مطالعه لیچینگ سیانیدی کانسنگ طلای کربنی نوع کارلین

معرفی

سنگ‌های طلای نوع کارلین کربنی با توزیع گسترده و ذخایر زیادشان مشخص می‌شوند. با این حال، آنها چالش‌های قابل توجهی را در فرآیند استخراج طلا ایجاد می‌کنند. این سنگ‌ها معمولاً حاوی کربن در ترکیب عنصری خود هستند و ذرات طلا به شکل پراکنده ریز وجود دارند. وجود آرسنیک و کربن منجر به دو مشکل عمده می‌شود: محصور شدن طلا و اثر سرقت طلا توسط کربن، که منجر به نرخ بسیار پایین لیچینگ مستقیم سیانیداسیون می‌شود. در نتیجه، آنها به عنوان سنگ‌های معدنی مقاوم دوگانه یا سنگ‌های معدنی سرسخت در نظر گرفته می‌شوند که نمایانگر یک سنگ معدنی شناخته شده جهانی در زمینه استخراج طلا هستند.

مشکل لیچینگ سیانید در کانسنگ‌های طلای کربن‌دار نوع کارلین

کپسوله سازی طلا

کانی‌های سولفیدی موجود در سنگ معدن‌های طلای نوع کارلین کربنی اغلب ذرات طلا را در بر می‌گیرند. این مانع فیزیکی از تماس مستقیم بین محلول سیانید و طلا جلوگیری می‌کند و به طور قابل توجهی راندمان فرآیند لیچینگ را کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، در بسیاری از معادن با چنین سنگ معدن‌هایی، بخش بزرگی از طلا در ماتریس سولفیدی به دام می‌افتد و برای عامل لیچینگ سیانید غیرقابل دسترس است.

اثر سرقت طلا توسط کربن

مواد کربنی موجود در این سنگ‌های معدنی، میل ترکیبی زیادی با کمپلکس‌های سیانید طلا دارند. در طول فرآیند لیچینگ سیانید، با حل شدن طلا و تشکیل کمپلکس‌های سیانید، مواد کربنی می‌توانند این کمپلکس‌ها را جذب کرده و به طور مؤثر طلا را از محلول "بدزدند". این امر نه تنها منجر به کاهش نرخ بازیابی طلا می‌شود، بلکه باعث تلفات قابل توجهی در فرآیند استخراج نیز می‌شود. تحقیقات نشان داده است که انواع مختلف کربن موجود در سنگ معدن، مانند کربن عنصری، کربن آلی و کربن معدنی، همگی به درجات مختلفی در این اثر سرقت طلا نقش دارند. به ویژه، کربن عنصری رفتار جذبی مشابه کربن فعال دارد که می‌تواند کمپلکس‌های سیانید طلا را به شدت جذب کند.

تحقیق در مورد آزمایش‌های لیچینگ سیانید

لیچینگ مستقیم سیانید

مطالعات متعدد نشان داده‌اند که لیچینگ مستقیم سیانید از سنگ معدن طلای کربنی نوع کارلین، بازیابی طلای بسیار کمی را به همراه دارد. در برخی موارد، حتی هنگام استفاده از روش‌های پیشرفته لیچینگ سیانید مانند کربن در پالپ (CIP) یا رزین در پالپ (RIP)، میزان بازیابی به طرز ناامیدکننده‌ای پایین است. به عنوان مثال، در یک آزمایش خاص، میزان بازیابی طلا از لیچینگ مستقیم سیانید تنها 12.9٪ بود که نشان‌دهنده ناکارآمدی این رویکرد برای چنین سنگ معدن‌های مقاومی است.

روش‌های پیش‌تصفیه برای بهبود لیچینگ سیانید

مثل آتش

برشته کردن یک روش پیش تصفیه سنتی است. با گرم کردن سنگ معدن، مواد کربنی به صورت CO و CO₂ خارج می‌شوند و پیریت به اکسیدهای آهن تجزیه می‌شود. این فرآیند، طلای قبلاً محصور شده را در معرض دید قرار می‌دهد و آن را برای لیچینگ سیانیدی بیشتر در دسترس قرار می‌دهد. با این حال، برشته کردن نیاز به تغذیه ریز با مش منهای ده، حداقل چهار ساعت زمان ماند و کنترل دقیق دما و جو در کوره دارد. دمای کمتر از حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد یا جو کمی کاهنده می‌تواند منجر به برشته شدن ناقص شود و منجر به کاهش شدید استخراج طلا شود. علاوه بر این، در دمای ۵۵۰ درجه سانتیگراد و بالاتر، پیریت به شکل نسوز هماتیت تبدیل می‌شود که از آن نمی‌توان طلا را به طور مؤثر با سیانید لیچ کرد. علاوه بر این، برشته کردن نیاز به خشک کردن پرهزینه خوراک ورودی به کوره و کنترل دقیق انتشار گازهای کوره دارد. اگرچه می‌توان از سنگ معدن‌های حاوی سیزده گرم طلا در هر تن، استخراج طلای ۸۵ تا ۸۷ درصد را به دست آورد، اما به دلیل هزینه‌های بالای سرمایه و شرایط پیچیده عملیاتی، تشویه به عنوان جایگزین مناسبی برای بسیاری از ذخایر سنگ معدن طلای کربنی نوع کارلین کنار گذاشته شده است.

