تعزيز عملية السيانيد لاستخراج الذهب من الخامات الحرارية

في صناعة تعدين الذهب، يُمثل استخلاص الذهب من الخامات المقاومة تحديًا كبيرًا. فالخامات المقاومة، التي تتميز بانخفاض معدل استخلاص الذهب منها في ظل ظروف الترشيح التقليدية بالسيانيد ، أصبحت تشكل جزءًا متزايد الأهمية من قاعدة موارد الذهب مع تناقص نسبة الخامات سهلة المعالجة. غالبًا ما يكون الذهب في هذه الخامات مُشتتًا بدقة داخل معادن الكبريتيد، وخاصة البيريت والأرسينوبيريت، مما يُصعّب الوصول إليه باستخدام محاليل السيانيد.

فهم تحديات الخامات الحرارية

تُعزى مقاومة هذه الخامات للمعالجة المباشرة بالسيانيد بشكل رئيسي إلى التغلغل الدقيق للذهب داخل البنية الكثيفة للمعادن الكبريتية. يمنع هذا التغليف الفيزيائي السيانيد من التفاعل بفعالية مع الذهب، مما يؤدي إلى انخفاض معدلات الاستخلاص. ونتيجة لذلك، تتطلب هذه الخامات المقاومة أساليب معالجة خاصة لتعزيز استخلاص الذهب منها.

تقنيات المعالجة المسبقة للخامات الحرارية

التحميص التأكسدي

يُعدّ التحميص التأكسدي أحد الأساليب التقليدية لمعالجة مركزات الذهب الكبريتيدية. خلال هذه العملية، تتأكسد الكبريتيدات الحاملة للذهب إلى كتلة مسامية من الأكاسيد، مما يسمح باختراق أفضل لمحاليل السيانيد. مع ذلك، لهذه الطريقة عدة عيوب، فهي تؤدي حتمًا إلى تلوث بيئي من خلال انبعاثات غازات الزرنيخ والكبريت. كما تُعدّ الحاجة إلى التخلص من ثالث أكسيد الزرنيخ شديد السمية مصدر قلق بالغ. إضافةً إلى ذلك، فإنّ تكوّن مركبات منخفضة الانصهار وتحويل الذهب إلى مركبات الزرنيخ المتسامية أثناء عملية التحميص قد يُقلّل من كفاءة استخلاص الذهب الإجمالية . على سبيل المثال، في بعض عمليات التحميص التقليدية، قد لا يرتفع معدل استخلاص الذهب من الخامات المقاومة إلا من حوالي 46.6% (المعالجة المباشرة بالسيانيد لمركز التعويم الأولي) إلى حوالي 85% بعد التحميص.

الأكسدة البكتيرية (بيوكس)

الأكسدة البكتيرية بديلٌ أكثر صداقةً للبيئة. في هذه العملية، تُستخدم أنواعٌ معينة من البكتيريا لأكسدة معادن الكبريتيد، مما يُفكك المصفوفة التي تُغلّف الذهب. هذا يُسهّل استخلاص الذهب بالسيانيد. من مزايا هذه التقنية عدم انبعاث غازات سامة. يُزال الزرنيخ من العملية على شكل زرنيخات حديد منخفضة السمية. أظهرت الدراسات التجريبية أن استخدام تقنية بيوكس يُمكن أن يزيد من استخلاص الذهب إلى 91.74% من مُركّزات التعويم المقاومة للحرارة، وهو تحسّنٌ ملحوظٌ مُقارنةً بالسيانيد المباشر.

أكسدة الأوتوكلاف (Pox)

تتضمن أكسدة الأوتوكلاف تعريض مُركّز الخام لظروف درجات حرارة وضغط مرتفعين بوجود الأكسجين. تُؤكسد هذه العملية معادن الكبريتيد بفعالية. يُمكن أن يُوفر الاستخلاص المؤكسد الأولي في الأوتوكلاف لمركز التعويم استخلاصًا عاليًا ومستقرًا للذهب، يليه السيانيد، عادةً بنسبة تتراوح بين 94.9% و96.5%. تُوفر هذه الطريقة معدلات استخلاص عالية، وتُعدّ عنصرًا هامًا في تكثيف العملية التكنولوجية، وتحسين السلامة الصناعية في منشآت معالجة الذهب، وتحسين ظروف عمل موظفي الإنتاج.

