كيف يمكننا استعادة الذهب باستخدام سيانيد الصوديوم؟

المقدمة

استعادة الذهب باستخدام سيانيد الصوديوم هي طريقة شائعة الاستخدام في صناعات التعدين والمعادن النفيسة. يتميز السيانيد بقدرة فريدة على تكوين معقدات قابلة للذوبان مع الذهب، مما يسمح باستخراج الذهب من مصادر متنوعة، مثل الخامات منخفضة الجودة، ومخلفات التعدين، وبعض النفايات الإلكترونية. ومع ذلك، نظرًا لسمية السيانيد العالية، السيانيد، يجب أن تتم هذه العملية بحذر شديد والامتثال الصارم للوائح السلامة والبيئة.

مبدأ استعادة الذهب باستخدام سيانيد الصوديوم

في حالته الطبيعية، غالبًا ما يوجد الذهب مختلطًا بمعادن أخرى في الخامات. عندما سيانيد الصوديوم عند إضافة الذهب إلى خام الذهب، يحدث تفاعل كيميائي. بوجود الأكسجين والماء، يتفاعل الذهب مع السيانيد لتكوين مركب قابل للذوبان. يُذيب هذا التفاعل الذهب بفعالية داخل محلول السيانيد، ويفصله عن المعادن الأخرى غير القابلة للذوبان في الخام.

عملية خطوة بخطوة

تحضير الخام

1. التكسير والطحنتتضمن الخطوة الأولى تصغير حجم الخام. تُسحق قطع الخام الكبيرة أولًا إلى قطع أصغر باستخدام الكسارات. بعد ذلك، يُطحن الخام المسحوق إلى مسحوق ناعم في المطاحن. هذا يزيد من مساحة سطح الخام، مما يُتيح تماسًا أكثر فعالية بين الجسيمات المحتوية على الذهب ومحلول السيانيد. على سبيل المثال، في منجم ذهب نموذجي، قد يُسحق الخام إلى حجم أقل من 10 مم خلال مرحلة السحق الأولية، ثم يُطحن إلى حجم جسيمات يكون فيه حوالي 80% من الجسيمات أقل من 75 ميكرومترًا في مرحلة الطحن.

2. المعالجة المسبقة (إذا لزم الأمر):إذا كان الخام يحتوي على معادن كبريتيد أو شوائب أخرى يمكن أن تعيق عملية السيانيد الرشح في هذه العملية، تصبح المعالجة المسبقة ضرورية. على سبيل المثال، عند وجود كميات كبيرة من البيريت في الخام، قد يستهلك الأكسجين والسيانيد، مما يقلل من كفاءة استخلاص الذهب. في مثل هذه الحالات، قد يخضع الخام للتحميص أو الأكسدة الحيوية. يتضمن التحميص تسخين الخام في وجود الهواء لأكسدة معادن الكبريتيد، بينما تستخدم الأكسدة الحيوية بكتيريا محددة لأكسدة معادن الكبريتيد عند درجة حرارة منخفضة بطريقة أكثر مراعاةً للبيئة.

الرشح

1. تحضير محلول السيانيد:محلول مخفف من سيانيد الصوديوم يتم تحضيره. يتراوح تركيز محلول السيانيد عادةً بين 0.05% و0.2% (وزن/حجم)، وذلك حسب خصائص الخام ومحتوى الذهب. يُضاف الجير بانتظام إلى محلول السيانيد لضبط الرقم الهيدروجيني (pH) إلى نطاق يتراوح بين 10 و11. تساعد هذه البيئة القلوية على منع تكوّن غاز سيانيد الهيدروجين السام، كما تُعزز إذابة الذهب.

2. عملية الاستخلاصيُخلط الخام المطحون بعد ذلك مع محلول السيانيد في خزانات كبيرة أو عبر نظام ترشيح كومي. في عملية الترشيح بالخزان، يُحرَّك خليط الخام والسيانيد، إما ميكانيكيًا أو عن طريق حقن الهواء، لضمان التلامس الجيد بين الجسيمات الحاملة للذهب والسيانيد، مما يزيد من سرعة التفاعل. أما في عملية الترشيح الكومي، وهي الأنسب للخامات منخفضة الجودة، فيُكدس الخام المسحوق على بطانة غير منفذة، ويُرش محلول السيانيد فوق الكومة. يتسرب المحلول عبر الخام، مذيبًا الذهب أثناء عملية الترشيح. يمكن أن تستغرق عملية الترشيح من عدة ساعات إلى عدة أيام، حسب عوامل مثل نوع الخام وحجم الجسيمات وظروف الترشيح.

