กระบวนการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์และการทดแทนผงสังกะสี

แบบดั้งเดิม กระบวนการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนหลัก 3 ขั้นตอน คือ การชะล้าง การล้าง และการทดแทน (การตกตะกอน)

1. การชะล้าง

การชะล้างเป็นกระบวนการที่ทองคำแท่งในแร่ละลายในสารละลายไซยาไนด์ที่มีออกซิเจน ปัจจุบัน กระบวนการ อุปกรณ์ การจัดการ และการดำเนินการมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ดังที่ได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ การละลายทองคำในสารละลายไซยาไนด์ที่มีออกซิเจนเป็นกระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี

ในระหว่างกระบวนการสกัด จะมีการใช้สารเคมีหลักสองประเภท: ไซยาไนด์ และด่างป้องกัน

(1) ไซยาไนด์

ในภาคอุตสาหกรรม ไซยาไนด์ โดยทั่วไปใช้สำหรับการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์ ได้แก่ โพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN) โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN) แคลเซียมไซยาไนด์ [Ca(CN)₂] และแอมโมเนียมไซยาไนด์ (NH₄CN)

โซเดียมไซยาไนด์เป็นไซยาไนด์ที่ใช้กันมากที่สุดในกระบวนการผลิต เป็นผงสีขาวที่มีพิษร้ายแรง และใช้ในเชิงพาณิชย์ โซเดียมไซยาไนด์ โดยปกติจะถูกกดให้เป็นทรงกลมหรือเป็นบล็อค

ในทางอุตสาหกรรม สารละลายไซยาไนด์ยังใช้เป็นรีเอเจนต์สำหรับชะล้างด้วย สารละลายไซยาไนด์เป็นส่วนผสมที่เกิดขึ้นจากการหลอมแคลเซียมไซยาไนด์ เกลือ และโค้กรวมกันในเตาไฟฟ้า นอกจากจะมี Ca(CN)₂ และ NaCN อยู่ 40% - 45% แล้ว สารละลายไซยาไนด์ยังมีสิ่งเจือปนบางชนิดที่เป็นอันตรายต่อกระบวนการไซยาไนด์ เช่น ซัลไฟด์ที่ละลายน้ำได้ คาร์บอน และสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายน้ำบางชนิด ข้อดีคือมีราคาถูก แต่ใช้ปริมาณมาก ประมาณ 2 - 2.5 เท่าของสารละลายไซยาไนด์ โซเดียมไซยาไนด์เพื่อขจัดอิทธิพลของสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย ควรดำเนินการบำบัดล่วงหน้าเมื่อใช้สารละลายไซยาไนด์ วิธีการบำบัด ได้แก่ การเขย่าด้วยอากาศแรงๆ หรือเติมเกลือตะกั่วในปริมาณที่เหมาะสมลงในสารละลาย

ในทางทฤษฎี โซเดียมไซยาไนด์เพียง 0.5 กรัมก็ละลายทองคำ 1 กรัมได้แล้ว อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง ปริมาณการใช้ไซยาไนด์จะมากกว่าปริมาณเชิงทฤษฎีถึง 20-200 เท่า หรืออาจมากกว่านั้นก็ได้ ปริมาณการใช้ขึ้นอยู่กับปริมาณขององค์ประกอบอื่นๆ ในแร่ที่สามารถทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์เป็นหลัก

2. ซักผ้า

การล้างเป็นกระบวนการใช้น้ำเพื่อล้างพื้นผิวของอนุภาคแร่และทองที่ละลายระหว่างอนุภาคแร่เพื่อแยกของแข็งออกจากของเหลวเพื่อกู้คืนสารละลายที่มีทองหลังจากการชะล้าง

3. การทดแทน

การทดแทนเป็นกระบวนการใช้ผงสังกะสีในการรีดิวซ์และตกตะกอนทองคำจากสารละลายที่มีทองคำอยู่ ซึ่งจะทำให้สามารถกู้คืนทองคำได้ ตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมา การกู้คืนทองคำจากเยื่อไซยาไนด์เกี่ยวข้องกับการล้างเยื่อ จากนั้นจึงทำให้บริสุทธิ์และไล่ก๊าซออกจากสารละลายที่ตั้งครรภ์ การตกตะกอนทองคำจากสารละลายที่ตั้งครรภ์ที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์นั้นใช้มาโดยตลอด การทดแทนผงสังกะสี วิธีการ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1960 "วิธีการเติมคาร์บอนในเยื่อกระดาษ" โดยการเติมคาร์บอนกัมมันต์ลงในเยื่อกระดาษได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ด้วยการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ตัวแลกเปลี่ยนไอออน วิธีการใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อดูดซับทองคำจากสารละลายไซยาไนด์หรือเยื่อกระดาษไซยาไนด์ก็มีคุณค่าในทางปฏิบัติที่สำคัญเช่นกัน มีการวิจัยบางส่วนเกี่ยวกับการสกัดทองคำจากสารละลายไซยาไนด์ด้วยตัวทำละลาย เมื่อเติมกรดซัลฟิวริกลงในสารละลายที่มีทองคำไซยาไนด์ สามารถใช้แอลกอฮอล์ไอโซเอไมล์เพื่อสกัดทองคำได้ และอัตราการสกัดจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อสกัดในสารละลายกรดซัลฟิวริก 2 โมลต่อลิตร ทองคำสามารถแยกออกจากสิ่งเจือปน เช่น สารหนูและเหล็กได้เช่นกัน การใช้ออกซีอัลคอกซีฟอสเฟตเพื่อสกัดทองคำจากสารละลายไซยาเนตอัลคาไลน์ได้บรรลุตัวบ่งชี้การสกัดที่น่าพอใจ และการใช้โซเดียมซัลไฟต์สำหรับการสกัดย้อนกลับก็ได้ผลลัพธ์ที่ดีเช่นกัน เป็นต้น

โดยสรุป กระบวนการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์มีประวัติศาสตร์อันยาวนานและการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วิธีการและสารเคมีที่แตกต่างกันมีคุณลักษณะและสถานการณ์การใช้งานเฉพาะของตนเอง และอุตสาหกรรมยังคงสำรวจและคิดค้นนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความประหยัดของการสกัดทองคำในขณะที่ยังคงรักษาสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยไว้ด้วย