כיצד עלינו לשחזר זהב בעזרת נתרן ציאניד?

מבוא

הפקת זהב באמצעות נתרן ציאניד היא שיטה נפוצה בתעשיות הכרייה והמתכות היקרות. לציאניד יכולת ייחודית ליצור קומפלקסים מסיסים עם זהב, המאפשרים הפקת זהב ממקורות שונים, כגון עפרות באיכות נמוכה, פסולת ופסולת אלקטרונית מסוימת. עם זאת, בשל הרעילות הגבוהה של ציאניד , יש לבצע תהליך זה בזהירות רבה ותוך עמידה קפדנית בתקנות הבטיחות והסביבה.

עקרון שחזור זהב עם נתרן ציאניד

במצבו הטבעי, זהב נמצא לעתים קרובות מעורבב עם מינרלים אחרים בעפרות. כאשר נתרן ציאניד מוכנס לעפרה המכילה זהב, מתרחשת תגובה כימית. בנוכחות חמצן ומים, זהב מגיב עם ציאניד ליצירת תרכובת מסיסה. תגובה זו ממיסה ביעילות את הזהב בתוך תמיסת הציאניד, ומפרידה אותו מהמינרלים הבלתי מסיסים האחרים בעפרה.

תהליך שלב אחר שלב

הכנת עפרות

1. ריסוק וטחינה : השלב הראשוני כרוך בהקטנת גודל העפרה. גושי עפרה גדולים נמעכים תחילה לחתיכות קטנות יותר באמצעות מכונות ריסוק. לאחר מכן, העפרה המרוסקת נטחנת לאבקה דקה בטחנות. זה מגדיל את שטח הפנים של העפרה, ומאפשר מגע יעיל יותר בין החלקיקים המכילים זהב לתמיסת הציאניד. לדוגמה, במכרה זהב טיפוסי, העפרה עשויה להימעך לגודל של פחות מ-10 מ"מ במהלך שלב הריסוק הראשוני ולאחר מכן לטחון לגודל חלקיקים שבו כ-80% מהחלקיקים קטנים מ-75 מיקרומטר בשלב הטחינה.

2. טיפול מקדים (במידת הצורך) : אם העפרה מכילה מינרלים גופרתיים או זיהומים אחרים שעלולים להפריע לתהליך שטיפת הציאניד , טיפול מקדים הופך הכרחי. לדוגמה, כאשר יש כמויות משמעותיות של פיריט בעפרה, היא עלולה לצרוך חמצן וציאניד, מה שמפחית את יעילות הפקת הזהב. במצבים כאלה, העפרה עשויה לעבור קלייה או ביואקסידנציה. קלייה כרוכה בחימום העפרה בנוכחות אוויר כדי לחמצן את המינרלים הגופרתיים, בעוד שביו-אוקסידנציה משתמשים בחיידקים ספציפיים כדי לחמצן את המינרלים הגופרתיים בטמפרטורה נמוכה יותר בצורה ידידותית יותר לסביבה.

שטיפת

1. הכנת תמיסת ציאניד : מכינים תמיסה מדוללת של נתרן ציאניד . ריכוז תמיסת הציאניד נע בדרך כלל בין 0.05% ל-0.2% (w/v), בהתאם למאפייני העפרה ותכולת הזהב. סיד מתווסף לעתים קרובות לתמיסת הציאניד כדי להתאים את רמת החומציות (pH) לטווח של 10-11. סביבה בסיסית זו מסייעת במניעת היווצרות גז מימן ציאניד רעיל וגם מקדמת את המסת הזהב.

2. תהליך שטיפה : לאחר מכן, העפרה הטחונה מעורבבת עם תמיסת הציאניד במיכלים גדולים או באמצעות מערך שטיפה בערימה. בשטיפה במיכלים, תערובת העפרה-ציאניד נערבת, מכנית או באמצעות הזרקת אוויר, כדי להבטיח מגע טוב בין החלקיקים המכילים זהב לציאניד, ובכך להגביר את קצב התגובה. בשטיפה בערימה, המתאימה יותר לעפרות באיכות נמוכה, העפרה הכתושה נערמת על בטנה אטומה, ותמיסת הציאניד מרוססת על הערימה. התמיסה מחלחלת דרך העפרה, וממיסה את הזהב ככל שהיא מתקדמת. תהליך השטיפה יכול להימשך בין מספר שעות למספר ימים, תלוי בגורמים כמו סוג העפרה, גודל החלקיקים ותנאי השטיפה.

