50-80 ডিগ্রীতে গরম ঘনীভূত পটাসিয়াম সায়ানাইড (5-10%) দ্রবণ কীভাবে গোল্ড মাইনিং এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং হিটারের জন্য প্রয়োজনীয় কোয়ার্টজ শিথ ওয়াল পুরুত্বকে পরিবর্তন করে?

ক্ষারীয় জটিলতা হট সায়ানাইড সমাধান ফিউজড সিলিকার আক্রমণ

কেসিএন হল সোনার খনির (সায়ানিডেশন প্রক্রিয়া) এবং সোনা, রৌপ্য এবং তামা ইলেক্ট্রোপ্লেটিং-এ প্রাথমিক ইলেক্ট্রোলাইট উপাদানগুলির একটি মূল লিক্সিভিয়েন্ট। সাধারণ ঘনত্ব জলীয় দ্রবণে ওজন অনুসারে 5-10%, অপারেটিং তাপমাত্রা 50-80oC (লিচিং রেট বাড়ানো বা কলাইয়ের গুণমান উন্নত করতে উন্নত)। সায়ানাইড হাইড্রোলাইসিসের ফলে CN− + H2O ⇌ HCN + OH− হয়। এটি দ্রবণটিকে বেশ ক্ষারীয় করে তোলে (pH 11-12)। সায়ানাইড দ্রবণে, কোয়ার্টজ নিমজ্জন হিটারগুলি কখনও কখনও নিযুক্ত করা হয় কারণ ফিউজড সিলিকার বেশিরভাগ ক্ষারীয় দ্রবণের প্রতি উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। কিন্তু উত্তপ্ত, ঘনীভূত সায়ানাইডের নিজস্ব ক্ষয়কারী প্রক্রিয়া রয়েছে। হাইড্রোলাইসিস হাইড্রোক্সাইড আয়ন (OH-) তৈরি করে যা সিলিকা নেটওয়ার্ককে আক্রমণ করে এবং দ্রবণীয় সিলিকেট তৈরি করে। সায়ানাইড আয়ন (CN − ) একটি শক্তিশালী কমপ্লেক্সিং এজেন্ট, যা দ্রবণীয় সিলিকন-সায়ানাইড কমপ্লেক্স গঠন করতে সক্ষম (যদিও হাইড্রক্সাইড আক্রমণের তুলনায় কম স্থিতিশীল)। ক্ষয়ের হার একই pH-এ পাতলা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের সাথে তুলনীয় কিন্তু একটি জটিল উপাদান যুক্ত করা হয়েছে। এই কাজে KCN ঘনত্ব (5-10%), তাপমাত্রা (50-80 ডিগ্রী) এবং মিশ্রিত সিলিকার অভিন্ন ক্ষয় হারের pH সমাধানের প্রভাব পরিমাপ করা হয়। ব্যবহারিক পরিষেবা ব্যবধানে (2,000 থেকে 8,000 ঘন্টা) সোনার খনির এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং হিটারের জন্য প্রয়োজনীয় কোয়ার্টজ খাপের প্রাচীরের পুরুত্ব পাওয়া যায়।

গরম পটাসিয়াম সায়ানাইডে ফিউজড সিলিকার ক্ষয়ের গতিবিদ্যা

সায়ানাইড হাইড্রোলাইসিস দ্বারা উত্পন্ন হাইড্রোক্সাইড আয়নগুলির কারণে KCN সমাধানগুলিতে কোয়ার্টজ ক্ষয় হয়। pH প্রায় 11.5-12.0 25 ডিগ্রিতে 5% KCN (প্রায়. 0.8 M) pH 70 ডিগ্রিতে কিছুটা বেড়ে যায় কারণ বেশি হাইড্রোলাইসিস হয় (HCN-এর pKa 25 ডিগ্রিতে 9.2, উচ্চ তাপমাত্রায় কম)। OH- এর ঘনত্ব হল 0.001-0.01 M। এটি মোটামুটি 0.1% NaOH। সায়ানাইড আয়ন নিজেই আক্রমণে সরাসরি জড়িত হতে পারে: CN− পৃষ্ঠের সিলিকন পরমাণুর সাথে সমন্বয় করতে পারে, Si-O-Si লিঙ্ককে দুর্বল করে এবং হাইড্রোলাইসিস সক্ষম করে। চূড়ান্ত ফলাফল হল একই pH-এ NaOH এর তুলনায় 20-40% বেশি জারা হার।

