تقنيات مكافحة التلوث الناتج عن سيانيد الصوديوم في صناعة الذهب

المقدمة

استخدم صناعة الذهب لقد اعتمدت لفترة طويلة على سيانيد الصوديوم في عملية الاستخلاص، نظرًا لكفاءتها في إذابة الذهب من الخامات، حتى الخامات منخفضة الجودة. منذ تطبيقها لأول مرة عام ١٨٨٧ لاستخراج الذهب والفضة، أصبحت طريقة السيانيد شائعة في قطاع تعدين الذهب العالمي. التفاعل الكيميائي الأساسي هو: ٤Au + ٨NaCN + O₂ + ٢H₂O → ٤Na(Au(CN)₂)+ ٤NaOH، حيث يتفاعل الذهب الموجود في الخام مع السيانيد الأيونات في وجود الأكسجين لتكوين معقدات سيانيد الذهب القابلة للذوبان. ومع ذلك، فإن استخدام سيانيد الصوديوم يؤدي إلى مخاطر تلوث كبيرة، مما يجعل تطوير وتنفيذ مكافحة التلوث التكنولوجيات حاسمة.

المخاوف البيئية والسلامة المرتبطة بسيانيد الصوديوم

السمية والتلوث البيئي

السيانيد مادة شديدة السمية. يُمكن أن يُسبب سائل سيانيد الصوديوم المُهدر تلوثًا خطيرًا للبيئة. حتى بكميات صغيرة، يُمكن أن يكون قاتلًا للحياة المائية ويُشكل تهديدًا لصحة الإنسان إذا لوث مصادر المياه. في عملية استخراج الذهب، يُمكن أن يؤدي التخلص غير السليم من النفايات المحتوية على السيانيد إلى تلوث التربة والمياه السطحية والجوفية. على سبيل المثال، في بعض مناطق تعدين الذهب، أدى تسرب مخلفات التعدين الغنية بالسيانيد إلى نفوق الأسماك في الأنهار المجاورة وتدهور جودة المياه، مما أثر على سبل عيش المجتمعات المحلية التي تعتمد على المياه.

مخاطر السلامة في التعامل

النقل والتخزين والاستخدام سيانيد الصوديوم تتطلب تدابير سلامة صارمة. إنها مادة كيميائية خاصة تتطلب رخصة استيراد وشهادة مستخدم نهائي قبل الاستيراد. أثناء التخزين، يجب عدم وضعها مع الأحماض والنتريت والنترات ومواد أخرى، حيث أن التعرض لبيئة حمضية يمكن أن يسبب إطلاق غاز سيانيد الهيدروجين السام، مما يقلل من جودة المنتج وتأثير الاستخدام. يجب تخزينها في مكان جاف وجيد التهوية، ويفضل أن يكون في مستودع خاص أو خزانة خاصة مزدوجة القفل. من الضروري إجراء فحوصات منتظمة وصيانتها والتحكم في درجة حرارة ورطوبة مكان التخزين، إلى جانب تدابير التهوية أو إزالة الرطوبة المناسبة. يجب أيضًا تجهيز منطقة التخزين بأقنعة الغاز المناسبة والأقنعة ومعدات الحماية الشخصية ومعدات مكافحة الحرائق. يمكن أن تؤدي الحوادث أثناء المناولة، مثل الانسكابات أو التسربات، إلى عواقب وخيمة على العمال والبيئة المحيطة.

تقنيات مكافحة التلوث

تخفيض المصدر

1. تحسين العمليات

• تتبنى بعض مناجم الذهب عمليات استخلاص جديدة لتقليل استخدام سيانيد الصوديوم. على سبيل المثال، يجري حاليًا استكشاف تطوير وتطبيق عوامل استخلاص غير سيانيدية. ورغم انتشار طريقة الاستخلاص بالسيانيد، إلا أن تقنيات بديلة، مثل استخدام عوامل الاستخلاص القائمة على الثيوكبريتات، تُظهر إمكانات واعدة. فهذه العوامل غير السيانيدية قادرة على استخلاص الذهب في ظروف معينة دون مخاطر السمية العالية المرتبطة بالسيانيد.

• هناك نهج آخر يتمثل في تحسين عملية تجهيز الخام. فباستخدام تقنيات طحن وفصل أكثر كفاءة، يمكن تركيز الذهب في الخام بشكل أكبر قبل مرحلة الاستخلاص. وهذا يقلل من كمية الخام التي تحتاج إلى معالجة بالسيانيد، وبالتالي يقلل من استهلاك السيانيد الإجمالي.

2. ترقيات المعدات

• يمكن أن يُسهم تحديث المعدات أيضًا في تقليل المصدر. على سبيل المثال، صُممت معدات استخراج الذهب الحديثة لتكون أكثر غلقًا، مما يقلل من احتمالية تسرب السيانيد. كما أن خزانات الاستخلاص عالية التقنية المزودة بآليات إحكام متطورة تمنع تسرب الغازات والسوائل المحتوية على السيانيد أثناء عملية الاستخلاص.