הפרדת מוצקים ונוזלים

לאחר תהליך השטיפה, התרחיף המתקבל מורכב מפסולת מוצקה (פסולת) ותמיסה המכילה את תרכובת הזהב-ציאניד. הפרדת הרכיבים המוצקים והנוזליים היא קריטית. ניתן להשיג זאת באמצעות שיטות כמו סינון או שיקוע. בסינון, התרחיף מועבר דרך מדיית סינון, כגון מטליות סינון או מכבשי סינון. הפסולת המוצקה נשמרת על המסנן, בעוד שהתמיסה הצלולה, המכונה התמיסה ההרה, המכילה את הזהב המומס, עוברת דרכו. שיקוע כרוך במתן אפשרות לחלקיקים המוצקים לשקוע בתחתית המיכל עקב כוח הכבידה. לאחר מכן ניתן לשפוך בזהירות את הנוזל העל-תכליתי, התמיסה ההרה.

שחזור זהב מהפתרון בהריון

1. משקעי אבץ (תהליך מריל-קרואו) : גישה נפוצה אחת להפקת זהב מהתמיסה ההרה היא משקעי אבץ. מוסיפים לתמיסה אבק אבץ או שבבי אבץ. מכיוון שאבץ ריאקטיבי יותר מזהב, הוא דוחק את הזהב מתרכובת הזהב-ציאניד. הזהב שוקע החוצה כמוצק, יחד עם כמה זיהומים. לאחר התגובה, המשקע המוצק מסונן ומעובד עוד יותר. המוצק המתקבל המכיל זהב מותך לאחר מכן לקבלת זהב טהור.

2. ספיחת פחם פעיל (פחמן בעיסה/CIP ופחמן בשטיפה/CIL) : בתהליך CIP, פחם פעיל מתווסף לתמיסה לאחר שלב השטיפה. הפחם הפעיל, בעל שטח הפנים הגבוה שלו, סופג את תרכובת הזהב-ציאניד מהתמיסה. לאחר מכן, תרכובת הפחמן-זהב מופרדת מהתמיסה באמצעות סינון. בתהליך CIL, הפחם הפעיל מתווסף במהלך תהליך השטיפה עצמו. לאחר מכן, הפחמן העמוס בזהב מוסר מהמערכת. ניתן להפיק את הזהב מהפחמן באמצעות תמיסת ציאניד חזקה או חומרי מיצוי אחרים. לאחר המיצוי, ניתן להפיק את הזהב מתמיסת המיצוי באמצעות שיטות כגון עיבוד אלקטרוליטי או משקעים נוספים.

זיקוק

הזהב המתקבל לאחר משקעים או ספיחה בדרך כלל אינו טהור, ומכיל זיהומים כמו מתכות אחרות ואל-מתכות. כדי להשיג זהב בעל טוהר גבוה (בדרך כלל 99.9% ומעלה), משתמשים בתהליכי זיקוק. שיטת זיקוק נפוצה אחת היא זיקוק אלקטרוליטי. בתהליך זה, הזהב הטמא ממוקם כאנודה בתא אלקטרוליטי, ומשתמשים בקתודה של זהב טהור. משתמשים באלקטרוליט מתאים, כגון תמיסה של זהב כלורי. כאשר זרם חשמלי עובר דרך התא, הזהב באנודה מתמוסס ומשקע על הקתודה. הזיהומים נשארים באלקטרוליט או יוצרים בוצה בתחתית התא.

שיקולי בטיחות ואיכות הסביבה

1. רעילות ציאניד : נתרן ציאניד הוא רעיל ביותר. שאיפה, בליעה או מגע עם העור עם ציאניד עלולים להיות קטלניים. כל הפעולות הכרוכות בציאניד חייבות להתבצע באזורים מאווררים היטב, ועל העובדים ללבוש ציוד מגן אישי מתאים, כולל מסכות נשימה, כפפות וביגוד מגן. יש להכין תוכניות תגובה לחירום במקרה של דליפות ציאניד או חשיפה אליו.

2. השפעה סביבתית : ציאניד עלול להזיק לסביבה אם לא מנוהל כראוי. פסולת מתהליך הפקת הזהב עשויה להכיל ציאניד שיורי. יש לאחסן פסולת זו במאגרי מים מאובטחים כדי למנוע שחרור ציאניד לסביבה. ניתן להשתמש בשיטות טיפול, כגון חמצון כימי או פירוק ביולוגי, כדי לפרק את הציאניד בפסולת לפני שחרורה או סילוקה. בנוסף, חיוני ניטור קפדני של מקורות מים בקרבת פעולות הפקת הזהב כדי להבטיח שלא יתרחש זיהום ציאניד.

סיכום

השימוש בנתרן ציאניד להפקת זהב הוא תהליך מורכב אך יעיל. הוא כרוך במספר שלבים, החל מהכנת עפרות ועד להפקת זהב וזיקוקו. בעוד שהוא מציע דרך יעילה במיוחד להפקת זהב ממקורות שונים, יש לנהל בקפידה את הסיכונים הבטיחותיים והסביבתיים הנלווים. על ידי ביצוע נהלים נכונים, שימוש בטכנולוגיה מתאימה ועמידה בתקנות, תעשיית הפקת הזהב יכולה להמשיך לפעול בצורה בת קיימא ואחראית.