تحسين استخلاص سيانيد الصوديوم في خامات الذهب والنحاس

المقدمة

يُعدّ استخلاص الذهب والنحاس من خامات الذهب والنحاس عمليةً معقدة. وتُستخدم السيانيد، خاصةً باستخدام سيانيد الصوديوملطالما كانت طريقة استخراج الذهب من النحاس هي السائدة. ومع ذلك، يُشكل وجود النحاس في هذه الخامات تحديات كبيرة لعملية السيانيد، مما يؤثر على كل من استخلاص الذهب و السيانيد الاستهلاك. تتناول هذه التدوينة تحسين استهلاك الصوديوم ترشيح السيانيد في خامات الذهب والنحاس، واستكشاف المبادئ الأساسية والتحديات والحلول المبتكرة.

مبادئ استخلاص السيانيد

يعتمد استخلاص السيانيد على قدرة أيونات السيانيد الفريدة على تكوين مُركّبات مستقرة مع الذهب والفضة. يُعدّ سيانيد الصوديوم، عالي الذوبان في الماء ومستقرًا نسبيًا، المادة المُستخلصة الرئيسية. عند إذابته في الماء، يُطلق أيونات السيانيد. تتفاعل هذه الأيونات مع الذهب في وجود الأكسجين من خلال عملية كهروكيميائية. يُؤكسد الذهب أولًا، ثم يرتبط بأيونات السيانيد لتكوين مُركّب قابل للذوبان، مما يسمح باستخلاصه من الخام.

التحديات التي يفرضها النحاس في خامات الذهب والنحاس

زيادة استهلاك السيانيد

يتفاعل النحاس في خامات الذهب والنحاس مع السيانيد لتكوين مُركّبات نحاس-سيانيد مُختلفة. لكل 1% من النحاس المُتفاعل، يُمكن استهلاك حوالي 30 كجم/طن من كلوريد الصوديوم (NaCN). هذا الاستهلاك الكبير لا يُؤدّي فقط إلى زيادة التكاليف التشغيلية لعملية السيانيد، بل يُؤدّي أيضًا إلى إدارة أكثر حرصًا لاستخدام السيانيد.

تثبيط استخلاص الذهب

يمكن أن تُبطئ التركيزات العالية من مُركّبات النحاس والسيانيد في محلول الاستخلاص من ذوبان الذهب. علاوةً على ذلك، يميل النحاس إلى تكوين طبقات تخميلية على سطح جزيئات الذهب. تعمل هذه الطبقات كحواجز، مما يُقلل من التلامس بين الذهب وأيونات السيانيد، مما يُعيق عملية الاستخلاص.

استراتيجيات لتحسين استخلاص سيانيد الصوديوم في خامات الذهب والنحاس

المعالجة المسبقة للخامات

• طرق الفصل الفيزيائييمكن تطبيق تقنيات مثل الفصل بالجاذبية، والتعويم، والفصل المغناطيسي لتركيز الخام مسبقًا. من خلال إزالة جزء كبير من معادن النحاس بشكل انتقائي قبل السيانيد، تُقلل هذه الطرق من محتوى النحاس في المادة التي ستخضع للاستخلاص. على سبيل المثال، يمكن للتعويم فصل معادن كبريتيد النحاس عن الخام الحامل للذهب، مما يقلل من تداخل النحاس أثناء السيانيد.

• المعالجة المسبقة المؤكسدةعمليات الأكسدة، مثل التحميص، والأكسدة الحيوية، وأكسدة الضغط، فعالة في تفكيك معادن الكبريتيد واستخراج الذهب المُغلّف. في سياق خامات كبريتيد الذهب والنحاس، لا تُعزز المعالجة المسبقة بالأكسدة استخلاص الذهب فحسب، بل تُقلل أيضًا من التأثير السلبي للنحاس على عملية السيانيد. على سبيل المثال، يُحوّل التحميص معادن الكبريتيد إلى أكاسيد، مما يُسهّل عملية استخلاص الذهب بالسيانيد.

تحسين معلمة العملية

• تركيز السيانيدتحديد تركيز السيانيد المثالي أمرٌ أساسي. فبينما قد تُعزز التركيزات العالية ذوبان الذهب، إلا أنها تؤدي أيضًا إلى استهلاك مفرط للسيانيد، خاصةً في وجود النحاس. لذا، يتطلب الأمر اتباع نهج متوازن، وفي بعض الحالات، قد يُؤدي استخدام تركيز سيانيد أقل مع إضافات أخرى إلى نتائج أفضل.

