto, Ding Dong, Fan Maohong. Kinetics and mechanism of CO2 gasification of coal catalyzed by Na2CO3, FeCO3 and Na2CO3–FeCO3 // Journal of the Energy Institute. 2020. Vol. 93. Iss.3. Р. 922–933. https://doi.org/10.1016/j.joei.2019.08.004

19. Kocer A., YakaI F., Gungor A. Evaluation of greenhouse residues gasification performance in hydrogen production // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42. Iss. 36. P. 23244–23249. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.05.110

20. Liu Shanke, GuoLiejin, Jin Hui, Li Linhu, Li Guoliang, Yu Lijun. Hydrogen production by supercritical water gasification of coal: a reaction kinetic model including nitrogen and sulfur elements // International Journal of Hydrogen Energy. 2020. Vol. 45. Iss. 56. Р. 31732–31744. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.08.166

21. Дружинин К.Е., Немчинова Н.В., Васюнина Н.В. Совершенствование основного и вспомогательного оборудования пирометаллургических процессов и его испытания в условиях действующего производства // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 5. С. 144–152. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2016-5-144-152

22. Дружинин К.Е., Васюнина Н.В., Немчинова Н.В., Гильманшина Т.Р. Очистка отходящих газов печей спекания с использованием подшламовой воды в качестве газоочистного раствора // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 3. С. 4–9. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-3-4-9