تطبيق عملية الاستخلاص الغني بالأكسجين باستخدام سيانيد المخاط

المقدمة

في صناعة تعدين واستخراج الذهب، لطالما كانت عملية سيانيد المخاط الكامل طريقةً شائعة الاستخدام لاستخراج الذهب من الخامات. تبدأ هذه العملية بطحن الخام بأكمله إلى جزيئات دقيقة، عادةً ما تكون نسبة كبيرة منها أصغر من 74 ميكرومترًا (-200 شبكة). ثم تُعالَج عجينة الخام الناتجة بـ السيانيدتتفاعل أيونات السيانيد مع الذهب في الخام، مكونةً مركبات سيانيد الذهب القابلة للذوبان. يمكن معالجة هذه المركبات بشكل أكبر لاستخلاص الذهب.

من التحسينات المهمة في عملية معالجة الوحل بالسيانيد إدخال الاستخلاص الغني بالأكسجين. وقد أظهر هذا التحسين إمكانات كبيرة في تحسين كفاءة وفعالية استخراج الذهب.

مبدأ الاستخلاص بالسيانيد الغني المكثف بالأكسجين

تُعدّ عملية استخلاص الذهب المُكثّف الغني بالأكسجين، والمعروفة أيضًا باسم عملية أكسجة CIG، بديلاً عن الطريقة التقليدية لاستخدام الهواء المضغوط في خزان الاستخلاص بالأكسجين النقي. عند إدخال الأكسجين النقي إلى خزان الاستخلاص من أسفل المُحرِّك، يذوب في خليط الخام. وتقوم هذه العملية على مبدأ أساسي، وهو أن ذوبان الذهب في محاليل السيانيد يحدث من خلال تفاعل كهروكيميائي. ويعمل الأكسجين كعامل مؤكسد، مما يُساعد على إذابة الذهب بفعالية أكبر.

تعمل معظم مصانع السيانيد في ظروف تكون فيها نسبة أيونات السيانيد إلى الأكسجين أكبر من 6. في مثل هذه الحالات، تعتمد سرعة ذوبان الذهب على سرعة انتشار الأكسجين في التفاعل. باستخدام الأكسجين النقي، تزداد كمية الأكسجين المذاب في الخليط، مما يُسرّع التفاعل الكلي. تُظهر الأبحاث أن استخلاص الذهب بالأكسجين أسرع بحوالي خمس مرات من استخلاصه بالهواء.

مزايا الاستخلاص الغني بالأكسجين في جميع أنواع المخاط - سيانيد المخاط

1. زيادة سرعة الاستخلاص ومعدل الاسترداد

يؤدي ارتفاع تركيز الأكسجين في الملاط مباشرةً إلى تسريع عملية الاستخلاص. ومع ذوبان الذهب بشكل أسرع، يمكن تقليل إجمالي وقت الاستخلاص بشكل كبير. هذا لا يعزز فقط القدرة اليومية للمصنع على المعالجة، بل يُمكّن أيضًا من استخلاص الذهب من الخام بكفاءة أكبر. ونتيجةً لذلك، يمكن تحسين معدل استخلاص الذهب، مما يؤدي إلى زيادة إنتاجية هذا المعدن الثمين.

2. تقليل استهلاك السيانيد

إن استخدام الأكسجين النقي في عملية الاستخلاص يمكن أن يقلل استهلاك السيانيد بنسبة تتراوح بين 5% و85%. وهناك عدة أسباب لذلك. أولاً، عند استخدام الأكسجين النقي بدلاً من الهواء، تقل كمية كربون يقل تركيز ثاني أكسيد الكربون في المادة المعلقة. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع السيانيد، مما يؤدي إلى استهلاكه في تفاعلات جانبية. ومع انخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون، تقل هذه التفاعلات الجانبية. ثانيًا، تقلل سرعة الترشيح العالية من تأثير التفاعلات الجانبية الأخرى التي تستهلك السيانيد. ثالثًا، يمكن للأكسجين النقي أكسدة المواد الموجودة في الخام والتي كانت ستستهلك السيانيد، مما يقلل بشكل أكبر من كمية السيانيد اللازمة لعملية الترشيح.

3. متطلبات المعدات الأصغر

إذا ظلت سعة الاستخلاص ثابتة، فإن الاستخلاص الغني بالأكسجين يُقلل حجم خزان الاستخلاص بشكل كبير. ولأن معدل الاستخلاص السريع يسمح بمعالجة نفس كمية الذهب في وقت أقصر، فإن حجم التفاعل الأصغر يكفي. كما أن تقليل حجم معدات الاستخلاص يُسهم في توفير تكاليف شراء المعدات وتركيبها، وتوفير المساحة الإجمالية اللازمة لمصنع المعالجة.

