تقليل استهلاك سيانيد الصوديوم في استخلاص مركزات الذهب

المقدمة

في صناعة تعدين الذهب، عملية السيانيد يستخدم على نطاق واسع لاستخراج الذهب من مركز الذهبصوديوم السيانيد يلعب دورًا حاسمًا في هذه العملية، إذ يتفاعل مع الذهب لتكوين معقدات سيانيد الذهب القابلة للذوبان، والتي يمكن معالجتها لاحقًا لاستخلاص الذهب. ومع ذلك، فإن الاستهلاك العالي سيانيد الصوديوم لا يؤدي فقط إلى تضخيم تكاليف الإنتاج، بل يثير أيضًا مخاوف بيئية كبيرة بسبب سمية السيانيد. لذلك، فإن اكتشاف طرق فعالة للحد من سيانيد الصوديوم إن الاستخدام في عملية استخلاص الذهب له أهمية كبيرة لأسباب اقتصادية وبيئية.

العوامل المؤثرة على استهلاك سيانيد الصوديوم

علم المعادن لمركز الذهب

إن تكوين مركّز الذهب له تأثير عميق على سيانيد الصوديوم الاستهلاك. يمكن أن تتفاعل معادن مثل البيريت والبيروتيت والكالكوبيريت ومعادن الكبريتيد الأخرى مع السيانيد والأكسجين أثناء الاستخلاص. على سبيل المثال، يمكن أن يتأكسد البيريت بوجود الأكسجين والسيانيد، مما يؤدي إلى تكوين معقدات حديد-سيانيد متنوعة واستهلاك السيانيد في هذه العملية. علاوة على ذلك، يمكن أن تتسبب معادن النحاس أيضًا في استهلاك كبير للسيانيد. يُشكل النحاس معقدات سيانيد مستقرة، وعندما يكون محتوى النحاس مرتفعًا في محلول الاستخلاص، يجب زيادة تركيز سيانيد الصوديوم للحفاظ على فعالية استخلاص الذهب، مما يزيد من استخدام السيانيد.

ظروف الاستخلاص

قيمه الحامضيه

يُعدّ الرقم الهيدروجيني (pH) لسائل الاستخلاص عاملاً حاسماً. يوجد السيانيد بأشكال مختلفة عند مستويات pH متفاوتة. عند انخفاض الرقم الهيدروجيني، يمكن للسيانيد أن يتحلل مائياً ليُكوّن سيانيد الهيدروجين، وهو مادة متطايرة وضارة. ولمنع ذلك، عادةً ما يُحافظ على الرقم الهيدروجيني لنظام الاستخلاص مرتفعاً، عادةً ما بين 10 و11.5. إلا أن الارتفاع المفرط في الرقم الهيدروجيني قد يؤثر سلباً على عملية الاستخلاص، مثل تقليل نشاط بعض الإنزيمات أو التسبب في ترسب أيونات المعادن، مما قد يؤثر على كفاءة الاستخلاص ويزيد من استهلاك السيانيد.

التهوية وإمدادات الأكسجين

يُعدّ توفير كمية كافية من الأكسجين أمرًا بالغ الأهمية لأكسدة الذهب وتكوين مُركّبات الذهب والسيانيد. قد يُؤدي نقص التهوية أو انخفاض مستويات الأكسجين إلى إبطاء تفاعل الاستخلاص، مما يُؤدي إلى استخلاص غير مكتمل، وقد يُجبر على إضافة المزيد من السيانيد لتحقيق نتائج أفضل. من ناحية أخرى، قد تُؤدي التهوية الزائدة إلى أكسدة غير ضرورية للمعادن الأخرى في المُركّز، مما يُؤدي أيضًا إلى زيادة استهلاك السيانيد.

استراتيجيات للحد من استهلاك سيانيد الصوديوم

المعالجة المسبقة لمركز الذهب

المعالجة المسبقة المؤكسدة

يمكن لطرق المعالجة المسبقة المؤكسدة إزالة المعادن المستهلكة للسيانيد في مُركّز الذهب أو تعديلها. يُعدّ التحميص نهجًا شائعًا، حيث يُؤكسد تسخين المُركّز بوجود الأكسجين معادن الكبريتيد، ويُحوّل المعادن المحتوية على الحديد إلى أشكال أكثر استقرارًا، مما يُقلّل من تفاعلها مع السيانيد أثناء الاستخلاص اللاحق. ومع ذلك، فإنّ للتحميص عيوبًا، مثل ارتفاع استهلاك الطاقة واحتمالية التلوث البيئي. تُعد الأكسدة الحيوية، باستخدام كائنات دقيقة مثل ثيوباسيلوس فيروكسيدانس، بديلًا أكثر اعتدالًا وكفاءة في استخدام الطاقة وصديقًا للبيئة. فهي تؤكسد معادن الكبريتيد بشكل انتقائي، مما يُزيل بفعالية تلك التي تستهلك السيانيد، ويُخفّض من متطلبات سيانيد الصوديوم أثناء الاستخلاص.

