العملية الرئيسية للتحريك والاستخلاص بالسيانيد في مناجم الذهب

المقدمة

تُعدّ عملية استخلاص المعادن بالسيانيد، المستخدمة في الإنتاج الصناعي منذ عام 1887، إحدى عمليات استخلاص المعادن التي تستخدم محاليل السيانيد كعوامل استخلاص لاستخراج الذهب والفضة من المواد الخام المعدنية المحتوية على الذهب والفضة. وتُعتبر عملية الاستخلاص بالسيانيد مع التحريك إحدى أهم طرق هذه العملية، وهي شائعة الاستخدام في صناعة تعدين الذهب.

مبدأ التحريك بالسيانيد والاستخلاص

يُعدّ السيانيد، مثل سيانيد الصوديوم (NaCN)، كاشفًا أساسيًا في عملية السيانيد. سيانيد الصوديوم عبارة عن بلورات عديمة اللون وشفافة، غالبًا ما تكون رمادية مصفرة بسبب الشوائب. وهو شديد الذوبان في الماء، حيث تتجاوز ذوبانيته 20%. عند تعديل الرقم الهيدروجيني لمحلوله المائي إلى 7، يتحلل السيانيد بشكل شبه كامل إلى غاز سيانيد الهيدروجين المتطاير، وهو غاز عديم اللون وسام للغاية. في المحلول، يُعتبر سيانيد الهيدروجين حمضًا ضعيفًا، يصعب تأيينه، وليس له تأثير في استخلاص الذهب والفضة. عند الرقم الهيدروجيني 12، يتفكك السيانيد في المحلول بشكل شبه كامل إلى أيونات السيانيد. لذلك، يجب إجراء عملية السيانيد في وسط قلوي.

عمومًا، يُعدّ استخلاص الذهب بالسيانيد، في وجود الأكسجين، عملية تآكل كهروكيميائية. يتفاعل السيانيد مع الذهب في بيئة قلوية بمشاركة الأكسجين، مُشكّلًا مُركّبات سيانيد ذهب قابلة للذوبان في الماء، مما يُتيح إذابة الذهب من الخام.

عملية التحريك بالسيانيد والاستخلاص

1. تحضير المواد الخام للاستخلاص

• التكسير : يُوضع خام الذهب المستخرج أولاً في الكسارة لتكسيره. تنقسم عملية التكسير إلى تكسير خشن، وتكسير متوسط، وتكسير ناعم. تُستخدم الكسارات الفكية والكسارات المخروطية عادةً للتكسير الخشن والمتوسط، وذلك لتفتيت قطع الخام الكبيرة إلى جزيئات أصغر، بحيث يكون حجم الجزيئات عادةً بضعة سنتيمترات. أما الكسارات المطرقة فتُستخدم بشكل أساسي للتكسير الناعم.

• الطحن : يدخل الخام المسحوق إلى مطحنة كروية لمزيد من الطحن حتى الوصول إلى حجم جسيمات مناسب. عادةً، يُشترط أن يصل حجم جسيمات الخام إلى أقل من 200 مش، بنسبة تتراوح بين 60% و90%، لضمان تفكك معادن الذهب بشكل كامل. تُستخدم المطاحن الكروية الشبكية عمومًا للطحن الخشن، بينما تُستخدم المطاحن الكروية ذات التدفق الزائد للطحن الدقيق.

• تحضير المعلق : يُوضع لب الخام المطحون في خزان تقليب. تُضاف كمية مناسبة من الماء لضبط تركيز لب الخام، والذي يُضبط عادةً بين 30% و50%. في الوقت نفسه، تُضاف مواد مُعدِّلة، مثل الجير، لضبط درجة حموضة لب الخام إلى 10-11، مما يُهيئ بيئة قلوية تُساعد على استخلاص السيانيد وتمنع ذوبان الشوائب الأخرى.

2. التحريك، السيانيد، الاستخلاص

• إضافة عامل الترشيح : تُضاف عوامل السيانيد، مثل سيانيد الصوديوم (NaCN) أو سيانيد البوتاسيوم (KCN)، إلى لب الخام المُعدَّل. في ظل ظروف التحريك الكامل، يتفاعل السيانيد كيميائيًا مع الذهب لتكوين مركبات سيانيد الذهب القابلة للذوبان في الماء.

• معدات الترشيح : تتم عملية الترشيح عادةً في خزانات تقليب متعددة متصلة على التوالي. ويمكن تقسيم خزانات التقليب إلى ثلاثة أنواع وفقًا لطرق الخلط المختلفة: خزانات التقليب بالهواء المضغوط، وخزانات التقليب الميكانيكي، وخزانات التقليب المختلط.

• ظروف الترشيح : يتراوح تركيز سيانيد الصوديوم في لب الخام عادةً بين 0.02% و0.1%. يُضاف الجير أثناء العملية لضبط درجة حموضة لب الخام بين 9 و12. يُملأ الجهاز بالهواء للحفاظ على النسبة المثلى بين تركيز الأكسجين المذاب وتركيز سيانيد الصوديوم في لب الخام. تستغرق عملية الترشيح عادةً من 24 إلى 48 ساعة لضمان ذوبان الذهب بالكامل.

