נתרן ציאניד: מרכיב חיוני בהתכת זהב תעשייתית

בעולם המורכב והמרתק של התכת זהב תעשייתית, סודיום ציאניד ממלא תפקיד מרכזי וחיוני. כימיקל משמעותי זה היה אבן הפינה של מיצוי זהב תהליך במשך למעלה ממאה שנה, וחשיבותו נמשכת בפעולות כרייה מודרניות.

יסודות של נתרן ציאניד

נתרן ציאניד, עם הנוסחה הכימית NaCN, היא תרכובת המורכבת מקבוצת הציאנו, הכוללת פחמן וחנקן בעלי קשרים משולשים. היא קיימת בשתי צורות עיקריות ביישומים תעשייתיים: מוצק ונוזל. סודיום ציאניד מיוצר בדרך כלל כבליקים גבישיים לבנים, המכונים גם "ציאנואידים". בריקטים אלה מסיסים מאוד במים, וזוהי תכונה קריטית לשימושם בתהליך כריית הזהב. נוזל סודיום ציאנידמצד שני, מועבר לאתרי מכרות באמצעות מיכלי איזו ייעודיים המתאימים להובלה בכביש או ברכבת. צורה זו מאפשרת טיפול והפצה קלים יותר בפעולות כרייה בקנה מידה גדול.

נתרן ציאניד בכריית זהב: תהליך שטיפת הציאניד

תהליך השימוש בנתרן ציאניד להפקת זהב מעפרה ידוע בשם שטיפת ציאניד או ציאנידציה. שיטה זו חוללה מהפכה בתעשיית כריית הזהב בכך שאפשרה הפקת זהב מעפרות באיכות נמוכה שבעבר היו לא כלכליות לעיבוד. להלן סקירה מפורטת שלב אחר שלב של אופן התפתחות תהליך זה:

הכנת עפרות

מסע הפקת הזהב מתחיל בהכנת העפרה. עפרה המכילה זהב נכתשת תחילה לאבקה דקה באמצעות מכונות תעשייתיות עוצמתיות. שלב זה קריטי מכיוון שהוא מגדיל משמעותית את שטח הפנים של העפרה. שטח פנים גדול יותר מאפשר מגע טוב יותר בין העפרה לתמיסת נתרן ציאניד בשלב השטיפה שלאחר מכן. לדוגמה, במכרה זהב בקנה מידה גדול, משתמשים במכונות ריסוק ענקיות כדי לפרק את העפרה לחלקיקים קטנים יותר, לפעמים בגודל של כמה מילימטרים. לאחר הריסוק, העפרה עשויה לעבור תהליכי טחינה נוספים כדי להשיג את גודל החלקיקים הרצוי לשטיפה אופטימלית של ציאניד.

שטיפת

לאחר שהעפרה מגיעה לצורת אבקה מתאימה, היא מוסיפה לתמיסה של נתרן ציאניד המנוטרת בקפידה. במהלך תהליך השטיפה הזה, מתרחשת תגובה כימית יוצאת דופן. מולקולות הזהב בעפרה יוצרות קשרים חזקים מאוד עם נתרן ציאניד, והופכות לצורה מסיסה במים. המשוואה הכימית לתגובה זו היא כדלקמן: 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O = 4Na(Au(CN)₂) + 4NaOH. בתגובה זו, זהב מגיב עם נתרן ציאניד, חמצן ומים ליצירת קומפלקס מסיס של זהב-ציאניד, נתרן אורו-ציאניד (Na(Au(CN)₂)). החמצן בתגובה פועל כחומר חמצון, המקל על המסת הזהב. תגובה זו מתרחשת בדרך כלל במיכלי שטיפה גדולים, שבהם תערובת העפרה-ציאניד מערבבת ברציפות כדי להבטיח מגע אחיד ותגובה יעילה.

הַפרָדָה

לאחר שהזהב הומס בהצלחה בתמיסה, האתגר הבא הוא להפריד אותו מהעפרה הנותרת ומזיהומים אחרים. ישנן שתי שיטות נפוצות להשגת הפרדה זו.

שיטה אחת כוללת שימוש באבץ כדי להוציא את הזהב מהתמיסה. אבץ מתווסף לתמיסת הזהב-ציאניד, והוא מגיב עם קומפלקס הזהב-ציאניד. בתגובה זו, אבץ דוחק את הזהב בקומפלקס, ויוצר קומפלקס אבץ-ציאניד והופך את הזהב בחזרה לצורה מוצקה. לאחר מכן ניתן להפריד בקלות את הזהב המוצק מהתמיסה באמצעות סינון או טכניקות הפרדה אחרות.

שיטה נוספת הנמצאת בשימוש נרחב היא שימוש בפחם פעיל כדי לספוג את קומפלקס הזהב-ציאניד מהתמיסה. לפחם פעיל שטח פנים גדול וזיקה גבוהה לקומפלקס הזהב-ציאניד. התמיסה מועברת דרך מצע של פחם פעיל, וקומפלקס הזהב-ציאניד נצמד לפני השטח של הפחמן. לאחר מכן, הפחמן העמוס בזהב עובר עיבוד נוסף כדי להפיק את הזהב. זה יכול לכלול תהליכים כגון דסורפציה, שבהם הזהב מוסר מהפחמן באמצעות תמיסה כימית מתאימה, ולאחר מכן אלקטרוליזה כדי להשיג זהב טהור.

