البحث في استخلاص أكوام من خام الذهب المؤكسد منخفض الجودة وعالي الطين

1. مقدمة

في مجال تعدين الذهب، ازدادت أهمية استغلال خامات الذهب المؤكسدة منخفضة الجودة وعالية الطين نظرًا لنضوب موارد الذهب عالية الجودة. تتميز هذه الخامات بانخفاض محتواها من الذهب وارتفاع محتواها من المعادن الطينية، مما يشكل تحديات كبيرة أمام طرق المعالجة التقليدية. وقد برزت عملية الترشيح بالكومة كنهج عملي وفعال من حيث التكلفة لمعالجة هذه الخامات، مما يُمكّن من استخلاص الذهب من كميات كبيرة من المواد منخفضة الجودة. تقدم هذه المقالة دراسة شاملة حول الترشيح بالكومة لخامات الذهب المؤكسدة منخفضة الجودة وعالية الطين، بهدف تحسين عملية الترشيح وزيادة معدلات استخلاص الذهب.

2. خصائص خام الذهب المؤكسد منخفض الجودة وعالي الطين

عادةً ما تكون نسبة الذهب في خامات الذهب المؤكسد منخفضة الجودة أقل من 2 غرام/طن، مما يزيد من صعوبة استخراجها اقتصاديًا. وقد يُسبب ارتفاع نسبة الطين في هذه الخامات مشاكل مثل ضعف النفاذية، والتكتل، وارتفاع استهلاك مواد الاستخلاص. كما أن معادن الطين، مثل الكاولينيت والمونتموريلونيت والإليت، قد تمتص أيونات الذهب وتعيق عملية الاستخلاص. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي حجم الجسيمات الدقيقة لمعادن الطين إلى تكوين طبقة كثيفة في كومة الخام، مما يُقلل من التلامس بين محلول الاستخلاص والمعادن الحاملة للذهب.

3. المنهج التجريبي

3.1 أخذ عينات الخام وتوصيفه

جُمعت عينة تمثيلية من خام الذهب المؤكسد منخفض الجودة وعالي الطين من موقع تعدين. حُللت عينة الخام من حيث تركيبها الكيميائي ومعادنها وخواصها الفيزيائية. استُخدمت تقنية فلورسنت الأشعة السينية (XRF) لتحديد التركيب العنصري، بينما استُخدمت تقنية حيود الأشعة السينية (XRD) لتحديد مراحل المعدن. أُجري تحليل حجم الجسيمات باستخدام هزاز غربال لفهم توزيع حجم جسيمات الخام.

3.2 تجارب استخلاص العمود

أُجريت تجارب ترشيح عمودية لمحاكاة عملية الترشيح بالكومة. طُحنت عينة الخام ونُخلت للحصول على أحجام جسيمات مختلفة. مُلئت أعمدة بقطر 10 سم وارتفاع 100 سم بعينات الخام. صُممت سلسلة من التجارب لدراسة تأثير معايير مختلفة، تشمل حجم جسيمات الخام، وجرعة أكسيد الكالسيوم (CaO)، وتركيز سيانيد الصوديوم (NaCN) في محلول الترشيح، ومدة الترشيح، على معدل ترشيح الذهب.

3.3 تحسين معلمات العملية

تم تحسين معاملات العملية من خلال سلسلة من التجارب أحادية العامل. تم تغيير حجم جسيمات الخام من -20 مم إلى -5 مم، وعُدلت جرعة أكسيد الكالسيوم (CaO) من 1% إلى 5% من كتلة الخام. تم تغيير تركيز كلوريد الصوديوم (NaCN) في محلول الاستخلاص من 0.05% إلى 0.2%، ومُددت مدة الاستخلاص من 10 أيام إلى 30 يومًا. تمت مراقبة معدل استخلاص الذهب على فترات منتظمة من خلال تحليل محتوى الذهب في السائل المستحلب باستخدام مطياف الامتصاص الذري (AAS).