حالات التطبيق

حالة 1: 

كانت عملية الاستخلاص التقليدية بالسيانيد الطيني الكامل مع التهوية الهوائية تُستخدم سابقًا. ونظرًا لطبيعة الخام المعقدة، كان تحقيق معدلات استخلاص عالية للذهب تحديًا. بعد تطبيق عملية الاستخلاص الغني بالأكسجين بالسيانيد الطيني الكامل، لوحظت تحسينات ملحوظة. فقد انخفض وقت الاستخلاص إلى النصف، وارتفع معدل استخلاص الذهب من 80% إلى 90%. بالإضافة إلى ذلك، انخفض استهلاك السيانيد بنسبة 30%، مما أدى إلى توفير كبير في تكاليف المنجم.

حالة 2: 

منجم ذهب ضخم يتمتع بقدرات معالجة عالية الكميات. باستخدام عملية الاستخلاص الغنية بالأكسجين في نظام السيانيد المائع، تمكنوا من زيادة إنتاجهم اليومي من الذهب بنسبة 20%. كما سجل المنجم انخفاضًا في تكاليف التشغيل الإجمالية، ويعود ذلك أساسًا إلى انخفاض استهلاك السيانيد وزيادة كفاءة استخدام المعدات. يُعدّ نجاح تطبيق النظام في [اسم المنجم 2] مثالًا يُحتذى به للمناجم الأخرى في المنطقة للنظر في تطوير عمليات الاستخراج لديها.

التحديات والحلول في تطبيق الاستخلاص الغني بالأكسجين

1. مخاوف تتعلق بالسلامة

يتطلب التعامل مع الأكسجين النقي بروتوكولات سلامة صارمة. فالأكسجين شديد التفاعل، وقد يؤدي التعامل غير السليم معه إلى مخاطر نشوب حرائق أو انفجارات. ولمعالجة هذا، يجب على المناجم الاستثمار في أنظمة تخزين وتوصيل الأكسجين التي تلبي معايير السلامة. كما يُعدّ التدريب المنتظم على السلامة للموظفين المشاركين في عملية الاستخلاص الغني بالأكسجين أمرًا بالغ الأهمية لضمان فهمهم للمخاطر المحتملة وكيفية تشغيل المعدات المرتبطة بالأكسجين بأمان.

2. توافق المعدات

قد يتطلب التحديث إلى نظام استخلاص غني بالأكسجين تعديلات على معدات الاستخلاص الحالية. يجب أن تكون المواد المستخدمة في بناء خزانات الاستخلاص، وأجهزة التحريك، وخطوط الأنابيب متوافقة مع الأكسجين لمنع التآكل وضمان التشغيل طويل الأمد. في بعض الحالات، قد يكون من الضروري استبدال بعض المكونات بمواد مقاومة للأكسجين، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو البوليمرات المتخصصة.

3. تكلفة إمدادات الأكسجين

قد تُشكّل تكلفة الحصول على الأكسجين النقي وتوريده مصدر قلق لبعض المناجم. ومع ذلك، فإنّ الوفورات الناتجة عن تقليل استهلاك السيانيد وزيادة معدلات استخلاص الذهب غالبًا ما تفوق تكلفة الأكسجين على المدى الطويل. يمكن للمناجم استكشاف خيارات مُختلفة لتوريد الأكسجين، مثل محطات توليد الأكسجين في الموقع أو عقود طويلة الأجل مع مُورّدين موثوقين، لجعل عملية الاستخلاص الغنية بالأكسجين أكثر فعالية من حيث التكلفة.

خاتمة

تُقدّم عملية الاستخلاص الغني بالأكسجين باستخدام السيانيد، باستخدام مادة لزجة بالكامل، فوائد كبيرة في صناعة استخلاص الذهب. فمن خلال زيادة سرعة الاستخلاص، وتحسين معدلات استخلاص الذهب، وتقليل استهلاك السيانيد، وربما تقليل حجم المعدات، تتمتع هذه العملية بالقدرة على تعزيز ربحية مناجم الذهب واستدامتها. ورغم وجود تحديات في تطبيقها، إلا أنه مع اتخاذ تدابير السلامة المناسبة، وتحديث المعدات، واستراتيجيات تحسين التكلفة، من المرجح أن تتبنى المزيد من المناجم هذه التقنية المتقدمة للاستخلاص في المستقبل. ومع استمرار نمو الطلب على الذهب، ستلعب طرق الاستخلاص الفعّالة، مثل الاستخلاص الغني بالأكسجين، دورًا حيويًا في تلبية هذا الطلب مع تقليل الآثار البيئية والاقتصادية.