ممارسة الإنتاج لتقليل استهلاك سيانيد الصوديوم عن طريق زيادة جرعة أكسيد الكالسيوم بشكل معقول

المقدمة

في صناعة تعدين واستخراج الذهب، السيانيد هي طريقة شائعة الاستخدام لاستخلاص الذهب من الخامات. ومع ذلك، فإن الاستهلاك المرتفع سيانيد الصوديوم لا يزيد من تكاليف الإنتاج فحسب، بل يُشكل أيضًا مخاطر بيئية بسبب سُميته. إيجاد طرق فعّالة للحد من سيانيد الصوديوم يُعدّ استهلاك الذهب مع الحفاظ على معدلات استخلاصه أو تحسينها تحديًا بالغ الأهمية للصناعة. ومن بين هذه الأساليب التي أثبتت نجاحها في ممارسات الإنتاج، الزيادة المعقولة في جرعة أكسيد الكالسيومستتناول هذه المقالة تفاصيل هذه الممارسة الإنتاجية، وتستكشف الآليات الأساسية، واستراتيجيات التنفيذ، والنتائج التي تم تحقيقها.

دور أكسيد الكالسيوم في عملية السيانيد

تعديل درجة الحموضة

عند إضافة أكسيد الكالسيوم إلى نظام السيانيد، يتفاعل مع الماء لتكوين هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)_2). يزيد هذا التفاعل من قيمة الرقم الهيدروجيني (pH) لللب. في عملية السيانيد، يُعد الحفاظ على درجة حموضة قلوية مناسبة أمرًا ضروريًا. تساعد بيئة ذات درجة حموضة عالية على منع التحلل المائي للـ سيانيد الصوديوم. صوديوم السيانيد يمكن أن يتفاعل كلوريد الصوديوم (NaCN) مع الماء في بيئة حمضية أو شبه متعادلة، مما يؤدي إلى تكوين سيانيد الهيدروجين (HCN)، وهو غاز شديد التطاير وسام. برفع الرقم الهيدروجيني (pH) إلى نطاق يتراوح بين 10 و11، يُثبّط التحلل المائي لسيانيد الصوديوم، مما يقلل من استهلاكه غير الضروري.

التفاعلات الكيميائية مع الشوائب

غالبًا ما تحتوي الخامات على شوائب متنوعة، مثل الحديد والنحاس والزنك. تتفاعل هذه الشوائب مع سيانيد الصوديوم، مكونةً مركبات سيانيد معقدة، مستهلكةً كمية كبيرة من سيانيد الصوديوم. يتفاعل أكسيد الكالسيوم مع بعض هذه الشوائب. على سبيل المثال، يوجد الحديد في الخام على شكل أكاسيد أو كبريتيدات حديد. يتفاعل أكسيد الكالسيوم مع المواد الحمضية الناتجة عن أكسدة كبريتيدات الحديد، مما يُعادلها. هذا يُقلل من كمية الحمض في النظام، مما يُساعد بدوره في الحفاظ على استقرار سيانيد الصوديوم. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن لأكسيد الكالسيوم أن يُرسب أيونات معدنية مُعينة على شكل هيدروكسيدات. على سبيل المثال، تتفاعل أيونات النحاس (Cu^{2+}) مع أيونات الهيدروكسيد من هيدروكسيد الكالسيوم لتكوين راسب هيدروكسيد النحاس (Cu(OH)_2). يُزيل تفاعل الترسيب هذا أيونات النحاس من المحلول، مما يمنعها من التفاعل مع سيانيد الصوديوم، ويُقلل من استهلاك سيانيد الصوديوم.

تفاصيل ممارسات الإنتاج

خصائص الخام والظروف الأولية

كان مصنع الإنتاج الذي نُفذت فيه هذه الممارسة يُعالج نوعًا محددًا من خام الذهب. احتوى هذا الخام على نسبة معينة من الذهب، إلى جانب كميات كبيرة من معادن كبريتيد الحديد وشوائب أخرى مثل النحاس والزنك. في البداية، كانت عملية السيانيد تُجرى باستهلاك مرتفع نسبيًا من سيانيد الصوديوم. وحُفظ الرقم الهيدروجيني لللب عند حوالي 9-9.5، وكانت جرعة أكسيد الكالسيوم منخفضة نسبيًا. كما لم يكن معدل استخلاص الذهب عند المستوى الأمثل.