4. النتائج والمناقشة

4.1 تأثير حجم جزيئات الخام

أظهرت النتائج أن تقليل حجم جسيمات الخام يُحسّن بشكل ملحوظ معدل استخلاص الذهب. فعندما كان حجم جسيمات الخام -5 مم، وصل معدل استخلاص الذهب إلى 85% بعد 20 يومًا من الاستخلاص، بينما كان 20% فقط عند حجم جسيمات -60 مم. أدى صغر حجم الجسيمات إلى زيادة مساحة سطح الخام، مما سهّل التلامس بين محلول الاستخلاص والمعادن الحاملة للذهب. ومع ذلك، قد تؤدي أحجام الجسيمات الدقيقة للغاية إلى مشاكل مثل ضعف النفاذية وزيادة تداخل معادن الطين.

4.2 تأثير جرعة CaO

يمكن أن تُحسّن إضافة أكسيد الكالسيوم (CaO) إلى كومة الخام نفاذية الخام وتُعدّل قيمة الرقم الهيدروجيني (pH) لمحلول الاستخلاص. وُجد أن الجرعة المثلى من أكسيد الكالسيوم (CaO) هي 3% من كتلة الخام. بهذه الجرعة، يصل معدل استخلاص الذهب إلى أقصى حد. أدّت جرعة منخفضة من أكسيد الكالسيوم إلى تعديل غير كافٍ للرقم الهيدروجيني وضعف النفاذية، بينما قد تُسبب الجرعة العالية استهلاكًا مفرطًا لكواشف الاستخلاص، ما قد يُسبب مشاكل بيئية محتملة.

4.3 تأثير تركيز NaCN

كان لتركيز سيانيد الصوديوم (NaCN) في محلول الاستخلاص تأثير كبير على معدل استخلاص الذهب. فمع زيادة تركيز سيانيد الصوديوم من 0.05% إلى 0.15%، ارتفع معدل استخلاص الذهب من 70% إلى 90%. إلا أن زيادة تركيز سيانيد الصوديوم إلى 0.2% لم تُسفر عن تحسن ملحوظ في معدل الاستخلاص، بل زادت من التكلفة والمخاطر البيئية المرتبطة باستخدام السيانيد.

4.4 وقت الاستخلاص

ازداد معدل استخلاص الذهب مع إطالة فترة الاستخلاص. بعد 25 يومًا من الاستخلاص، وصل معدل استخلاص الذهب إلى مستوى ثابت، مما يشير إلى ذوبان معظم الذهب القابل للاستخلاص. لم يُسفر إطالة فترة الاستخلاص عن زيادة ملحوظة في معدل الاستخلاص، بل زاد من التكلفة الإجمالية للعملية.

5. اختتام

أظهرت هذه الدراسة أن الاستخلاص بالركام طريقة فعّالة لمعالجة خامات الذهب المؤكسدة منخفضة الجودة وعالية الطين. ومن خلال تحسين معايير العملية، بما في ذلك حجم جسيمات الخام، وجرعة أكسيد الكالسيوم (CaO)، وتركيز كلوريد الصوديوم (NaCN)، ومدة الاستخلاص، يمكن تحقيق معدل استخلاص ذهب مرتفع يصل إلى 90%. وقد حُددت الظروف المثلى على النحو التالي: حجم جسيمات الخام -5 مم، وجرعة أكسيد الكالسيوم (CaO) 3%، وتركيز كلوريد الصوديوم (NaCN) 0.15% في محلول الاستخلاص، ومدة استخلاص 25 يومًا. تُقدم هذه النتائج رؤى قيّمة للتطبيق الصناعي للاستخلاص بالركام في استخراج الذهب من خامات الذهب المؤكسدة منخفضة الجودة وعالية الطين، مما يُسهم في التنمية المستدامة لصناعة تعدين الذهب.