• مراقبة درجة الحموضةيُعد الحفاظ على مستوى الرقم الهيدروجيني المناسب (عادةً ما يكون بين 9 و12) في محلول الاستخلاص أمرًا بالغ الأهمية لعملية الاستخلاص بالسيانيد. في استخلاص خام الذهب والنحاس، يُساعد تعديل الرقم الهيدروجيني على التحكم في معدلات ذوبان كلٍّ من النحاس والذهب. قد يُعزز خفض الرقم الهيدروجيني قليلاً استخلاص الذهب عن طريق تثبيط استخلاص النحاس.

• درجة الحرارة والتحريكيمكن أن يُسرّع رفع درجة الحرارة تفاعل استخلاص السيانيد، ولكن لهذا الإجراء حدود. فالحرارة الزائدة قد تزيد من تطاير السيانيد وتُسرّع تأكسدَه إلى مواد أقل تفاعلية. يُعدّ التحريك الكافي ضروريًا لضمان التلامس الجيد بين جزيئات الخام ومحلول السيانيد والأكسجين. ومع ذلك، فإن التحريك المفرط قد يُسبب تآكلًا وتلفًا شديدين للمعدات.

استخدام المواد المضافة

• غاز الأمونيايمكن أن تُساعد إضافة الأمونيا إلى عملية السيانيد في إدارة النحاس من خلال تكوين مُركّبات مستقرة معه. تمنع هذه المُركّبات تكوين بعض مُركّبات النحاس-السيانيد التي تُعيق ذوبان الذهب. مع ذلك، يتطلب استخدام الأمونيا دراسةً دقيقةً نظرًا لسميّتها وتقلّبها، مما يُشكّل مخاطر بيئية.

• جليكاينتشير الأبحاث الحديثة إلى إمكانية استخدام الجلايسين مع تركيزات منخفضة من السيانيد لاستخلاص الذهب والفضة والنحاس من خامات الذهب والنحاس. تُعزز مُركّبات الجلايسين مع أيونات النحاس الثنائي والنحاسي ذوبان النحاس، كما يُمكنها إذابة طبقات التخميل على أسطح الذهب والنحاس. يُمكن لهذه الطريقة أن تُقلل بشكل كبير من استهلاك السيانيد بنسبة 75% على الأقل.

دراسات الحالة

عملية تعدين يابانية

كانت شركة تعدين صغيرة في اليابان تعمل على زيادة استخلاص الذهب من خام غني بالنحاس باستخدام السيانيد. في دورة سيانيد سابقة باستخدام 800 طن من الغبار (مخلفات الذهب)، استخلصوا 1.3 كيلوغرام من الذهب بنسبة نقاء 94% بعد عملية الاستخلاص. ولتحسين الاستخلاص، استخدموا الجير لرفع درجة الحموضة والأمونيا للمساعدة في إزالة النحاس. بالإضافة إلى ذلك، قاموا باستخلاص النحاس من... كربون قبل استخلاص الذهب، تم ضبط الجهد والتيار الكهربائي أثناء استخلاص الذهب والترسيب الكهربائي. وقد ساهمت هذه الإجراءات في زيادة استخلاص الذهب.

خام النحاس والذهب الأسترالي منخفض الجودة

تمت معالجة خام نحاس-ذهب أسترالي منخفض الجودة باستخدام عملية "التعويم المختلط - فصل النحاس عن الكبريت - استخلاص الذهب من مركز الكبريت". وبتحسين كواشف التعويم (باستخدام مزيج من زانتات البوتيل وثنائي بيوتيل ثنائي ثيوفوسفات الأمونيوم كمجمعات) وسير العملية (مراحل متعددة من التخشين والتكسير في دائرة مغلقة)، حققوا نسبة استرداد نحاس بلغت 82.46% ونسبة استرداد ذهب شاملة بلغت 91.87%.

خاتمة

تحسين سيانيد الصوديوم تُعد عملية الاستخلاص في خامات الذهب والنحاس أساسية لتحسين الجدوى الاقتصادية والاستدامة البيئية لتعدين الذهب. ومن خلال فهم التحديات التي يفرضها النحاس وتطبيق استراتيجيات مثل المعالجة المسبقة، وتحسين معايير العملية، واستخدام المواد المضافة، يمكن تحقيق تحسينات كبيرة في استخلاص الذهب واستهلاك السيانيد. ومن المرجح أن تركز الأبحاث المستقبلية في هذا المجال على تطوير أساليب أكثر كفاءة وصديقة للبيئة، مما يُقلل بشكل أكبر من تأثير معالجة خام الذهب والنحاس على البيئة مع تعظيم استخراج الموارد.