مناقشة حول تقنية استخراج الذهب باستخدام سيانيد الصوديوم

المقدمة

الذهب، معدن ثمين ذو قيمة عالية لندرته وقابليته للطرق ومقاومته للتآكل، كان رمزًا للثروة ووسيطًا للتبادل لقرون. يُعد استخراج الذهب من خاماته عملية معقدة تطورت على مر الزمن. من بين الطرق المختلفة، استخدام سيانيد الصوديوم in استخراج الذهبتُعرف هذه التقنية باسم السيانيد، وهي التقنية السائدة منذ سبعينيات القرن الماضي. ستتناول هذه المدونة تفاصيل هذه التقنية، ومبادئ عملها، واعتبارات السلامة والبيئة، وآفاقها المستقبلية.

دور السيانيد في استخراج الذهب

كيف يتفاعل السيانيد مع الذهب

السيانيد، وهو مركب كيميائي يحتوي على الكربون والنيتروجين، يُشكل مركبًا قابلًا للذوبان مع الذهب في وجود الأكسجين. يُمكن تمثيل التفاعل بالمعادلة الكيميائية التالية:

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

في هذا التفاعل، يتأكسد الذهب ويشكل مركبًا مستقرًا وقابلًا للذوبان، وهو أوكسيد الصوديوم.السيانيد (Na[Au(CN)₂]). وهذا يسمح بفصل الذهب عن مصفوفة الخام واستعادته من خلال عمليات لاحقة.

شروط السيانيد الفعال

لكي تكون عملية السيانيد فعالة، يجب استيفاء عدة شروط. تركيز سيانيد الصوديوم يتراوح تركيز سيانيد الهيدروجين في محلول الاستخلاص عادةً بين 100 و500 جزء في المليون (0.01% - 0.05%). ويُحافظ على مستوى pH مناسب، عادةً ما بين 10 و11، لمنع تكوّن غاز سيانيد الهيدروجين، وهو غاز شديد السمية. كما يُعدّ وجود الأكسجين عاملاً أساسياً، إذ يعمل كعامل مؤكسد في التفاعل. ومع ذلك، في بعض الحالات، ولأسباب تتعلق بالتكلفة، لا يتم دائماً في المطاحن إدخال أكسجين إضافي لتسريع عملية الاستخلاص.

عملية استخلاص السيانيد

إعداد الخام

قبل استخلاص السيانيد، يجب تحضير الخام الحامل للذهب. يتضمن ذلك عادةً سحق الخام وطحنه لزيادة مساحة سطحه. كلما كانت جزيئات الخام أنعم، زاد تعرض الذهب لمحلول السيانيد، مما يعزز كفاءة الاستخلاص. بعد السحق والطحن، يمكن معالجة الخام بشكل إضافي من خلال الفصل بالجاذبية أو التعويم لإزالة بعض معادن الشوائب وتركيز الجزء الحامل للذهب.

الرشح كومة

يُعدّ استخلاص الذهب من الكومة طريقةً شائعة الاستخدام في عمليات تعدين الذهب واسعة النطاق. في هذه العملية، يُكدّس الخام المُحضّر في أكوام كبيرة على بطانة غير منفذة. يُضاف محلول مخفف من سيانيد الصوديوم يُرشّ المحلول بعد ذلك أو يُقطّر على كومة الخام. أثناء نفاذه عبر الكومة، يتفاعل مع الذهب الموجود في الخام، مُشكّلاً مُركّبات ذهب-سيانيد قابلة للذوبان. تُجمع هذه المُركّبات في قاع الكومة في بركة أو نظام تجميع.

يُعدّ استخلاص الكومات عمليةً فعّالة من حيث التكلفة، خاصةً للخامات منخفضة الجودة. ومع ذلك، يتطلب الأمر إدارةً دقيقةً لمنع تسرب محاليل السيانيد إلى البيئة.

استخلاص الأحواض (المطاحن الخاضعة للرقابة)

يُجرى استخلاص الأحواض، المعروف أيضًا باسم استخلاص السيانيد بالأحواض أو الاستخلاص بالتحريك، غالبًا في مطحنة متخصصة في مواقع التعدين. في هذه الطريقة، يُوضع الخام المطحون ناعمًا في أحواض أو خزانات. يُضاف محلول يحتوي على السيانيد، ويُحرَّك الخليط لضمان التصاق جيد بين الخام والمحلول. يُضاف الأكسجين الموجود في الهواء، أو أحيانًا أكسجين إضافي، لتسهيل التفاعل.

مقارنة ترشيح الكومةيتيح الاستخلاص في الأحواض تحكمًا أفضل في ظروف الاستخلاص، مثل درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، وسرعة التحريك. ومع ذلك، فهو عادةً ما يكون أكثر تكلفةً نظرًا لحاجته إلى معدات متخصصة واستهلاكه العالي للطاقة.