التعويم لإزالة النحاس

عندما يحتوي مُركّز الذهب على كمية كبيرة من معادن النحاس، يُمكن استخدام التعويم كخطوة معالجة أولية. بفصل معادن النحاس عن الجزء الحامل للذهب، يُقلّل ذلك بشكل كبير من استهلاك السيانيد الناتج عن تكوّن مُركّب النحاس-السيانيد. بعد ذلك، يُمكن استخلاص المُركّز الغني بالذهب المتبقي باستخدام جرعة أقل من سيانيد الصوديوم.

تحسين ظروف الاستخلاص

التحكم في درجة الحموضة

الحفاظ على درجة حموضة مناسبة ومستقرة أمرٌ ضروري. يُستخدم الجير عادةً لضبط درجة حموضة خليط الاستخلاص. فهو لا يرفع درجة الحموضة فقط لمنع تحلل السيانيد، بل يُساعد أيضًا على تقليل استهلاك السيانيد من خلال التأثير على معدل استخلاص النحاس ومنع تكوين بعض المركبات المستهلكة للسيانيد. مع ذلك، يجب التحكم في كمية الجير بعناية، إذ قد يُسبب الجير الزائد ترسب أيونات معدنية مفيدة أو زيادة لزوجة الخليط، مما يُعيق انتشار المواد المتفاعلة. تُظهر الأبحاث التجريبية أن إضافة حوالي 1-2 كجم/طن من الجير لضبط درجة الحموضة إلى حوالي 10.5-11.5 غالبًا ما يُحقق نتائج جيدة في تقليل استهلاك السيانيد مع الحفاظ على معدلات استخلاص عالية للذهب.

تحسين التهوية

لضمان كفاءة استخلاص الذهب بأقل قدر من سيانيد الصوديوم، يجب تحسين معدل التهوية. تستخدم معظم مصانع استخلاص الذهب ضواغط هواء منخفضة الضغط وخالية من الزيت لتزويد الهواء. يمكن لتقنيات مثل تركيب غطاء ذي ثقوب صغيرة في نهاية أنبوب إمداد الهواء لتكوين فقاعات متعددة صغيرة القطر أن تزيد من مساحة التلامس بين الأكسجين وخليط الاستخلاص، مما يعزز كفاءة أكسدة الذهب ويقلل من استهلاك السيانيد غير الضروري. كما أن تركيب صمام فحص لمنع ارتداد الهواء يُثبّت نظام التهوية. يساعد تعديل معدل التهوية وفقًا لخصائص المُركّز وظروف الاستخلاص في الحفاظ على تركيز مثالي للأكسجين في الخليط، مما يُعزز استخلاص الذهب ويُقلل من استخدام السيانيد.

استخدام المواد المضافة

إضافات تحتوي على الرصاص

يمكن أن تُقلل إضافة إضافات الرصاص، مثل نترات الرصاص، قبل استخلاص السيانيد من استهلاك سيانيد الصوديوم. تتفاعل أيونات الرصاص مع شوائب مثل أيونات الكبريتيد في مُركّز الذهب لتكوين رواسب غير قابلة للذوبان، مما يُقلل من تأثيرها في عملية الاستخلاص واستهلاك السيانيد. على سبيل المثال، عند استخلاص خامات الذهب ذات المحتوى المعدني العالي من الكبريتيد، فإن إضافة 300-600 غرام/طن من نترات الرصاص مع المعالجة القلوية المسبقة لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات يُمكن أن يُقلل من استهلاك سيانيد الصوديوم من 2-3 غرام/طن إلى 2500-3000 غرام/طن، ويزيد من معدل استخلاص الذهب بنسبة 1200%-1500%.

المسهلات أو المواد المضافة البديلة

يمكن استخدام بعض المُستخلصات أو الإضافات البديلة مع السيانيد لتقليل استهلاكه الإجمالي. يُعدّ الجلايسين، وهو حمض أميني غير سام وقابل لإعادة التدوير والتحلل الحيوي، أحد هذه الخيارات. في بعض الحالات، حققت تقنية الاستخلاص القائمة على الجلايسين انخفاضًا ملحوظًا في السيانيد مع الحفاظ على معدلات استرداد الذهب مماثلة لطرق الاستخلاص بالسيانيد التقليدية. كما يُمكن لإضافة مواد خافضة للتوتر السطحي مُحسّنة قابلية جزيئات الذهب للبلل وانتشار المواد المتفاعلة في خليط الاستخلاص، مما قد يُساعد على تقليل استهلاك سيانيد الصوديوم إلى حد ما.

خاتمة

يُعدّ تقليل استهلاك سيانيد الصوديوم في عملية استخلاص مُركّز الذهب مهمةً مُعقّدةً، وإن كانت بالغة الأهمية. ومن خلال فهم العوامل المؤثرة في استهلاك السيانيد، وتطبيق استراتيجياتٍ مثل المعالجة المُسبقة، وتحسين ظروف الاستخلاص، واستخدام المُضافات، يُمكن تحقيق انخفاضٍ كبيرٍ في استخدام سيانيد الصوديوم. وهذا يُفيد شركات تعدين الذهب اقتصاديًا من خلال خفض تكاليف الإنتاج، ويُساعد في الحدّ من المخاطر البيئية المُرتبطة باستخدام السيانيد. ومن المُتوقع أن يُسفر البحث والابتكار المُستمرّان في هذا المجال عن نتائج أكثر كفاءةً وصديقةً للبيئة. استخراج الذهب العمليات في المستقبل.