تأثير المعادن المصاحبة على عملية استخلاص السيانيد

المقدمة

يُعدّ استخلاص الذهب والفضة من الخامات باستخدام السيانيد عملية شائعة الاستخدام. مع ذلك، فإن وجود معادن مصاحبة مختلفة في الخام قد يؤثر بشكل كبير على كفاءة وفعالية هذه العملية. لذا، يُعدّ فهم هذه التأثيرات أمرًا بالغ الأهمية لتحسين عمليات استخلاص الذهب والفضة من الخامات وزيادة استخلاص المعادن القيّمة.

معادن الحديد

البيريت معدن

البيريت معدن شائع من معادن كبريتيد الحديد في خامات الذهب. أثناء عملية استخلاص الذهب بالسيانيد، عندما يكون البيريت موجودًا في اللب، يمكن أن يتأكسد ليُشكّل كبريتات الحديدوز. تتفاعل كبريتات الحديدوز هذه مع السيانيد لتكوين فيروسيانات الحديد. يستهلك هذا التفاعل كمية كبيرة من سيانيد الصوديوم ، وهو عامل أساسي في استخلاص الذهب. علاوة على ذلك، بفعل الجير والهواء، يمكن أن يتحول البيريت أيضًا إلى كبريتيد قابل للذوبان، أو كبريت غرواني، أو ثيوسلفات. تستهلك عملية التحول هذه الأكسجين، وهو ضروري لإذابة الذهب في نظام استخلاص الذهب بالسيانيد. بشكل عام، يؤثر هذا سلبًا على كفاءة استخلاص الذهب.

بيرهوتيت

البيروتيت معدنٌ آخر من معادن كبريتيد الحديد، يؤثر على استخلاص السيانيد. يتفاعل بسهولة مع السيانيد لإنتاج الثيوسيانات. كما تتفاعل كبريتات الحديدوز الناتجة عن أكسدته مع السيانيد لتكوين فيروسيانات. وقد أظهرت الأبحاث أن البيروتيت يمكن أن يُسبب انخفاضًا كبيرًا في معدل ذوبان الذهب، على سبيل المثال، إذ يُقلل من معدل ذوبانه بنسبة 28.1% في بعض الحالات. كما يُؤدي إلى زيادة كبيرة في استهلاك السيانيد، وغالبًا ما يتضاعف أربع مرات.

معادن النحاس

الكالكوبيريت والكالكوسيت

لمعادن النحاس، مثل الكالكوبيريت والكالكوسيت، تأثير ملحوظ على استخلاص السيانيد. يُمكن لمحلول السيانيد إذابة معادن النحاس، ولكن معدل الذوبان يختلف. الكالكوبيريت مستقر نسبيًا بين معادن كبريتيد النحاس، بينما الكالكوسيت أكثر تفاعلية. في محلول السيانيد، يكون النحاس في هذه المعادن، عادةً في الحالة ثنائية التكافؤ، غير مستقر. يؤكسد النحاس ثنائي التكافؤ السيانيد، متحولًا إلى نحاس أحادي التكافؤ، مُشكلًا مُركّبات مع السيانيد في اللب. بالنسبة للكالكوسيت، يُمكن أن يُسبب انخفاضًا كبيرًا في معدل ذوبان الذهب، يصل إلى 36.81% في بعض التجارب، وزيادة في استهلاك السيانيد بمقدار عشرة أضعاف.

الملاكيت (معدن أكسيد النحاس)

المالاكيت معدن شائع من معادن أكسيد النحاس. يذوب بسهولة في محلول سيانيد الصوديوم، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في استهلاك السيانيد. يستهلك تفاعل المالاكيت مع السيانيد عددًا كبيرًا من أيونات السيانيد. ونتيجةً لذلك، قد يؤثر كلٌّ من كبريتيد النحاس وأكسيد النحاس سلبًا على عملية استخلاص السيانيد من الذهب.

معادن الزرنيخ

الريالغار والأوربيمنت

يُشكل كلٌ من الرِّيغالغار والأوربمنت ضررًا بالغًا لعملية استخلاص السيانيد. ففي المحلول القلوي القوي المستخدم لغمر السيانيد، يُشكلان مركبات مثل الثيوأرسينيت. يتفاعل الثيوأرسينيت مع الأكسجين في المحلول لتكوين الزرنيخ، مستهلكًا كمية كبيرة من الأكسجين في الملاط المعدني. كذلك، عند أكسدة معادن الزرنيخ في المحلول، تتشكل طبقة رقيقة من مركبات الزرنيخ على سطح جزيئات الذهب. تمنع هذه الطبقة الذهب مباشرةً من ملامسة السيانيد، مما يؤثر بشدة على ذوبان الذهب. وقد أشارت الدراسات إلى أن الرِّيغالغار والأوربمنت يمكنهما تقليل معدل ذوبان الذهب بنسبة 41.95% و49.90% على التوالي، وزيادة استهلاك السيانيد بمقدار 13.8 مرة و15.0 مرة على التوالي.

أرسينوبيريت

الأرسينوبيريت معدن شائع يحتوي على الزرنيخ. بخلاف الريلغار والأوربينت، يتميز الأرسينوبيريت بثبات نسبي في نظام السيانيد. ورغم احتوائه على الزرنيخ، إلا أنه لا يتحلل بسهولة في ظروف استخلاص السيانيد العادية، وبالتالي يكون تأثيره على استخلاص السيانيد ضئيلاً نسبياً مقارنةً بالمعادن الأخرى التي تحتوي على الزرنيخ.