المواد المضافة ودورها في السيانيد

السيانيد - إضافات الاختزال

يُعد السيانيد الكاشف الأكثر شيوعًا في استخلاص الذهب، إلا أن استهلاكه المرتفع لا يزيد التكاليف فحسب، بل يُشكل أيضًا مخاطر جسيمة على البيئة وصحة الإنسان. وقد طُوِّر Extractech، وهو مُضاف بوليمر حيوي مُتطور مُشتق من الطحالب، لمعالجة هذه المشكلة. عند إضافته إلى عملية السيانيد، يُمكن أن يعمل كمؤكسد فائق. فهو يُكسر روابط المعادن عالية جهد الأكسدة والاختزال (ORP) في الخامات الحرارية. يحدث تفاعل كيميائي مع جزيئات الذهب، مما يجعل الذهب أكثر عرضة للتفاعل مع السيانيد. وبصفته مُضافًا إلى عملية السيانيد الحالية، يُمكن لـ Extractech تقليل استخدام السيانيد بنسبة تصل إلى 20-30% مع زيادة إنتاج الذهب بنسبة تتراوح بين 3-5%.

إضافات أخرى

يمكن استخدام إضافات أخرى لتعزيز عملية السيانيد. على سبيل المثال، يمكن لبعض الإضافات زيادة محتوى "الأكسجين النشط الفعال" في اللب، مما يُفيد في تفاعل السيانيد. كما يمكن أن تؤدي هذه الإضافات وظائف مثل التشتيت، مما يُساعد على تشتيت اللب بالكامل وزيادة فعالية التلامس بين السيانيد والذهب. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون لها وظيفة إزالة الشوائب، مما يُزيل أو يُضعف الآثار السلبية للشوائب الموجودة في اللب على استخلاص الذهب. يمكن أن تزيد الإضافات المخلبية من ذوبان الذهب وتزيل الشوائب التي تؤثر على استخلاص الذهب.

تحسين العمليات في السيانيد

مراقبة درجة الحموضة

يخضع السيانيد في اللب لتفاعل تحلل مائي، مُولِّدًا مركب HCN، الذي يتطاير جزء منه من المحلول، مما يؤدي إلى فقدان السيانيد وتلوث البيئة. أثناء استخلاص السيانيد، يجب أن يحافظ المحلول على درجة قلوية معينة لمنع تحلله. ومع ذلك، إذا كانت قلوية محلول السيانيد مرتفعة جدًا، فإنها تُقلل من معدل ذوبان الذهب. لذلك، يُعد التحكم الدقيق في درجة الحموضة (pH) أمرًا بالغ الأهمية لفعالية عملية الاستخلاص بالسيانيد.

وقت الاستخلاص

مع زيادة وقت الاستخلاص، يرتفع معدل استخلاص الذهب في البداية. ومع ذلك، بعد نقطة معينة، لا يؤدي إطالة وقت الاستخلاص إلى زيادة ملحوظة في معدل استخلاص الذهب. لذلك، من الضروري ضمان وقت استخلاص مناسب لتحقيق استخلاص فعال للذهب دون استهلاك غير ضروري للموارد والوقت.

امدادات الاوكسجين

إن استخدام مؤكسدات مثل الأكسجين النقي أو أكاسيد أخرى في عملية الاستخلاص يُحسّن بيئة الاستخلاص. على سبيل المثال، في عملية الاستخلاص بالأكسجين والراتنج، يُمكن لإضافة الأكسجين أن تزيد بشكل فعال من معدل استخلاص الذهب والفضة، وتُسرّع من سرعة الاستخلاص، وتُقصّر وقت الاستخلاص، وتُقلّل من استهلاك السيانيد ونترات الرصاص.

خاتمة

يتطلب تحسين عملية السيانيد لاستخراج الذهب من الخامات الحرارية مزيجًا من تقنيات المعالجة المسبقة المناسبة، واستخدام إضافات فعالة، وتحسين دقيق للعملية. تُوفر طرق المعالجة المسبقة، مثل الأكسدة البكتيرية وأكسدة الأوتوكلاف، بدائل أكثر ملاءمة للبيئة وكفاءةً مقارنةً بالتحميص التقليدي. ويمكن للإضافات أن تلعب دورًا حاسمًا في تقليل استهلاك السيانيد وزيادة استخلاص الذهب. ومن خلال التحكم الدقيق في معايير العملية، مثل الرقم الهيدروجيني (pH)، ووقت الاستخلاص، وإمدادات الأكسجين، يمكن لصناعة تعدين الذهب تحسين كفاءة استخلاص الخامات الحرارية، مما يجعل عملية الاستخلاص أكثر استدامةً وجدوىً اقتصاديًا.