דיון על הטכנולוגיה של מיצוי זהב עם נתרן ציאניד

מבוא

זהב, מתכת יקרה המוערכת מאוד בגלל נדירותה, גמישותו ועמידותו בפני קורוזיה, היה סמל של עושר ואמצעי חליפין במשך מאות שנים. הפקת זהב מהעפרות שלו היא תהליך מורכב שהתפתח עם הזמן. בין שיטות שונות, השימוש ב סודיום ציאניד in מיצוי זהב, המכונה ציאנידציה, היא הטכניקה השלטת מאז שנות ה-1970. פוסט זה בבלוג יעמיק בפרטי הטכניקה הזו, עקרונות העבודה שלה, שיקולי סביבה ובטיחות, וסיכויים עתידיים.

תפקידו של ציאניד בשאיבת זהב

איך ציאניד מגיב עם זהב

ציאניד, תרכובת כימית המכילה פחמן וחנקן, יוצר קומפלקס מסיס עם זהב בנוכחות חמצן. ניתן לייצג את התגובה על ידי המשוואה הכימית הבאה:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

בתגובה זו, הזהב מתחמצן ויוצר קומפלקס יציב ומסיס, סודיום אאורציאניד (Na[Au(CN)₂]). זה מאפשר להפריד את הזהב ממטריצת העפרות ולהחזיר אותו בתהליכים הבאים.

תנאים לציאנידציה יעילה

כדי שתהליך הציאנידציה יהיה יעיל, יש לעמוד במספר תנאים. הריכוז של סודיום ציאניד בתמיסת השטיפה נעה בדרך כלל בין 100 ppm ל-500 ppm (0.01% - 0.05%). רמת pH נאותה, בדרך כלל סביב 10 - 11. נשמרת כדי למנוע היווצרות של גז מימן ציאניד, שהוא רעיל מאוד. בנוסף, נוכחות חמצן היא קריטית, מכיוון שהוא פועל כחומר מחמצן בתגובה. עם זאת, במקרים מסוימים, עקב חששות עלות, הכנסת חמצן נוסף להאצת תהליך השטיפה לא תמיד מתבצעת בטחנות.

תהליך שטיפת הציאניד

הכנת העפר

לפני שטיפת ציאניד, יש להכין את העפרה הנושאת זהב. זה בדרך כלל כולל ריסוק וטחינה של העפרה כדי להגדיל את שטח הפנים שלה. ככל שחלקיקי העפרה עדינים יותר, כך הזהב חשוף יותר לתמיסת הציאניד, מה שמגביר את יעילות השטיפה. לאחר ריסוק וטחינה, העפרה עשויה לעבור עיבוד נוסף באמצעות הפרדת כבידה או ציפה כדי להסיר חלק ממינרלי הגנג ולרכז את חלק הנושא הזהב.

שטיפת ערימה

שטיפת ערמות היא שיטה בשימוש נרחב בפעולות כריית זהב בקנה מידה גדול. בתהליך זה, העפר המוכן מוערם בערמות גדולות על גבי אניה אטומה. תמיסה מדוללת של סודיום ציאניד לאחר מכן מרוסס או מטפטף על ערימת העפרות. כשהתמיסה מחלחלת דרך הערימה, היא מגיבה עם הזהב שבעפרה, ויוצרת קומפלקסים של זהב מסיס - ציאניד. מתחמים אלו נאספים בתחתית הערימה בבריכה או במערכת איסוף.

שטיפת ערמות היא חסכונית, במיוחד עבור עפרות בדרגה נמוכה. עם זאת, הוא מצריך ניהול קפדני כדי למנוע דליפת תמיסות המכילות ציאניד לסביבה.

שטיפת מיכל (טחנות מבוקרות)

שטיפת מיכלים, הידועה גם בשם ציאנידציה של מיכל או שטיפת תסיסה, מתבצעת לעתים קרובות בטחנה מיוחדת בשטח הכרייה. בשיטה זו מניחים את העפרה המרוסקת דק במיכלים או במיכלים. מוסיפים תמיסה המכילה ציאניד, ומערבבים את התערובת כדי להבטיח מגע טוב בין העפר לתמיסה. החמצן באוויר או לפעמים חמצן נוסף מוכנס כדי להקל על התגובה.

לעומת שטיפת ערימה, שטיפת בור מאפשרת שליטה טובה יותר בתנאי השטיפה, כגון טמפרטורה, pH ומהירות ערבול. עם זאת, הוא בדרך כלל יקר יותר בשל הצורך בציוד מיוחד וצריכת אנרגיה גבוהה יותר.

