מיצוי זהב באמצעות ציאנידציה: התמקדות בתהליך ציאנידציה באמצעות פרקולציה

מבוא

לזהב תמיד היה ערך משמעותי לאורך ההיסטוריה האנושית, לא רק בשל השימוש בו בתכשיטים אלא גם בתעשיות שונות כמו אלקטרוניקה, רפואת שיניים וחלל. הפקת זהב מעפרותיו היא תהליך מורכב, כאשר ציאנידציה היא אחת השיטות הנפוצות ביותר. הפקת זהב ציאנידציה כרוכה בשימוש ציאניד תמיסות להמסת זהב מהעפרה. תהליך זה עובד מכיוון שלזהב יש את היכולת ליצור קומפלקסים יציבים עם יוני ציאניד. מאמר זה מתעמק בתהליך הציאנידציה, עם דגש מיוחד על ציאנידציה של חלחול שִׁיטָה.

הבנת מיצוי זהב ציאנידציה

עקרון הציאנידציה

העיקרון הבסיסי של ציאנידציה מבוסס על תגובה של זהב עם ציאניד בנוכחות חמצן. כאשר זהב בא במגע עם תמיסת ציאניד ויש חמצן זמין, מתרחשת תגובה כימית. באמצעות תגובה זו, הזהב מתחמצן ויוצר קומפלקס מסיס. יוני הציאניד ממלאים תפקיד מכריע בתהליך זה על ידי קשירה ליוני הזהב, מה שגורם להם להתמוסס בתמיסה. מסיסות זו מאפשרת הפרדת זהב ממטריצת העפרה, שהיא השלב הראשון בהפקת זהב מעפרה גולמית.

תהליך כללי של ציאנידציה

תהליך הציאנידציה מורכב בדרך כלל מכמה שלבים עיקריים:

1. הכנת עפרותהעפרה נמחצת תחילה ונטחנת לגודל חלקיקים מתאים. שלב זה חיוני מכיוון שהוא מגדיל את שטח הפנים של העפרה, ומאפשר מגע טוב יותר עם תמיסת הציאניד. התהליך עשוי לכלול מספר שלבים של ריסוק וטחינה כדי להשיג את מידת הדקיקות הרצויה.

2. שטיפת ציאנידלאחר הכנת העפרה, היא עוברת שטיפה באמצעות תמיסת ציאניד. ישנן שיטות שטיפה שונות, כאשר שני סוגים עיקריים הם ציאנידציה באמצעות עריצה וציאנידציה באמצעות חלחול. בציאנידציה באמצעות עריצה, העפרה מעורבבת עם תמיסת הציאניד במיכלי עריצה. ציאנידציה באמצעות חלחול, שהיא מוקד מאמר זה, כרוכה בתמיסת הציאניד המחלחלת דרך מצע העפרה.

3. הפרדת זהב - פתרון מיסביםלאחר השלמת תהליך השטיפה, יש להפריד את התמיסה המכילה זהב מהשאריות המוצקות. ניתן להשיג זאת באמצעות שיטות כגון סינון או שיקוע.

4. שחזור זהבלאחר הפרדת התמיסה המכילה זהב, נעשה שימוש בטכניקות שונות כדי להפיק את הזהב ממנה. שיטות נפוצות כוללות שקיעת אבץ, שבה מוסיפים אבץ לתמיסה כדי לדחוק את הזהב מהקומפלקס, וליצור חלקיקי זהב מוצקים. שיטה נוספת היא ספיחת פחם פעיל, שבה משתמשים בפחם פעיל כדי לספוח את קומפלקס הזהב מהתמיסה, אשר לאחר מכן עוברת עיבוד נוסף כדי לקבל זהב טהור.

תהליך ציאנידציה של פרקולציה

כיצד פועלת ציאנידציה של פרקולציה

ציאנידציה באמצעות חלחול היא תהליך שבו תמיסת ציאניד מדוללת מוזגת דרך מצע של עפרה כתושה או מגוררת. העפרה מונחת בדרך כלל במיכל גדול, כגון בור שטיפה או ערימה. תמיסת הציאניד מתפזרת באופן שווה על פני מצע העפרה ולאחר מכן מטפטפת באיטיות דרך העפרה עקב כוח הכבידה. כאשר התמיסה עוברת דרך העפרה, הציאניד מגיב עם הזהב הקיים בעפרה ויוצר קומפלקס מסיס של זהב-ציאניד. קומפלקס זה נאסף לאחר מכן בתחתית המיכל.

