نطاق تطبيق وتدفق عملية استخلاص الذهب باستخدام طريقة الاستخلاص بالسيانيد في مناجم الذهب

1. مقدمة

تُعدّ طريقة استخلاص الذهب بالسيانيد عمليةً مهمةً في تعدين الذهب لاستخلاص الذهب من الخامات. تتميز هذه الطريقة بنطاق تطبيقها المحدد وسلسلة من خطواتها العملية المُحددة بدقة، والتي تلعب دورًا حاسمًا في استخلاص موارد الذهب بكفاءة.

2. النطاق المطبق

2.1 متطلبات حجم جزيئات الخام

عادةً ما تتميز خامات الذهب المناسبة لطريقة الاستخلاص بالأحواض بحبيبات ذهبية دقيقة. عندما تكون جزيئات الذهب في الخام دقيقة جدًا، يصعب فصلها بطرق فصل فيزيائية بسيطة، مثل الفصل بالجاذبية. في هذه الحالات، يمكن استخدام طريقة الاستخلاص بالأحواض باستخدام السيانيد. على سبيل المثال، في بعض خامات الذهب المؤكسدة، غالبًا ما يكون الذهب على شكل حبيبات دقيقة، والتي يمكن معالجتها بفعالية باستخدام الاستخلاص بالأحواض.

2.2 متطلبات درجة الخام

هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لخامات الذهب منخفضة الجودة أو منخفضة الجودة جدًا. أما بالنسبة لخامات الذهب عالية الجودة، فقد تُفضّل طرق استخلاص أكثر كفاءة وأقل استهلاكًا للوقت. ومع ذلك، بالنسبة للخامات منخفضة الجودة حيث يكون محتوى الذهب لكل وحدة كتلة من الخام منخفضًا نسبيًا، فإن طريقة الاستخلاص بالحوض تُحقق استخلاصًا اقتصاديًا في ظل ظروف معينة. وتجعلها التكلفة المنخفضة نسبيًا لعملية الاستخلاص بالحوض خيارًا عمليًا لمعالجة هذه الخامات.

2.3 متطلبات نفاذية الخام

تُعدّ الخامات ذات النفاذية المنخفضة مناسبةً أيضًا لعملية الترشيح في الأحواض. فإذا كانت الخامة ذات نفاذية جيدة، فقد يتدفق محلول السيانيد عبرها بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى عدم كفاية وقت التلامس بين السيانيد والذهب، وبالتالي انخفاض معدل استخلاص الذهب. في المقابل، بالنسبة للخامات ذات النفاذية المنخفضة، تُمكّن طريقة الترشيح في الأحواض من التحكم في معدل تدفق محلول السيانيد ووقت تلامسه مع الخامة لضمان نتائج استخلاص أفضل. على سبيل المثال، غالبًا ما تتميز خامات أكسيد الحديد - ذات الطبقة السطحية - التي تحتوي على ذهب ناعم الحبيبات، وخامات الكوارتز المؤكسد - ذات العروق - التي تحتوي على ذهب ناعم الحبيبات، بنفاذية منخفضة نسبيًا، وهي مناسبة تمامًا لعملية الترشيح في الأحواض. ويمكن لهذه الطريقة أن تحقق معدل استخلاص يتراوح بين 70 و90% لهذه الخامات.

3. تدفق العملية

3.1 تحضير أحواض الاستخلاص

عادةً ما تُصنع أحواض الاستخلاص المستخدمة في هذه العملية من مواد مثل الخشب أو الحديد أو الخرسانة. يمكن أن يكون قاع الحوض مسطحًا أو مائلًا قليلاً، ويمكن أن يكون شكله دائريًا أو مستطيلًا أو مربعًا. داخل الحوض، يُركّب قاع زائف مصنوع من صفائح مثقبة مقاومة للأحماض. يُوضع قماش ترشيح على القاع الزائف، وتُغطى شبكة مصنوعة من شرائح خشبية أو شرائح معدنية مقاومة للتآكل على قماش الترشيح. يُستخدم القاع الزائف لتصفية الخام ودعمه. قبل بدء عملية الاستخلاص، من الضروري التأكد من أن الأحواض، وخاصة حوض الاستخلاص وحوض السائل الفقير، غير منفذة وجافة تمامًا.

3.2 معالجة الخام مسبقًا - السحق والغربلة

يجب سحق خامات الذهب المستخرجة إلى حجم جسيمات معين. أولاً، يتم تغذية الخامات إلى مرحلة السحق من أجل التفكك البسيط. بناءً على حجم جسيمات الخام المطلوب، توجد عمليات سحق خشن وسحق متوسط ​​وسحق ناعم. عادةً ما يتم استخدام كسارة الفك للسحق الخشن، والتي يمكن أن تقلل من حجم الجسيمات إلى حوالي 50-100 مم. بعد ذلك، يتم استخدام كسارة مخروطية لعمليات السحق المتوسط ​​والسحق الناعم، مما يقلل من حجم الجسيمات إلى نطاق 5-25 مم. بعد السحق، يتم غربلة الخامات بواسطة شاشة اهتزازية لضمان حجم جسيمات موحد. يتم إرجاع الخامات ذات الحبيبات الخشنة التي لا تفي بالمتطلبات إلى الكسارة لإعادة السحق، وتدخل الخامات ذات الحجم المؤهل في الخطوة التالية.

3.3 عملية الاستخلاص

1. تحميل الخامات في الحوض : يتم تحميل الخامات المسحوقة والمنخولة في حوض الترشيح.