استعادة الذهب من محاليل السيانيد

بعد ذوبان الذهب في محلول السيانيد، يجب استخلاصه. هناك طريقتان رئيسيتان لذلك:

1. استخلاص الكربون (CIL) واستخلاص الكربون في اللب (CIP)في عملية CIL، يُضاف الكربون المنشط مباشرةً إلى اللب المُستخلَص من السيانيد. تُمتَصُّ مُركَّبات الذهب والسيانيد على سطح الكربون المنشط بفضل مساحته السطحية الكبيرة وخصائصه الامتصاصية القوية. في عملية CIP، يُفصَل اللب أولاً عن المحلول، ثم يُمرَّر المحلول عبر سلسلة من الخزانات المملوءة بالكربون المنشط. بعد الامتزاز، يُزال الكربون المُحمَّل بالذهب من النظام ويُعالَج مُجدَّدًا لاستخلاص الذهب.

2. ترسب الزنكيمكن إضافة غبار الزنك أو نشارة الزنك إلى محلول الذهب والسيانيد. الزنك أكثر موجبة كهروكيميائية من الذهب، لذا فهو يحل محل الذهب من معقد الذهب والسيانيد. يكون التفاعل كما يلي:

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

ومن الممكن بعد ذلك فصل الذهب المترسب عن المحلول عن طريق الترشيح أو الترسيب.

اعتبارات البيئة والسلامة

سمية السيانيد

السيانيد مادة كيميائية شديدة السمية. عند تركيزه العالي، قد يكون قاتلاً للإنسان والحيوان والكائنات المائية. في سياق تعدين الذهب، يتمثل القلق الرئيسي في احتمال تسرب السيانيد إلى البيئة، وخاصةً في المياه السطحية. الأسماك حساسة بشكل خاص للسيانيد، وحتى المستويات المنخفضة منه في الماء قد يكون لها تأثير ضار على النظم البيئية المائية.

الإدارة البيئية

للحد من الأثر البيئي لاستخدام السيانيد في تعدين الذهب، تُتخذ عدة تدابير. يُطلب من المناجم الامتثال للوائح صارمة بشأن تصريف المحاليل المحتوية على السيانيد. صُممت منشآت المخلفات، حيث تُخزن المحاليل المحتوية على السيانيد المتبقي والنفايات، ببطانات عازلة لمنع التسرب. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم طرق معالجة مختلفة لتقليل أو إزالة السيانيد من المحاليل قبل تصريفها. تشمل هذه الطرق الأكسدة الكيميائية، والمعالجة البيولوجية، واستخدام الأشعة فوق البنفسجية لتحليل السيانيد.

وتهدف العديد من عمليات التعدين أيضًا إلى إعادة تدوير وإعادة استخدام السيانيد المتبقي في دوائر المعالجة لتقليل الاستهلاك الإجمالي للسيانيد.

إجراءات السلامة للعمال

يتعرض عمال المناجم لخطر التعرض لمستويات سامة من السيانيد. ولحماية العمال، تطبق المناجم مجموعة من إجراءات السلامة. تشمل هذه الإجراءات استخدام الأتمتة لتقليل التلامس البشري المباشر مع المواد التي تحتوي على السيانيد، وتزويد العمال بملابس واقية مناسبة، مثل القفازات والمآزر وأجهزة التنفس، وتنظيم برامج تدريبية منتظمة للسلامة.

افاق المستقبل

على الرغم من انتشار استخدامها على نطاق واسع، تواجه طريقة استخلاص الذهب باستخدام السيانيد تحديات نظرًا لمخاوفها البيئية ومخاطرها المتعلقة بالسلامة. ونتيجةً لذلك، يتزايد الاهتمام بتطوير تقنيات بديلة وأكثر مراعاةً للبيئة لاستخلاص الذهب. ومن بين هذه التقنيات الناشئة استخدام الثيوكبريتات أو البروميد أو السوائل الأيونية كمستخلصات بديلة. ومع ذلك، لا تزال هذه الطرق في مرحلة تجريبية أو في مراحلها الأولى للتسويق، ولها قيودها الخاصة من حيث التكلفة والفعالية والكفاءة.

في غضون ذلك، سيواصل قطاع تعدين الذهب التركيز على تحسين السلامة والأداء البيئي لعملية استخلاص السيانيد. ويشمل ذلك مواصلة تحسين استخدام السيانيد، وتحسين أساليب معالجة النفايات المحتوية على السيانيد، وتعزيز الامتثال للوائح التنظيمية.

الخاتمة

لطالما كان استخدام سيانيد الصوديوم في استخلاص الذهب ركنًا أساسيًا في صناعة تعدين الذهب الحديثة لعقود. فهو يوفر طريقة فعّالة نسبيًا ومنخفضة التكلفة لاستخراج الذهب من خامات متنوعة. ومع ذلك، لا يمكن إغفال سمية السيانيد وتأثيره البيئي المحتمل. ومع تقدم الصناعة، يجب تحقيق توازن بين الفوائد الاقتصادية لتعدين الذهب والحاجة إلى حماية صحة الإنسان والبيئة. وسواءً من خلال تحسين العمليات القائمة على السيانيد أو تطوير تقنيات بديلة جديدة، فإن مستقبل استخلاص الذهب يكمن في إيجاد أساليب أكثر استدامة وأمانًا.