تحكم في عملية

1. مراقبة وضبط استخدام السيانيد

• يتم تركيب أنظمة مراقبة آنية في العديد من عمليات تعدين الذهب للتحكم في كمية السيانيد المستخدمة. تستطيع هذه الأنظمة تحليل تركيبة الخام وضبط جرعة السيانيد وفقًا لذلك. على سبيل المثال، إذا كان محتوى الذهب في الخام أقل، يمكن للنظام تقليل كمية السيانيد المضافة، مع ضمان كفاءة الاستخراج.

• بالإضافة إلى ذلك، تتيح المراقبة المستمرة لتركيز السيانيد في محلول الاستخلاص ضبطًا فوريًا. فإذا كان تركيز السيانيد مرتفعًا جدًا، فإنه لا يُهدر الموارد فحسب، بل يزيد أيضًا من خطر التلوث. ومن خلال الحفاظ على تركيز السيانيد الأمثل، يمكن تعظيم كفاءة الاستخلاص مع تقليل الأثر البيئي إلى أدنى حد.

2. معالجة النفايات الوسيطة

• تُعدّ تقنيات معالجة النفايات الوسيطة الناتجة عن عملية استخراج الذهب جزءًا من عملية التحكم في العملية. على سبيل المثال، في حالة محاليل النفايات التي تحتوي على السيانيد وشوائب أخرى، يُمكن استخدام طرق مثل التبادل الأيوني لإزالة المعادن الثمينة واستعادتها مع تقليل محتوى السيانيد. هذا لا يُساعد فقط في استعادة الموارد، بل يُقلل أيضًا من سمية النفايات قبل معالجتها أو التخلص منها.

معالجة مياه الصرف الصحي

1. الأكسدة الكيميائية

• الأكسدة الكيميائية طريقة شائعة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد. وتُستخدم معالجة بيروكسيد الهيدروجين على نطاق واسع. فعندما يتفاعل بيروكسيد الهيدروجين مع سائل نفايات سيانيد الصوديوم، ينتج بيكربونات الصوديومكربونينتج عن هذه العملية غاز السيانيد والأمونيا. وتُعدّ عملية الأكسدة والتحلل هذه فعّالة واقتصادية نسبيًا. كما يمكن استخدام عوامل مؤكسدة أخرى مثل الأوزون، الذي يتمتع بقدرة أكسدة عالية، حيث يُمكنه تحليل مركبات السيانيد في مياه الصرف الصحي بسرعة، وتحويلها إلى مواد أقل ضررًا.

2. العلاج البيولوجي

• تبرز أيضًا طرق المعالجة البيولوجية كخيار فعّال. تستطيع بعض البكتيريا والكائنات الدقيقة استقلاب مركبات السيانيد. في نظام معالجة بيولوجي مُصمم جيدًا، يمكن زراعة هذه الكائنات الدقيقة في مفاعل يمر عبره مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد. تُحلل الكائنات الدقيقة السيانيد إلى ثاني أكسيد الكربون والأمونيا ومواد أخرى غير ضارة. تُعد هذه الطريقة أكثر ملاءمة للبيئة لأنها لا تُدخل ملوثات كيميائية إضافية، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا في الظروف البيئية مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة (pH) وتوافر العناصر الغذائية لضمان النمو والنشاط المناسبين للكائنات الدقيقة.

ادارة النفايات الصلبة

1. التخلص الآمن من المخلفات المحتوية على السيانيد

• بالنسبة للمخلفات المحتوية على السيانيد، يُعدّ التخلص منها بشكل سليم أمرًا بالغ الأهمية. ومن الطرق المتبعة استخدام مكبات نفايات آمنة مصممة لمنع تسرب السيانيد إلى البيئة. تُبطّن هذه المكبات بطبقات متعددة من مواد غير منفذة، مثل الطين والأغشية الاصطناعية، لمنع انتقال الملوثات المحتوية على السيانيد.

• خيار آخر هو معالجة مخلفات التعدين لتقليل محتواها من السيانيد قبل التخلص منها. يمكن استخدام تقنيات مثل التثبيت الكيميائي لربط السيانيد في المخلفات، مما يقلل من احتمالية تسربه إلى البيئة.

2. استعادة الموارد من المخلفات

• بالإضافة إلى التخلص الآمن من النفايات، تُبذل جهودٌ لاستعادة موارد قيّمة من مخلفات التعدين المحتوية على السيانيد. باستخدام تقنيات فصل متطورة، يُمكن استخراج الذهب والمعادن الأخرى التي قد لا تزال موجودة في المخلفات. هذا لا يُقلل من الأثر البيئي للمخلفات فحسب، بل يُوفر أيضًا فائدةً اقتصاديةً إضافية. على سبيل المثال، تستخدم بعض المناجم أساليب التعويم والفصل المغناطيسي لاستعادة الذهب والمعادن الأخرى من المخلفات، مما يُقلل من النفايات ويُعزز استغلال الموارد إلى أقصى حد.