2. تحضير محلول الاستخلاص : في حوض الاستخلاص، يُحضّر محلول قلوي من السيانيد كعامل استخلاص. عادةً ما يُضبط تركيز محلول السيانيد ضمن نطاق محدد، يتراوح عمومًا بين 0.05% و0.1%، ويُحدد هذا التركيز تجريبيًا وفقًا لخصائص الخام. يضمن هذا التركيز استخلاصًا فعالًا للذهب مع تقليل الأثر البيئي إلى أدنى حد.

3. عملية الترشيح : يُضخ محلول الترشيح المُجهز إلى حوض الترشيح. خلال عملية الترشيح، يتغلغل المحلول ببطء عبر طبقة الخام. يتفاعل الذهب الموجود في الخام مع السيانيد الموجود في المحلول بفعل الأكسجين (عادةً ما يُضخ الهواء إلى الحوض). معادلة التفاعل الكيميائي الرئيسية هي: \(4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O = 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH\). في هذا التفاعل، يُكوّن الذهب مُركبات قابلة للذوبان من الذهب والسيانيد، ثم يذوب في المحلول. تستغرق عملية الترشيح وقتًا طويلاً نسبيًا، يتراوح عادةً من عدة أيام إلى عدة أسابيع، وذلك تبعًا لعوامل مثل طبيعة الخام، وحجم جزيئاته، وتركيز محلول الترشيح. أثناء عملية الترشيح، من الضروري الكشف بانتظام عن تركيز محلول الترشيح، وقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول، ومحتوى الذهب في المحلول لضمان سير تفاعل الترشيح في ظل الظروف المثلى.

3.4 فصل المحلول الحامل للذهب (الغني - السائل)

بعد وصول الاستخلاص إلى وقت معين، وبعد الكشف، وعندما يطابق تركيز السائل ودرجته المتطلبات، يُفرّغ المحلول الحامل للذهب (السائل الغني) من قاع الحوض. يحتوي السائل الغني على معقدات سيانيد الذهب المذابة، ويحتاج إلى معالجة إضافية لاستخلاص الذهب.

3.5 استعادة الذهب

1. طريقة الإزاحة بمسحوق (صفائح) الزنك : إحدى الطرق الشائعة لاستخلاص الذهب هي طريقة الإزاحة بمسحوق (صفائح) الزنك. يتميز الزنك بقدرة اختزال أقوى من الذهب. عند إضافة مسحوق أو صفائح الزنك إلى المحلول الغني بالذهب، يحدث تفاعل إزاحة. معادلة التفاعل الكيميائي هي: 2Na[Au(CN)₂] + Zn = 2Au + Na₂[Zn(CN)₄] . يُستبدل الذهب من معقد سيانيد الذهب بواسطة الزنك، ويترسب على شكل جزيئات صلبة. بعد تفاعل الإزاحة، يُرشح المزيج الصلب والسائل للحصول على مواد صلبة تحتوي على الذهب، والتي تُعالج لاحقًا لصهرها.

2. طريقة الامتزاز بالكربون المنشط : طريقة أخرى هي الامتزاز بالكربون المنشط . يتميز الكربون المنشط بمساحة سطحية كبيرة وقدرة امتزاز عالية. يُمرر المحلول الغني بالذهب عبر عمود مملوء بالكربون المنشط ، حيث تُمتز معقدات الذهب والسيانيد الموجودة في المحلول على سطح الكربون المنشط. بعد الامتزاز، يُفصل الكربون المنشط المحمل بالذهب عن المحلول. ثم يُخضع الكربون المنشط المحمل لعملية إزالة الامتزاز. عادةً، يُستخدم محلول إزالة امتزاز (مثل خليط من هيدروكسيد الصوديوم وسيانيد الصوديوم) لإزالة امتزاز الذهب من الكربون المنشط عند درجة حرارة وضغط محددين. بعد ذلك، يُحلل المحلول المحتوي على الذهب المُزال امتزازه كهربائيًا للحصول على الذهب.

3.6 معالجة مخلفات التعدين والسوائل العادمة

1. معالجة المخلفات : بعد استخلاص الذهب، لا تزال المخلفات المتبقية تحتوي على كمية معينة من السيانيد وشوائب أخرى. ولتلبية متطلبات حماية البيئة، يجب معالجة هذه المخلفات. إحدى الطرق الشائعة هي إضافة مواد كيميائية مثل ميتابيسلفيت الصوديوم وكبريتات النحاس إلى المخلفات لتحليل السيانيد وإزالته. بعد المعالجة، يمكن تخزين المخلفات بشكل مناسب أو معالجتها لاحقًا.

2. معالجة النفايات السائلة : تحتوي النفايات السائلة الناتجة عن العملية على السيانيد ومواد ضارة أخرى. لذا، يجب معالجتها عبر عمليات مثل الترسيب الكيميائي، والتبادل الأيوني، والمعالجة البيولوجية لتقليل محتوى المواد الضارة بما يتوافق مع معايير التصريف الوطنية قبل تصريفها.

4. اختتام

تتميز طريقة استخلاص الذهب باستخدام السيانيد في حوض الاستخلاص بنطاق تطبيقي فريد في صناعة تعدين الذهب، وخاصةً لخامات الذهب الدقيقة، منخفضة الجودة، وذات النفاذية المنخفضة. ومن خلال سلسلة من خطوات المعالجة الدقيقة، يمكن لهذه الطريقة استخلاص الذهب من الخامات بفعالية. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لاستخدام السيانيد في العملية، يجب اتخاذ تدابير صارمة للسلامة وحماية البيئة لضمان سلامة العمال وتقليل التأثير على البيئة. ومع التطور المستمر لتكنولوجيا التعدين، من المتوقع أن يؤدي المزيد من التحسينات والتحسينات لهذه العملية إلى تحسين كفاءة استخلاص الذهب وخفض التكاليف مع ضمان الحفاظ على البيئة.