اکسیداسیون شیمیایی

اکسیداسیون شیمیایی پتانسیل بالایی در تصفیه سنگ معدن طلای کربنی نوع کارلین نشان داده است. عوامل اکسید کننده در خمیرهای آبی می‌توانند بر اثرات مضر مواد کربنی غلبه کنند. به عنوان مثال، استفاده از کلر به عنوان یک عامل پیش تصفیه به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. با این حال، مقدار کلر مورد نیاز بسته به ماهیت نسوز بودن سنگ معدن متفاوت است. سنگ معدن‌های با مقاومت کم ممکن است تنها به ده تا بیست کیلوگرم کلر در هر تن در پیش تصفیه سیانیداسیون نیاز داشته باشند تا به استخراج ۸۳٪ یا بیشتر طلا در سیانیداسیون بعدی دست یابند. از سوی دیگر، سنگ معدن‌های با مقاومت بالا ممکن است در فرآیند پیش تصفیه به بیش از ۱۰۰ کیلوگرم کلر در هر تن نیاز داشته باشند. سایر عوامل اکسید کننده مانند پراکسید هیدروژن، هیپوکلریت سدیم و پرمنگنات پتاسیم نیز مورد بررسی قرار گرفته‌اند. به عنوان مثال، هیپوکلریت سدیم نه تنها می‌تواند کانی‌های سولفیدی را اکسید کند تا طلای محصور شده را نمایان کند، بلکه می‌تواند مواد کربنی را نیز غیرفعال کند و اثر سرقت طلا را کاهش دهد. تحقیقات نشان داده است که در برخی موارد، استفاده از هیپوکلریت سدیم به عنوان یک عامل پیش تصفیه می‌تواند به طور قابل توجهی میزان بازیابی طلا را در لیچینگ سیانیدی بعدی بهبود بخشد.

اکسیداسیون باکتریایی

اکسیداسیون باکتریایی یک روش پیش تصفیه نوظهور و سازگار با محیط زیست است. می‌توان از باکتری‌های اسیددوست مخلوط برای اکسیداسیون کانی‌های سولفیدی در سنگ معدن استفاده کرد. این فرآیند به طور موثر مشکل محصور شدن طلا توسط سولفیدها را حل می‌کند. در طول اکسیداسیون باکتریایی، باکتری‌ها کانی‌های سولفیدی را متابولیزه می‌کنند، آنها را تجزیه می‌کنند و طلای محصور شده را آزاد می‌کنند. در عین حال، استفاده از کربن فعال در فرآیند لیچینگ سیانیدی بعدی می‌تواند از توانایی جذب رقابتی آن برای مقابله با اثر سرقت طلا توسط مواد کربنی استفاده کند. به عنوان مثال، در مطالعه‌ای بر روی یک کانسار طلای کربنی از نوع کارلین در یوننان، از طریق ترکیب اکسیداسیون باکتریایی و سیانیداسیون کربن در پالپ، میزان بازیابی طلا به 82.39٪ رسید، در حالی که مصرف معرف سیانید 49.68٪ کاهش یافت. این نشان می‌دهد که فرآیند اکسیداسیون باکتریایی - لیچینگ سیانید کربنی یک روش موثر برای تصفیه سنگ‌های طلای کربنی از نوع کارلین است.

نتیجه

سنگ‌های طلای نوع کارلین کربنی به دلیل کپسوله شدن طلا و اثر سرقت طلای کربن، چالش‌های قابل توجهی را در فرآیند لیچینگ سیانید ایجاد می‌کنند. در حالی که لیچینگ مستقیم سیانید به طور کلی بی‌اثر است، روش‌های مختلف پیش تصفیه مانند برشته کردن، اکسیداسیون شیمیایی و اکسیداسیون باکتریایی راه‌حل‌های بالقوه‌ای ارائه می‌دهند. هر روش مزایا و محدودیت‌های خاص خود را از نظر بازیابی طلا، هزینه و تأثیر زیست‌محیطی دارد. در میان آنها، اکسیداسیون باکتریایی - لیچینگ سیانید کربن و برخی روش‌های اکسیداسیون شیمیایی، نویدبخش تصفیه مؤثر این سنگ‌های معدنی مقاوم هستند. با این حال، تحقیقات بیشتری برای بهینه‌سازی این فرآیندها، کاهش هزینه‌ها و بهبود سازگاری آنها با محیط زیست، به منظور کارآمدتر و پایدارتر کردن استخراج طلا از سنگ‌های طلای نوع کارلین کربنی، مورد نیاز است.