دراسات الحالة

تطبيق Zijin Mining

نجحت شركة زيجين للتعدين في تطبيق طريقة السيانيد باستخدام سيانيد الصوديوم في منجم زيجينشان للذهب. وقد حققت الشركة استخلاصًا منخفض التكلفة للذهب من خلال رش محلول السيانيد (محلول سيانيد الصوديوم) على خامات الذهب المسحوقة منخفضة الجودة. كما تولي الشركة اهتمامًا بالغًا بمكافحة التلوث، حيث قامت بتركيب أنظمة متطورة لمعالجة مياه الصرف الصحي، تجمع بين الأكسدة الكيميائية وطرق المعالجة البيولوجية، لضمان استيفاء مياه الصرف الصحي المحتوية على السيانيد للمعايير البيئية الصارمة قبل تصريفها. أما فيما يتعلق بإدارة النفايات الصلبة، فقد أنشأت الشركة مرافق تخزين آمنة لمخلفات التعدين، مزودة بأنظمة تبطين ومراقبة مناسبة لمنع تسرب السيانيد.

منجم الذهب في المنطقة القاحلة الغربية

في منجم ذهب بالمنطقة الغربية القاحلة، شكّلت مخلفات السيانيد الموروثة من استخلاص الكومات مصدر قلق بيئي كبير. وشكلت هذه المخلفات، التي تُركت دون معالجة لفترة طويلة، خطر تلويث التربة والمياه الجوفية المحيطة. ولمعالجة هذه المشكلة، تم اعتماد طريقة عزل وإغلاق في الموقع. وغُطّيت المخلفات بطبقات متعددة من مواد غير منفذة، بما في ذلك الطين والأغشية الأرضية. وقد ساهم هذا بشكل فعال في منع انتشار الملوثات وتسربها عبر مياه الأمطار. وبعد تنفيذ المشروع، أظهرت نتائج الرصد انخفاضًا ملحوظًا في تركيز السيانيد والملوثات الأخرى في البيئة المحيطة، محققًا بذلك الأهداف الهندسية المتوقعة.

اتجاهات المستقبل

1. تطوير تقنيات الاستخلاص بدون السيانيد

• من المتوقع أن تشهد صناعة الذهب مزيدًا من جهود البحث والتطوير التي تُركز على تقنيات الاستخلاص غير السيانيد. ومع تشديد اللوائح البيئية وتنامي الوعي العام بحماية البيئة، سيزداد الطلب على طرق الاستخلاص غير السامة. وقد يؤدي هذا إلى تسويق عوامل وعمليات استخلاص جديدة غير سيانيدية في المستقبل القريب.

2.دمج أنظمة المراقبة والتحكم المتقدمة

• ستلعب أنظمة المراقبة والتحكم المتقدمة دورًا متزايد الأهمية في صناعة الذهب. على سبيل المثال، يُتيح استخدام تقنية إنترنت الأشياء (IoT) مراقبة فورية لاستخدام السيانيد، وجودة مياه الصرف الصحي، وحالة مرافق تخزين مخلفات التعدين. ويمكن تحليل هذه البيانات آنيًا، مما يسمح بإجراء تعديلات فورية على عملية الاستخراج للحد من التلوث وضمان السلامة.

3. مناهج الاقتصاد الدائري

• سيتم التركيز بشكل أكبر على مناهج الاقتصاد الدائري في صناعة الذهب. وهذا لا يقتصر على استعادة الذهب والمعادن الثمينة الأخرى من مخلفات التعدين، بل يشمل أيضًا إعادة تدوير المياه والموارد الأخرى واستخدامها في عملية الاستخراج. ومن خلال تقليل النفايات وتعظيم الاستفادة من الموارد، يمكن أن تصبح صناعة الذهب أكثر استدامةً وصديقةً للبيئة.

في الختام، تُعدّ تقنيات مكافحة تلوث سيانيد الصوديوم في صناعة الذهب أساسية للحد من المخاطر البيئية والسلامة المرتبطة باستخراج الذهب. ومن خلال الجمع بين تقليل الانبعاثات من المصدر، ومراقبة العمليات، ومعالجة مياه الصرف الصحي، وإدارة النفايات الصلبة، يمكن لصناعة الذهب مواصلة عملها مع تقليل تأثيرها على البيئة. ومع تطوير تقنيات جديدة واعتماد ممارسات أكثر استدامة، يمكن أن يكون مستقبل صناعة الذهب أكثر مراعاةً للبيئة واستدامة.