רכיבים ושלבים מרכזיים בציאנידציה של פרקולציה

1. הכנת עפרות לציאנידציה של חלחול:

• ריסוק והקרנההעפרה נכתשת תחילה לגודל חלקיקים גס יחסית, בדרך כלל בטווח של כמה סנטימטרים עד כמה מילימטרים. זאת על מנת להבטיח שיש מספיק חללים בשכבת העפרה כדי שתמיסת הציאניד תוכל לחלחל דרכה. לאחר הריסוק, ניתן לסנן את העפרה כדי להסיר חלקיקים גדולים מדי.

• אגלומרציה (אופציונלי)במקרים מסוימים, במיוחד עבור עפרות בעלות תכולת חרסית גבוהה או חומרים בעלי גרגירים עדינים, ייתכן שיהיה צורך באגלומרציה. אגלומרציה כרוכה בהוספת חומר מקשר, כגון צמנט או סיד, לעפרה ובערבוב שלה עם מים. זה מסייע ביצירת חלקיקים גדולים ויציבים יותר, משפר את חדירות מצע העפרה ומונע סתימת נקבוביות במהלך תהליך החלחול.

2. הגדרת שטיפה:

• בריכות שטיפה או שטיפה בערימה:

• בורות שטיפהעבור פעולות בקנה מידה קטן יותר או עפרות באיכות גבוהה יותר, משתמשים בדרך כלל בבורות שטיפה. אלו הם מיכלים גדולים ומרופדים שבהם מונחת העפרה. הבורות מצוידים בתחתית שקרית, המאפשרת לתמיסת הציאניד להצטבר מתחת לשכבת העפרה מבלי לשאת את החלקיקים המוצקים. תמיסת הציאניד מוכנסת לראש הבורה, באמצעות מערכת ריסוס או פשוט על ידי שפיכה על העפרה.

• שטיפת ערימהשטיפת ערימה מתאימה יותר לפעולות בקנה מידה גדול ולעפרות באיכות נמוכה. בשטיפת ערימה, העפרה נערמת על גבי בטנה אטומה על הקרקע. הערימה יכולה להיות גדולה למדי, ולפעמים לכסות כמה דונם. תמיסת הציאניד מחולקת על פני הערימה באמצעות רשת של ממטרות או מערכות השקיה בטפטוף.

• הכנת תמיסת ציאנידתמיסת הציאניד המשמשת בציאנידציה של פרקולציה היא בדרך כלל תמיסה מדוללת של סודיום ציאניד או אשלגן ציאניד, עם ריכוז שבדרך כלל נע בין 0.01% ל-0.1% לפי משקל. התמיסה עשויה להכיל גם תוספים אחרים, כגון סיד, כדי להתאים את רמת ה-pH של התמיסה. שמירה על רמת pH תקינה היא קריטית, מכיוון שהיא משפיעה על יציבות הציאניד ועל קצב המסת הזהב. רמת ה-pH האופטימלית לציאנידציה היא בדרך כלל סביב 10-11.

3. חלחול ודליפה:

• הפצת פתרונותתמיסת הציאניד מתפזרת באופן שווה על פני מצע העפרה. במקרה של בריכות שטיפה, ניתן להשיג זאת באמצעות צינור מחורר או מערכת זרבובית ריסוס. בשטיפה בערימה, ממטרות או מערכות השקיה בטפטוף מבטיחות שהתמיסה תגיע לכל חלקי הערימה.

• זמן שטיפהזמן השטיפה בציאנידציה באמצעות פרקולציה יכול להשתנות באופן משמעותי בהתאם לגורמים כמו סוג העפרה, גודל החלקיקים וריכוז תמיסת הציאניד. באופן כללי, הוא יכול לנוע בין מספר ימים למספר שבועות. במהלך זמן זה, תמיסת הציאניד מחלחלת ברציפות דרך העפרה, מגיבה עם הזהב וממיסה אותו.

• ניטור ובקרהלאורך תהליך ההשטפה, חיוני לנטר פרמטרים שונים. זה כולל בדיקה קבועה של רמת החומציות (pH) של התמיסה, ריכוז הציאניד בתמיסה וכמות הזהב המומס בתמיסה. דגימות מהתמיסה נלקחות במרווחי זמן קבועים ומנותחות במעבדה. ניתן לבצע התאמות לרמת החומציות או לריכוז הציאניד במידת הצורך כדי לייעל את תהליך ההשטפה.