ضبط جرعة أكسيد الكالسيوم

في المرحلة الأولى من التطبيق، رُفعت جرعة أكسيد الكالسيوم تدريجيًا. كانت الجرعة الأولية حوالي 1-2 كجم/طن من الخام، ثم رُفعت تدريجيًا بمقدار 0.5 كجم/طن على دفعات إنتاج متتالية. ومع زيادة جرعة أكسيد الكالسيوم، ارتفع الرقم الهيدروجيني (pH) لللب تدريجيًا. وفي الوقت نفسه، أُولي اهتمام خاص لتأثير ذلك على عملية السيانيد، بما في ذلك معدل التفاعل، ومعدل استخلاص الذهب، واستهلاك سيانيد الصوديوم.

الرصد والمراقبة

خلال عملية الإنتاج، رُصدت عدة معايير رئيسية باستمرار. قُيس الرقم الهيدروجيني (pH) لللب على فترات منتظمة باستخدام أجهزة قياس الرقم الهيدروجيني المُثبّتة في مجرى تدفق اللب. وحُدّد تركيز سيانيد الصوديوم في المحلول باستخدام طرق المعايرة. وحُسب معدل استخلاص الذهب من خلال تحليل محتوى الذهب في خام التغذية، والمخلفات، والمحلول المُركّب. بالإضافة إلى ذلك، رُصد توزيع حجم جسيمات الخام أيضًا لتأثيره على حركية التفاعل. واستنادًا إلى البيانات المُراقبة، أُجريت تعديلات على جرعة أكسيد الكالسيوم ومعايير التشغيل الأخرى. على سبيل المثال، إذا ارتفع الرقم الهيدروجيني بسرعة كبيرة وتجاوز 11.5، قُلّلت جرعة أكسيد الكالسيوم قليلًا لمنع أي آثار سلبية على عملية استخلاص الذهب.

النتائج والفوائد

انخفاض استهلاك سيانيد الصوديوم

مع زيادة جرعة أكسيد الكالسيوم إلى المستوى المناسب (حيث وصلت في النهاية إلى حوالي 4-5 كجم/طن من الخام في هذه الحالة)، لوحظ انخفاض كبير في استهلاك سيانيد الصوديوم. في البداية، كان استهلاك سيانيد الصوديوم حوالي 4-5 كجم/طن من الخام. بعد تحسين جرعة أكسيد الكالسيوم، انخفض استهلاك سيانيد الصوديوم إلى حوالي 2-3 كجم/طن من الخام، مما يمثل انخفاضًا بنسبة 30% إلى 50%. أدى هذا الانخفاض في استهلاك سيانيد الصوديوم مباشرةً إلى انخفاض كبير في تكاليف الإنتاج.

تحسن في معدل استرداد الذهب

من المثير للدهشة أن استهلاك سيانيد الصوديوم لم ينخفض ​​فحسب، بل تحسن أيضًا معدل استخلاص الذهب. قبل تعديل جرعة أكسيد الكالسيوم، كان معدل استخلاص الذهب يتراوح بين 80% و85%. بعد التحسين، ارتفع إلى 85% و90%. يُعزى هذا التحسن في استخلاص الذهب إلى تحسين التحكم في بيئة السيانيد. ساهم ارتفاع الرقم الهيدروجيني وإزالة الشوائب بواسطة أكسيد الكالسيوم في تهيئة بيئة أكثر ملاءمة لذوبان الذهب.

الفوائد البيئية والسلامة

مع انخفاض استهلاك سيانيد الصوديوم، انخفض الأثر البيئي لعملية السيانيد بشكل ملحوظ. فانخفاض سيانيد الصوديوم في النفايات السائلة يعني مستويات سمية أقل، مما يُقلل من الضرر البيئي المحتمل. علاوة على ذلك، ساهم انخفاض تكوّن غاز سيانيد الهيدروجين، بفضل تحسين التحكم في درجة الحموضة (pH)، في تعزيز سلامة عملية الإنتاج للعمال.

خاتمة

أثبتت ممارسة الإنتاج المتمثلة في زيادة جرعة أكسيد الكالسيوم بشكل معقول فعاليتها في تقليل استهلاك سيانيد الصوديوم في عملية السيانيد. ومن خلال فهم دور أكسيد الكالسيوم في تعديل الرقم الهيدروجيني (pH) والتفاعل مع الشوائب، ومن خلال المراقبة والتحكم الدقيقين أثناء عملية الإنتاج، يمكن تحقيق فوائد كبيرة. تشمل هذه الفوائد توفير التكاليف، وتحسين معدلات استخلاص الذهب، وتحسين الأداء البيئي والسلامة. ويمكن أن تُشكل هذه الممارسة مرجعًا قيّمًا لمصانع تعدين واستخراج الذهب الأخرى التي تواجه تحديات مماثلة في تقليل استهلاك سيانيد الصوديوم. وقد يؤدي إجراء المزيد من البحوث والتحسينات في هذا المجال إلى عمليات سيانيد أكثر كفاءة واستدامة في المستقبل.