المعادن الرئيسية

غالينا و الرصاص

يُعدّ الغالينا وشب الرصاص من المعادن الرئيسية المحتوية على الرصاص في مناجم الذهب. يمكن أكسدة الغالينا إلى شب الرصاص. في محلول قلوي قوي، يُنتج شب الرصاص ملحًا قلويًا حمضيًا، يتفاعل مع السيانيد في المحلول لتكوين سيانيد قلوي قوي غير قابل للذوبان. يمكن لكمية صغيرة من معادن الرصاص أن تُساعد في استخلاص السيانيد من مناجم الذهب. ومع ذلك، فإنّ الكميات الكبيرة من معادن الرصاص ستؤثر على كفاءة استخلاص الذهب من خلال استهلاك السيانيد، وربما تكوين رواسب قد تُعيق عملية الاستخلاص.

المعادن المحتوية على الأنتيمون

كبريتيد الأنتيمون

الستيبنيت هو معدن الكبريتيد الرئيسي المحتوي على الأنتيمون. في عملية الاستخلاص بالسيانيد، تتشابه آثاره السلبية مع آثار الأوربيمنت. يذوب بسهولة في محلول قلوي قوي لإنتاج ثيوأنتيمونيت، الذي يتأكسد بدوره إلى أنتيمونيت. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لجزيئات الستيبنيت الغروية سالبة الشحنة في محلول السيانيد القلوي أن تلتصق بسطح جزيئات الذهب، مما يمنع ذوبانه.

المواد الكربونية

قد تحتوي مناجم الذهب على مواد كربونية ، بما في ذلك الكربون غير العضوي والكربون العضوي مثل حمض الهيوميك. عند وجود هذه المواد الكربونية، فإنها تمتص الذهب المذاب في محلول السيانيد، مما يقلل من معدل استخلاص الذهب، وهي ظاهرة تُعرف باسم "سرقة الذهب". تتنافس المواد الكربونية مع عملية الاستخلاص على الذهب المذاب، مما يؤدي إلى انخفاض كمية الذهب المستخلص.

استراتيجيات للتخفيف من تأثير المعادن المصاحبة

المعالجة المسبقة للخامات

• المعالجة المسبقة بالأكسدة : تُعدّ المعالجة المسبقة بالأكسدة فعّالة للخامات التي تحتوي على معادن كبريتيد الحديد أو الزرنيخ أو الأنتيمون. تعمل الأكسدة على تفكيك هذه المعادن، مما يُحرر الذهب الموجود بداخلها ويُقلل من آثارها الضارة على عملية استخلاص الذهب بالسيانيد. تشمل طرق المعالجة المسبقة بالأكسدة الشائعة التحميص، والأكسدة بالضغط، والأكسدة الحيوية.

• استخلاص النحاس - المعالجة المسبقة : في حالة الخامات ذات المحتوى العالي من النحاس، يمكن إجراء معالجة مسبقة لاستخلاص النحاس. بإزالة النحاس قبل استخلاصه بالسيانيد، يمكن تقليل كمية السيانيد التي تستهلكها معادن النحاس، مما يحسن كفاءة استخلاص الذهب بالسيانيد.

تحسين ظروف استخلاص السيانيد

• تعديل جرعات الكواشف : بناءً على نوع وكمية المعادن المصاحبة، يمكن تعديل كمية السيانيد والكواشف الأخرى. على سبيل المثال، عند وجود كمية كبيرة من معادن النحاس، يمكن زيادة جرعة السيانيد قليلاً مع التحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني لضمان ذوبان الذهب بفعالية.

• التحكم في ظروف اللب : يُعد التحكم في تركيز اللب ودرجة حرارته وسرعة التقليب أمرًا بالغ الأهمية. يضمن التركيز المناسب لللب انتشار السيانيد والأكسجين بكفاءة داخله. كما أن الحفاظ على درجة حرارة مناسبة (عادةً ما بين 15 و30 درجة مئوية) يُوازن بين سرعة ذوبان الذهب واستقرار محلول السيانيد.

استخدام المواد المضافة

• إضافات لتثبيط تفاعلات المعادن : يمكن استخدام إضافات مثل أملاح الرصاص لمنع تفاعل بعض المعادن الضارة. على سبيل المثال، يمكن أن يتفاعل أسيتات الرصاص مع أيونات الكبريتيد الناتجة عن تحلل المعادن الكبريتية، مكونًا رواسب كبريتيد الرصاص غير القابلة للذوبان. هذا يقلل من كمية السيانيد والأكسجين التي تستهلكها المعادن الكبريتية.

• المواد الماصة التنافسية : في حالة الخامات التي تحتوي على مواد كربونية، يمكن أن يؤدي إضافة مواد ماصة تنافسية مثل الكربون المنشط أثناء عملية ترشيح السيانيد إلى تقليل تأثير "سرقة الذهب". يتنافس الكربون المنشط مع الكربون الموجود في الخام على الذهب المذاب، مما يزيد من معدل ترشيح الذهب.

خاتمة

للمعادن المصاحبة لخامات الذهب والفضة تأثيرات متنوعة وهامة على عملية استخلاص السيانيد. يمكن أن تؤثر كل من الحديد والنحاس والزرنيخ والرصاص والمعادن المحتوية على الأنتيمون، بالإضافة إلى المواد الكربونية، على كفاءة الاستخلاص من خلال استهلاك الكواشف، ومنع الذهب من ملامسة السيانيد، أو امتصاص الذهب المذاب. ومع ذلك، يمكن الحد من هذه الآثار السلبية من خلال أساليب المعالجة المسبقة المناسبة، وتحسين ظروف الاستخلاص، واستخدام المواد المضافة. وهذا يُمكّن من استخلاص الذهب والفضة بكفاءة أكبر من الخامات المعدنية المعقدة، مما يُحسّن الجدوى الاقتصادية لعمليات التعدين.