3. فصل المواد الصلبة والسائلة والغسيل

• فصل المواد الصلبة عن السائلة : بعد عملية الترشيح، تُخضع لب الخام لعملية فصل المواد الصلبة عن السائلة باستخدام معدات مثل المكثفات والمرشحات، وذلك للحصول على محلول حامل للذهب ومخلفات الترشيح. تعتمد المكثفات على مبدأ الترسيب بالجاذبية لترسيب الجزيئات الصلبة في لب الخام في القاع، بينما يمثل السائل الطافي المحلول الحامل للذهب. وتُستخدم المرشحات لترشيح السائل الخارج من المكثف بشكل إضافي لتحسين كفاءة فصل المواد الصلبة عن السائلة.

• الغسل : لتحقيق فصل كافٍ بين مُرشَّح السيانيد وبقايا الترشيح، تُستخدم عادةً عملية غسل تتكون من 3 إلى 5 مراحل من التكثيف أو الترشيح أو مزيج منهما. تُعدّ هذه العملية أساسية في عملية ترشيح السيانيد. الطريقة الشائعة هي طريقة الصب المستمر بالتيار المعاكس (طريقة CCD). يمكن تقسيم المُكثِّفات المستخدمة في هذه الطريقة إلى نوعين: أحادي الطبقة ومتعدد الطبقات. تستخدم العديد من مُركِّزات السيانيد في الصين مُكثِّفات من طبقتين أو ثلاث طبقات لفصل المواد الصلبة عن السائلة والغسل المستمر بالتيار المعاكس.

4. استعادة الذهب

• طريقة إزاحة مسحوق الزنك : يُضاف مسحوق الزنك إلى المحلول الحامل للذهب. يتفاعل الزنك مع مركب سيانيد الذهب في تفاعل إزاحة، مُختزلاً الذهب إلى ذهب معدني ومُرسبًا إياه. بعد الترشيح، يُحصل على طين الذهب، الذي يُصهر عبر عمليات مثل الصهر للحصول على الذهب الخام.

• طريقة الامتزاز بالكربون المنشط : يُضاف الكربون المنشط إلى المحلول الحامل للذهب، حيث يمتص الكربون المنشط مركب سيانيد الذهب. بعد ذلك، يُستخلص الذهب من الكربون المنشط عبر عمليات مثل الإزالة بالامتزاز والتحليل الكهربائي. تنقسم هذه الطريقة إلى طريقتين: طريقة الكربون في اللب (CIP) وطريقة الكربون في الترشيح (CIL).

• عملية التنظيف بالسيانيد : تبدأ العملية بالترشيح بالسيانيد، ثم يُضاف الكربون المنشط إلى لب الخام لامتصاص الذهب. في هذه العملية، يُعتبر الترشيح والامتصاص عمليتين مستقلتين. في عملية الامتصاص، تكون عملية الترشيح قد اكتملت تقريبًا، ويتم تحديد حجم خزانات الامتصاص وعددها وظروف تشغيلها بناءً على معايير الامتصاص.

• عملية CIL : يُضاف الكربون المنشط إلى خزان الترشيح، وتُجرى عمليتا الترشيح والامتزاز في آنٍ واحد. في عملية CIL، تُنفذ العمليتان معًا. عادةً ما تستغرق عملية الترشيح وقتًا أطول من عملية الامتزاز. لذلك، يُحدد حجم الخزان وتهويته وجرعاته بناءً على معايير الترشيح. ولأن معدل الامتزاز يعتمد على تركيز الذهب المذاب في المحلول، فإنه لزيادة تركيز الذهب المذاب في خزانات الامتزاز الأمامية، وبالتالي زيادة وقت الترشيح، تُضاف عادةً مرحلة أو مرحلتان من الترشيح المسبق قبل عمليتي الترشيح والامتزاز.

5. معالجة المخلفات

تحتوي مخلفات استخلاص الذهب عادةً على كميات معينة من السيانيد المتبقي وشوائب أخرى. ولحماية البيئة، يجب معالجة هذه المخلفات بشكل مناسب. تشمل طرق المعالجة الشائعة الأكسدة الكيميائية (مثل طريقة ثاني أكسيد الكبريت والهواء)، والتحلل الطبيعي، أو طرق التحلل البيولوجي لتقليل تركيز السيانيد المتبقي إلى ما دون المعيار الوطني ومنع التلوث البيئي. ويمكن التخلص من المخلفات المعالجة عن طريق التكديس أو غيرها من الوسائل المناسبة.

خاتمة

يُعدّ استخلاص الذهب من خاماته باستخدام السيانيد بالتحريك عمليةً أساسيةً في هذا المجال. فمن خلال سلسلة من العمليات، كتحضير المواد الخام، والاستخلاص بالتحريك، وفصل المواد الصلبة عن السائلة، واستخلاص الذهب، ومعالجة المخلفات، يُمكن استخلاص الذهب بكفاءة عالية من خاماته. مع ذلك، ونظرًا لسمية السيانيد، يجب إيلاء عناية فائقة لسلامة الإنتاج وحماية البيئة أثناء استخدام هذه العملية، لضمان استدامة صناعة تعدين الذهب.