יתרונות השימוש בנתרן ציאניד בכריית זהב

השימוש בנתרן ציאניד בכריית זהב מציע מספר יתרונות ברורים שהפכו אותו לשיטה המועדפת ברוב פעולות כריית הזהב המסחריות.

עלות - אפקטיביות

נתרן ציאניד זול יחסית בהשוואה לשיטות רבות אחרות להפקת זהב. יעילות כלכלית זו מהווה יתרון משמעותי, במיוחד עבור חברות כרייה העוסקות בפעילות בקנה מידה גדול או עפרות באיכות נמוכה. לדוגמה, בעת כריית עפרות באיכות נמוכה שבהן תכולת הזהב היא רק חלקים בודדים למיליון, שימוש בשיטות הפקה חלופיות עשוי להיות יקר באופן בלתי אפשרי. לעומת זאת, השימוש בנתרן ציאניד מאפשר הפקת זהב מעפרות אלו בעלות סבירה, מה שהופך את פעילות הכרייה לכדאית מבחינה כלכלית.

יעילות גבוהה

שטיפת ציאניד יעילה מאוד בהפקת זהב מעפרה. במקרים רבים, ניתן להשיג שיעורי הפקת זהב העולים על 90%. יעילות גבוהה זו פירושה שניתן להפיק יותר זהב מהעפרה, מה שמגדיל משמעותית את רווחיות פעילות הכרייה. היכולת להפיק אחוז גדול מהזהב הקיים בעפרה מפחיתה בזבוז וממקסם את ערך המשאבים הנכרים.

מְסִיסוּת

לנתרן ציאניד מסיסות מצוינת במים. תכונה זו מאפשרת לו להתפשט במהירות ולהגיב עם הזהב בעפרה, ובכך להאיץ את תהליך המיצוי. במיכלי ההשטפה, נתרן ציאניד מסיס יכול לחדור במהירות לעפרה האבקתית הדקיקה, לבוא במגע עם חלקיקי הזהב ולהקל על היווצרות קומפלקס הזהב-ציאניד המסיס. אופיו המהיר של נתרן ציאניד תורם ליעילות הכוללת של תהליך מיצוי הזהב.

שיקולי בטיחות ואיכות הסביבה

בעוד שציאניד נתרן הוא כלי רב עוצמה בכריית זהב, חשוב לציין שמדובר בחומר כימי רעיל ביותר. עם זאת, תעשיית הכרייה יישמה פרוטוקולי בטיחות מחמירים כדי להבטיח טיפול בטוח בציאניד נתרן.

בטיחות בטיפול

בצפון אמריקה ובאוסטרליה, לא היה מקרה מוות הקשור לציאניד בקרב עובדי מכרות מזה למעלה מ-100 שנה, הודות לאמצעי בטיחות מחמירים אלה. בעת טיפול בנתרן ציאניד, העובדים נדרשים ללבוש ציוד מגן מתאים. זה כולל מסכות להגנה מפני אבק או גזים הנישאים באוויר המכילים כמויות זעירות של ציאניד. כפפות וביגוד מגן נלבשים גם כן כדי למנוע מגע עורי עם הכימיקל. בנוסף, ניתנת הכשרה מתאימה לכל העובדים המעורבים בטיפול ובשימוש בנתרן ציאניד. הם מקבלים הדרכה על הסכנות הפוטנציאליות של הכימיקל ועל ההליכים הנכונים לטיפול בו כדי למזער סיכונים.

השפעה סביבתית והפחתת השפעות

מנקודת מבט סביבתית, הדאגה העיקרית היא הפוטנציאל של ציאניד לחלחל למים עיליים. דגים ואורגניזמים ימיים אחרים רגישים הרבה יותר לציאניד מאשר בני אדם, ושימוש לא נכון בציאניד עלול להיות בעל השפעה הרסנית על מערכות אקולוגיות מקומיות. כדי להפחית סיכון זה, חברות כרייה משתמשות בשיטות שונות לניהול ולטפל בתמיסות המכילות ציאניד.

במכרות רבים יש מתקני טיהור באתר לניקוי רעלים של ציאניד לפני פליטת מים כלשהם. מתקני טיהור אלה משתמשים בתהליכים כימיים כדי לפרק את הציאניד לחומרים פחות מזיקים. בנוסף, קיימות מערכות בלימה כדי למנוע שחרור מקרי של תמיסות המכילות ציאניד. לדוגמה, בריכות מרופדות ומיכלי אחסון משמשים לאחסון תמיסות ציאניד, ומתבצע ניטור קפדני כדי לזהות דליפות או שפיכות באופן מיידי.

סיכום

נתרן ציאניד היה, וממשיך להיות, כימיקל חיוני בתעשיית כריית הזהב. יכולתו הייחודית להפיק ביעילות זהב מעפרה בעלות נמוכה יחסית הפכה אותו לחלק בלתי נפרד מפעילות כריית זהב מודרנית. בעוד ששימוש בו קשור לחששות בטיחותיים וסביבתיים, תעשיית הכרייה עשתה התקדמות משמעותית בפיתוח נהלי טיפול בטוחים ואסטרטגיות ניהול סביבתי יעילות. ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתפתח, יהיה מעניין לראות אם יופיעו שיטות חדשות להפקת זהב. עם זאת, בעתיד הנראה לעין, נתרן ציאניד צפוי להישאר שחקן מפתח במסע לפתיחת ערך הזהב מעפרה.