4. איסוף וטיפול בתמיסה להריון:

• אוספיםהתמיסה המכילה זהב, המכונה גם תמיסה מעורפלת, נאספת בתחתית מכל ההשטפה או ממערכת הניקוז בשטיפה באמצעות ערימה. בבורות שטיפה, התמיסה המעורפלת נשאבת דרך שסתום בתחתית התחתית השקופה. בשטיפה באמצעות ערימה, התמיסה נאספת בבורות מים או בריכות הממוקמות בתחתית הערימה.

• יַחַסלאחר האיסוף, התמיסה ההרה מטופלת כדי להפיק את הזהב. כפי שצוין קודם לכן, שיטות נפוצות כוללות שקיעת אבץ וספיחת פחם פעיל. בשקיעת אבץ, מוסיפים אבק אבץ או שבבי אבץ לתמיסה ההרה. האבץ מגיב עם קומפלקס הזהב-ציאניד, דוחק את הזהב ויוצר חלקיקי זהב מוצקים, אותם ניתן לסנן ולעבד אותם עוד. בספיחת פחם פעיל, התמיסה ההרה מועברת דרך עמודה מלאה בפחם פעיל. קומפלקס הזהב-ציאניד נספג על פני השטח של הפחמן, ולאחר מכן הפחמן מוסר מהעמודה ומעובד כדי להפיק את הזהב.

יתרונות וחסרונות של ציאנידציה באמצעות פרקולציה

יתרונות

1. התאמה לעפרות באיכות נמוכהציאנידציה באמצעות פרקולציה, ובמיוחד שטיפת ערימות, יעילה מאוד לטיפול בעפרות זהב באיכות נמוכה. מכיוון שהתהליך פשוט יחסית ואינו דורש טחינה נרחבת וציוד יקר לעיבוד עפרות עדינות, הוא יכול להיות כדאי כלכלית עבור עפרות שלא יהיה רווחי לעיבוד בשיטות מורכבות יותר.

2. עלויות הון ותפעול נמוכותבהשוואה לשיטות אחרות להפקת זהב, כגון ציאנידציה באמצעות ערבוב, הדורשות מיכלי ערבוב גדולים ויקרים וצריכת אנרגיה גבוהה לערבוב, לציאנידציה באמצעות חלחול עלויות הון נמוכות יותר. הציוד הנדרש, כגון בורות שטיפה או חומרי בניין פשוטים, זול יחסית. בנוסף, גם עלויות התפעול נמוכות יותר מכיוון שהיא צורכת פחות אנרגיה ודורשת פחות עבודה לתפעול היומיומי.

3. יתרונות סביבתיים (באופן יחסי)מבחינת השפעה סביבתית, לציאנידציה באמצעות חלחול יכולים להיות כמה יתרונות. לדוגמה, בשטיפת ערימה, העפרה אינה עוברת טחינה נרחבת, מה שמפחית את יצירת האבק הדק. כמו כן, השימוש בבורות שטיפת ערימה מרופדים או בטנות ערימה מסייע במניעת דליפת תמיסות המכילות ציאניד לסביבה. עם זאת, יש לציין כי ציאניד עדיין חומר רעיל ביותר, וניהול סביבתי נכון עדיין חיוני.

4. תהליך פשוטתהליך ציאנידציה באמצעות פרקולציה הוא פשוט יחסית וקל להבנה ותפעול. זה הופך אותו לנגיש לפעילות כרייה בקנה מידה קטן עם מומחיות טכנית מוגבלת.

חסרונות

1. קצב דליפה איטיאחד החסרונות העיקריים של ציאנידציה באמצעות חלחול הוא קצב השטיפה האיטי יחסית. בהשוואה לציאנידציה באמצעות עריצות, שבה העפרה מעורבבת באופן רציף עם תמיסת הציאניד, תהליך החלחול מסתמך על תנועה איטית של התמיסה דרך מצע העפרה. זה יכול לגרום לזמני שטיפה ארוכים יותר, שעשויים לא להתאים לפעולות הדורשות תפוקה גבוהה או מחזור מהיר.

2. התאוששות נמוכה של זהב במקרים מסוימיםקצב הפקת הזהב בציאנידציה באמצעות פרקולציה עשוי להיות נמוך יותר מזה של שיטות אחרות, במיוחד עבור עפרות בעלות מינרלוגיה מורכבת. אם הזהב מפוזר דק או נעול בתוך מינרלים אחרים, תמיסת הציאניד עלולה לא להיות מסוגלת לגשת לכל חלקיקי הזהב ביעילות, מה שיוביל לשיעורי הפקה נמוכים יותר.

