Natri hexametaphosphate (SHMP – Sodium Hexametaphosphate)

I. Tính chất lý hóa của Natri Hexametaphosphate (SHMP)

1. Công thức hóa học:
   • (NaPO₃)₆​ hoặc Na₆P₆O₁₈​, thuộc nhóm polyphosphate.
2. Tính chất vật lý:
   • Trạng thái: Bột trắng, không mùi, dễ hút ẩm.
   • Độ hòa tan: Tan tốt trong nước (tạo dung dịch keo), không tan trong ethanol.
   • pH dung dịch: ~6.0–7.5 (tùy nồng độ).
3. Tính chất hóa học:
   • Khả năng tạo phức: Tạo phức bền với ion kim loại hóa trị II (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺) nhóm PO₃⁻ linh hoạt.
   • Tính phân hủy: Thủy phân chậm trong môi trường axit hoặc kiềm mạnh, tạo orthophosphate (PO₄³-).
   • Tính chất điện ly: Hoạt động như chất điện ly yếu, ổn định cấu trúc keo.

II. Ứng dụng công nghiệp của SHMP

1. Xử lý nước:
   • Chống đóng cặn: Ức chế kết tủa CaCO₃, MgCO₃ trong hệ thống nước công nghiệp.
   • Làm mềm nước: Tạo phức với Ca²⁺/Mg²⁺, ngăn tạo cặn trong nồi hơi, đường ống.
2. Thực phẩm:
   • Chất ổn định, giữ nước: Dùng trong sản xuất thịt, hải sản đông lạnh.

1. • Chống oxy hóa: Kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm.
2. Hóa mỹ phẩm:
   • Chất tẩy rửa: Thành phần trong bột giặt, ngăn ion cứng làm giảm hiệu quả của surfactant.
   • Kem đánh răng: Chống lắng cặn khoáng chất.
3. Công nghiệp khai khoáng:
   • Chất phân tán: Ngăn kết tụ hạt mịn trong quặng, tăng hiệu suất tuyển nổi.
   • Ức chế khoáng vật không mong muốn: Ví dụ: ức chế thạch anh trong quặng sulfide.

III. Vai trò của SHMP trong triết tách vàng không dùng NaCN

1. Cơ chế tác dụng

• Tạo phức với ion kim loại gây nhiễu:

SHMP+Ca²⁺/Mg²⁺/Fe3+→[Ca/Mg/Fe−P₆​O₁₈​]ⁿ⁻ (phức bền)

• → Ngăn chặn phản ứng phụ giữa ion kim loại và thuốc thử triết tách (ví dụ: thiosulfate, chloride).
  Ổn định dung dịch rửa:
  • Duy trì pH ổn định (~6–8) cho các phương pháp thiosulfate hoặc chloride.
  • Giảm sự hấp phụ vàng lên khoáng vật sét (bằng cách phân tán hạt sét).
• Chống thụ động hóa bề mặt vàng:
  • Ngăn hình thành lớp màng oxit/hydroxit kim loại trên bề mặt vàng, giúp nước rửa tiếp cận tốt hơn.

2. Ứng dụng cụ thể

• Phương pháp Thiosulfate (S₂O₃^2-​):
  • SHMP thêm vào dung dịch nước rửa (kết hợp Cu²⁺/NH₃Cu²⁺/NH₃​) để ức chế Ca²⁺/Mg²⁺ (từ quặng) phản ứng với thiosulfate → tăng độ ổn định của Au(S₂O₃)₂^3-
  • Liều lượng: 0.1–0.5% (w/w) tùy độ cứng của nước.
• Phương pháp Chloride (Cl−):
  • SHMP ngăn kết tủa Fe(OH)₃​ hoặc Cu(OH)₂​ trong môi trường axit, tránh làm tắc nghẽn quặng.
  • Ví dụ: Dùng SHMP trong hệ HCl/NaClO để tách vàng từ quặng chứa đồng.
• Tuyển nổi vàng:
  • SHMP phân tán các hạt silicat, giúp hạt vàng tự do tiếp xúc tốt hơn với thuốc tập hợp (collector).

3. Ưu điểm và hạn chế

IV. Quy trình ví dụ kết hợp SHMP trong triết tách vàng

Quặng vàng oxy hóa chứa CaCO₃:

1. Nghiền quặng: Kích thước hạt <75 µm.
2. Phối trộn dung dịch:
   • Thiosulfate (Na₂S₂O₃ ​): 0.1–0.5 M.
   • CuSO4: 0.02–0.05 M (chất oxy hóa).
   • NH3​: Duy trì pH ~8–10.
   • SHMP: 0.3% (w/w) để chelate Ca²⁺.

1. Khuấy trộn: 6–12 giờ, nhiệt độ 25–40°C.
2. Tách vàng:
   • Hấp phụ bằng than hoạt tính hoặc nhựa trao đổi ion.
   • Điện phân/khử để thu vàng nguyên chất.

Kết quả:

• Hiệu suất thu hồi vàng tăng 15–20% so với không dùng SHMP.
• Giảm 30% tiêu thụ thiosulfate do hạn chế phản ứng phụ.

V. Kết luận

• SHMP đóng vai trò chất trợ lọc đa năng trong triết tách vàng không cyanide, đặc biệt hiệu quả với quặng chứa nhiều ion Ca²⁺/Mg²⁺ hoặc khoáng sét.
• Công nghệ khuyến nghị: Kết hợp SHMP với phương pháp thiosulfate hoặc chloride để tối ưu hóa chi phí và hiệu suất.
• Hướng nghiên cứu: Phát triển các polyphosphate biến tính (ví dụ: ghép với nhóm -COOH) để tăng khả năng tạo phức và bền nhiệt.