উচ্চ বিশুদ্ধতা মিশ্রিত কোয়ার্টজের 70 ডিগ্রিতে 8% KCN-এ নিমজ্জন পরীক্ষা 0.0005-0.001 মিমি/ঘন্টা একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ ক্ষয় হার দেখিয়েছে। 80 ডিগ্রিতে গতি 0.001-0.002 মিমি/ঘন্টা পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। 50 ডিগ্রীতে হার 0.0002-0.0004 মিমি/ঘন্টা। তুলনায়, কোয়ার্টজ 0.0003-0.0006 মিমি/ঘন্টা 0.01 M NaOH (pH 12) 70 ডিগ্রিতে ক্ষয় করে। 70 ডিগ্রীতে একটি 2.0 মিমি কোয়ার্টজ খাপ 0.0008 মিমি/ঘন্টা × 2,500 ঘন্টা=2.0 মিমি, বা প্রায় 2,500 ঘন্টা (3.5 মাস). 3.0 মিমি প্রাচীর 3,750 ঘন্টা 4.0 মিমি প্রাচীর 5,000-4 মিমি ওয়াল 5,000-4 মিমি 4 মিনিটের জন্য একটানা সোনার প্রাচীর হারাতে পারে। ত্রৈমাসিক প্রতিস্থাপন বাস্তব। কম তাপমাত্রায় (50-60 ডিগ্রি) ইলেক্ট্রোপ্লেট করা হলে এর আয়ু যথেষ্ট দীর্ঘ হয়।

স্থানীয় করা পিটিং এবং নিরাপত্তা সমস্যা

সায়ানাইড দ্রবণগুলি বেশ বিষাক্ত, এবং একটি হিটার ব্যর্থতা একটি নিরাপত্তা বিপত্তি। মেটাল হিটারগুলি দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং ধাতব অমেধ্য প্রবর্তন করতে পারে যা সোনার পুনরুদ্ধারকে বাধা দেয়। তাই কোয়ার্টজ হিটার ব্যবহার করা হয়। কিন্তু কোয়ার্টজ ভেঙ্গে গেলে, গরম করার উপাদান (সাধারণত NiCr বা স্টেইনলেস স্টিল) সায়ানাইডের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে, সম্ভবত বিষাক্ত ধোঁয়া তৈরি করতে পারে। ঘন কোয়ার্টজ প্রাচীর তাপীয় চাপ বা যান্ত্রিক শক্তি থেকে ক্র্যাকিংয়ের বিরুদ্ধে একটি বড় নিরাপত্তা বাফার সরবরাহ করে। সায়ানাইড পরিষেবার জন্য, ক্ষয় অনুমান নির্বিশেষে ন্যূনতম 2.5 মিমি প্রাচীর পুরুত্বের পরামর্শ দেওয়া হয়।

মেনিস্কাস জোনে সায়ানাইড স্ফটিককরণ একটি বিপত্তি। পটাসিয়াম সায়ানাইড সুস্বাদু এবং একটি ঘনীভূত ক্ষারীয় স্তর তৈরি করতে পারে যা আক্রমণকে উৎসাহিত করে। একটি বাষ্প ঢাল বা উত্তপ্ত উপরের খাপ ক্রিস্টালাইজিংকে বাধা দেয়।

সায়ানাইড সমাধানে ঘন দেয়ালের তাপীয় শাস্তি

70 ডিগ্রিতে পটাসিয়াম সায়ানাইড দ্রবণের তাপ পরিবাহিতা 8% এ প্রায় 0.60–0.65 W/(m·K)-পানির মতো। একটি 2.5 মিমি প্রাচীরের জন্য R_cond=0.00181, একটি 4.0 মিমি প্রাচীরের জন্য R_cond=0.00290. h=800 W/(m2K) U ~380 থেকে 280 W/(m2K), 26% হ্রাস। এই শাস্তি গ্রহণযোগ্য কারণ একটি মোটা প্রাচীর থাকার নিরাপত্তা সুবিধা আছে।

দৃশ্য ভিত্তিক নির্বাচন ম্যাট্রিক্স

অ্যাপ্লিকেশান দৃশ্যকল্প প্রস্তাবিত প্রাচীর পুরুত্ব কোর যুক্তি
সোনার সায়ানিডেশন (8% KCN, 70 ডিগ্রি, একটানা, 3 মাস প্রতিস্থাপন) 3.0 – 4.0 মিমি, উচ্চ বিশুদ্ধতা কোয়ার্টজ ক্ষয় হার ~0.0008 মিমি/ঘন্টা ক্র্যাকিংয়ের বিরুদ্ধে সুরক্ষা মার্জিন মোটা প্রাচীর দ্বারা সরবরাহ করা হয়। U ≈ 300-350 W/(m2·K)
Electroplating (5 % KCN, 55 C, continuous) 2.5 – 3.0 mm Rate ~0.0003 mm/hour → 3.0 mm yields >10,000 ঘন্টা। নিরাপত্তা মার্জিন একটি আবশ্যক.
ল্যাবরেটরি সায়ানাইড (কম ঘনত্ব, 50 ডিগ্রী ) 2.0 – 2.5 মিমি গ্রহণযোগ্য, তবে অবশ্যই ঘনিষ্ঠভাবে পর্যবেক্ষণ করতে হবে।
পরিপূরক ডিজাইন পরিবর্তন: তাপমাত্রা কম (70 ডিগ্রির নিচে) রেখে ক্ষয় হ্রাস করা হয়। চুনের সংযোজন (CaO) সায়ানাইডকে স্থিতিশীল করে এবং হাইড্রোলাইসিস কমিয়ে দেয়। পুরুত্বের জন্য নিয়মিত পরীক্ষা করা আবশ্যক। PTFE বাষ্প বাধা মেনিস্কাস আক্রমণ থেকে রক্ষা করে।