فصل المواد الصلبة والسوائل

بعد عملية الاستخلاص، يتكون الملاط الناتج من نفايات صلبة (مخلفات) ومحلول يحتوي على مركب الذهب والسيانيد. يُعد فصل المكونات الصلبة والسائلة أمرًا بالغ الأهمية، ويمكن تحقيق ذلك بطرق مثل الترشيح أو الترسيب. في الترشيح، يُمرر الملاط عبر وسائط ترشيح، مثل أقمشة الترشيح أو مكابس الترشيح. تُحفظ المخلفات الصلبة على المرشح، بينما يمر المحلول الصافي، المعروف باسم المحلول الحامل، والذي يحتوي على الذهب المذاب. تتضمن عملية الترسيب السماح للجسيمات الصلبة بالاستقرار في قاع الخزان بفعل الجاذبية. بعد ذلك، يُمكن سكب السائل الطافي، المحلول الحامل، بعناية.

استعادة الذهب من الحل الحامل

1. ترسيب الزنك (عملية ميريل - كرو)من الطرق الشائعة لاستخلاص الذهب من المحلول المشبع ترسيب الزنك. يُضاف غبار الزنك أو نشارة الزنك إلى المحلول. ولأن الزنك أكثر تفاعلية من الذهب، فإنه يحل محل الذهب في مركب سيانيد الذهب. يترسب الذهب بعد ذلك على شكل مادة صلبة، مع بعض الشوائب. بعد التفاعل، يُرشح الراسب الصلب ويُعالَج. ثم تُصهر المادة الصلبة المحتوية على الذهب للحصول على ذهب نقي.

2. امتصاص الكربون المنشط (الكربون في اللب/التنظيف المكاني والكربون في الاستخلاص/التنظيف المكاني)في عملية التنظيف المكاني (CIP)، يُضاف الكربون المنشط إلى الملاط بعد مرحلة الاستخلاص. يمتص الكربون المنشط، بفضل مساحة سطحه الكبيرة، مركب الذهب والسيانيد من المحلول. ثم يُفصل مركب الكربون والذهب عن الملاط بالغربلة. أما في عملية التنظيف بالغمر (CIL)، فيُضاف الكربون المنشط أثناء عملية الاستخلاص نفسها. ثم يُزال الكربون المحمل بالذهب من النظام. يمكن استخراج الذهب من الكربون باستخدام محلول سيانيد قوي أو عوامل استخلاص أخرى. بعد الاستخلاص، يمكن استعادة الذهب من محلول الاستخلاص بطرق مثل الاستخلاص الكهربائي أو الترسيب الإضافي.

تنقية

الذهب المُحصّل بعد الترسيب أو الامتزاز عادةً ما يكون غير نقي، إذ يحتوي على شوائب كغيره من المعادن واللافلزات. للحصول على ذهب عالي النقاء (عادةً 99.9% أو أكثر)، تُستخدم عمليات التكرير. إحدى طرق التكرير الشائعة هي التكرير الكهربائي. في هذه العملية، يُوضع الذهب غير النقي كأنود في خلية كهربائية، ويُستخدم كاثود من الذهب الخالص. يُستخدم إلكتروليت مناسب، مثل محلول كلوريد الذهب. عند مرور تيار كهربائي عبر الخلية، يذوب الذهب الموجود في الأنود ويترسب على الكاثود. تبقى الشوائب إما في الإلكتروليت أو تُشكّل رواسب في قاع الخلية.

اعتبارات السلامة والبيئة

1. سمية السيانيدسيانيد الصوديوم سام للغاية. استنشاقه أو ابتلاعه أو ملامسته للجلد قد يكون مميتًا. يجب إجراء جميع العمليات التي تتضمن السيانيد في أماكن جيدة التهوية، ويجب على العمال ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة، بما في ذلك أجهزة التنفس والقفازات والملابس الواقية. يجب وضع خطط للاستجابة للطوارئ في حال انسكاب السيانيد أو التعرض له.

2. تأثير بيئي:قد يكون السيانيد ضارًا بالبيئة إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح. مخلفات انتعاش الذهب قد تحتوي عملية استخراج الذهب على بقايا سيانيد. يجب تخزين هذه المخلفات في مستودعات آمنة لمنع تسرب السيانيد إلى البيئة. يمكن استخدام طرق معالجة، مثل الأكسدة الكيميائية أو التحلل البيولوجي، لتفكيك السيانيد في المخلفات قبل تسربها أو التخلص منها. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ الرصد الدقيق لمصادر المياه القريبة من عمليات استخراج الذهب أمرًا ضروريًا لضمان عدم تلوثها بالسيانيد.

خاتمة

يُعد استخدام سيانيد الصوديوم لاستخلاص الذهب عملية معقدة لكنها فعالة. تتضمن عدة خطوات، بدءًا من تحضير الخام وصولًا إلى استخلاص الذهب وتكريره. ورغم أنها توفر طريقة عالية الكفاءة لاستخراج الذهب من مصادر متنوعة، إلا أنها تتطلب إدارة دقيقة للمخاطر المتعلقة بالسلامة والبيئة. باتباع الإجراءات السليمة، واستخدام التكنولوجيا المناسبة، والامتثال للوائح، يمكن لقطاع استخلاص الذهب أن يواصل العمل بطريقة مستدامة ومسؤولة.