שחזור זהב מפתרונות ציאניד

לאחר שהזהב מומס בתמיסת הציאניד, יש לשחזר אותו. ישנן שתי שיטות עיקריות לכך:

1. פחמן - ב- Leach (CIL) ו- Carbon - in - Pulp (CIP): בתהליך ה-CIL מוסיפים פחם פעיל ישירות לעיסה השטופה של ציאניד. מתחמי הזהב-ציאניד נספגים על פני הפחמן הפעיל בשל שטח הפנים הגבוה שלו ותכונות הספיחה החזקות שלו. בתהליך CIP, העיסה מופרדת תחילה מהתמיסה, ולאחר מכן מועברת התמיסה דרך סדרת מכלים מלאים בפחם פעיל. לאחר הספיחה, הפחמן הטעון בזהב מוסר מהמערכת ועובד נוסף כדי לשחזר את הזהב.

2. משקעי אבץ: ניתן להוסיף אבק אבץ או שבבי אבץ לתמיסת זהב-ציאניד. אבץ הוא אלקטרופוזיטיבי יותר מזהב, ולכן הוא מחליף את הזהב מתסביך הזהב-ציאניד. התגובה היא כדלקמן:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

לאחר מכן ניתן להפריד את הזהב המשקע מהתמיסה על ידי סינון או שקיעה.

שיקולי סביבה ובטיחות

רעילות של ציאניד

ציאניד הוא כימיקל רעיל בצורה חריפה. בריכוזים גבוהים, זה יכול להיות קטלני לבני אדם, לבעלי חיים ולחיי מים. בהקשר של כריית זהב, החשש העיקרי הוא שחרור פוטנציאלי של ציאניד לסביבה, במיוחד למים עיליים. דגים רגישים במיוחד לציאניד, ואפילו לרמות נמוכות של ציאניד במים יכולה להיות השפעה מזיקה על מערכות אקולוגיות מימיות.

ניהול סביבתי

כדי למזער את ההשפעה הסביבתית של שימוש בציאניד בכריית זהב, ננקטים מספר צעדים. מוקשים נדרשים לעמוד בתקנות מחמירות בנוגע להזרמת תמיסות המכילות ציאניד. מתקני זנב, שבהם מאוחסנים שאריות התמיסות וחומרי הפסולת המכילים ציאניד, מתוכננים עם ספינות אטומות למניעת דליפה. בנוסף, נעשה שימוש בשיטות טיפול שונות כדי להפחית או להסיר ציאניד מהתמיסות לפני הפריקה. שיטות אלו כוללות חמצון כימי, טיפול ביולוגי ושימוש באור אולטרה סגול לפירוק ציאניד.

פעולות כרייה רבות שואפות גם למחזר ושימוש חוזר בציאניד שיורי במעגלי העיבוד כדי להפחית את הצריכה הכוללת של ציאניד.

אמצעי בטיחות לעובדים

אנשי המכרה נמצאים בסיכון לחשיפה לרמות רעילות של ציאניד. כדי להגן על העובדים, מוקשים מיישמים מגוון אמצעי בטיחות. אלה כוללים שימוש באוטומציה להפחתת מגע אנושי ישיר עם חומרים המכילים ציאניד, אספקת לעובדים ביגוד מגן מתאים, כגון כפפות, סינרים ומכונות הנשמה, וביצוע תוכניות אימון בטיחות קבועות.

עתיד העתיד

למרות השימוש הנרחב בה, שיטת מיצוי הזהב על בסיס ציאניד מתמודדת עם אתגרים בשל חששותיה הסביבתיים והבטיחותיים. כתוצאה מכך, יש עניין גובר בפיתוח טכניקות מיצוי זהב חלופיות וידידותיות יותר לסביבה. חלק מהטכניקות המתפתחות הללו כוללות שימוש בתיוסולפט, ברומיד או נוזלים יוניים כתרופות חלופית. עם זאת, שיטות אלו עדיין נמצאות בשלב הניסוי או בשלב המסחור המוקדם ויש להן מגבלות משלהן מבחינת עלות – יעילות ויעילות.

בינתיים תמשיך תעשיית כריית הזהב להתמקד בשיפור הבטיחות והביצועים הסביבתיים של תהליך שטיפת הציאניד. זה כולל אופטימיזציה נוספת של השימוש בציאניד, שיפור שיטות הטיפול בציאניד - מכיל פסולת וחיזוק הציות לרגולציה.

סיכום

השימוש בנתרן ציאניד בהפקת זהב היה אבן יסוד בתעשיית כריית הזהב המודרנית במשך עשרות שנים. הוא מציע דרך יעילה וחסכונית יחסית להפיק זהב ממגוון עפרות. עם זאת, לא ניתן להתעלם מהרעילות של ציאניד והשפעתו הסביבתית הפוטנציאלית. ככל שהתעשייה מתקדמת, יש ליצור איזון בין היתרונות הכלכליים של כריית זהב לבין הצורך בהגנה על בריאות האדם והסביבה. בין אם באמצעות שיפור תהליכים קיימים מבוססי ציאניד או פיתוח טכנולוגיות חדשות ואלטרנטיביות, עתיד מיצוי הזהב טמון במציאת שיטות בנות קיימא ובטוחות יותר.