3. רעילות ציאנידציאניד הוא חומר רעיל ביותר, והשימוש בו בציאנידציה באמצעות פרקולציה מהווה סיכונים סביבתיים ובטיחותיים משמעותיים. כל דליפה או טיפול לא נכון בתמיסות המכילות ציאניד עלולים להיות בעלי השלכות חמורות על הסביבה ועל בריאות האדם. יש לפעול לפי אמצעי בטיחות ותקנות סביבתיות מחמירים כדי למזער סיכונים אלה.

4. רגישות למאפייני עפרותהצלחת תהליך הציאנידציה באמצעות חלחול תלויה במידה רבה בתכונות העפרה. עפרות בעלות תכולת חרסית גבוהה, למשל, עלולות לגרום לבעיות בחדירות של מצע העפרה, מה שמוביל לזרימת תמיסה לקויה ולשטיפה לא יעילה. בנוסף, עפרות המכילות מינרלים מסוימים שיכולים להגיב עם ציאניד, כגון מינרלים המכילים נחושת, עלולות לצרוך ציאניד ולהפחית את יעילות תהליך השטיפה.

השוואה עם שיטות אחרות של הפקת זהב

השוואה עם ציאנידציה באמצעות תסיסה

1. יעילות שטיפהציאנידציה באמצעות עריבול בדרך כלל בעלת יעילות שטיפה גבוהה יותר בהשוואה לציאנידציה באמצעות חלחול. בציאנידציה באמצעות עריבול, הערבוב המתמשך של העפרה ותמיסת הציאניד מבטיח מגע טוב יותר בין השניים, וכתוצאה מכך המסה מהירה יותר של הזהב. זה יכול להוביל לזמני שטיפה קצרים יותר ולשיעורי הפקת זהב גבוהים יותר, במיוחד עבור עפרות עם תכולת זהב גבוהה או מינרלוגיה מורכבת.

2. ציוד ועלותציאנידציה באמצעות ערבוב דורשת ציוד מורכב ויקר יותר, כולל מיכלי ערבוב גדולים, מנועים רבי עוצמה לערבוב ומערכות שאיבת תרחיף מתוחכמות. כתוצאה מכך, עלויות הון גבוהות יותר. לעומת זאת, ציאנידציה באמצעות חלחול דורשת ציוד פשוט יותר, כגון בורות שטיפה או ערימות בסיסיות - חומרי בניין, מה שהופך אותה לחסכונית יותר מבחינת השקעות הון. עם זאת, עלויות התפעול של ציאנידציה באמצעות ערבוב אינן בהכרח גבוהות יותר, מכיוון שזמני השטיפה הקצרים יותר עשויים לקזז את צריכת האנרגיה הגבוהה יותר לערבוב.

3. התאמה לסוגי עפרותציאנידציה באמצעות ערבוב מתאימה יותר לעפרות הדורשות טחינה עדינה ועיבוד אינטנסיבי, כגון עפרות זהב עשירות בסולפיד. ציאנידציה באמצעות פרקולציה, לעומת זאת, מתאימה יותר לעפרות מחומצנות באיכות נמוכה שניתן לעבד אותן במצב גס יותר.

השוואה עם שיטות מיצוי זהב ללא ציאניד

1. השפעה על הסביבהשיטות מיצוי זהב שאינן ציאנידיות, כגון שטיפת תיאוראה או שטיפה ביולוגית, נחשבות לעיתים קרובות ידידותיות יותר לסביבה מכיוון שהן אינן משתמשות בציאניד רעיל ביותר. עם זאת, לשיטות אלו יש גם אתגרים סביבתיים משלהן. לדוגמה, תיאוראה עלולה להזיק לסביבה אם לא מנוהלת כראוי, ושטיפה ביולוגית עשויה לדרוש תנאי סביבה ספציפיים וזמני עיבוד ארוכים יותר. ציאנידציה באמצעות פרקולציה, למרות השימוש בציאניד, ניתנת לניהול באופן אחראי לסביבה עם בלימה וטיפול נאותים בתמיסות המכילות ציאניד.

2. עלות ויעילותשיטות שאינן מבוססות ציאניד עשויות להיות בעלות גבוהה יותר מבחינת ריאגנטים או צריכת אנרגיה. לדוגמה, תיאוראה יקרה יותר מציאניד, ושטיפה ביולוגית עשויה לדרוש תרביות מיקרוביאליות מיוחדות ותנאי סביבה מבוקרים, מה שיכול להגדיל את העלויות. מבחינת יעילות, ציאנידציה, כולל ציאנידציה באמצעות חלחול, בדרך כלל בעלת שיעור הפקת זהב גבוה יותר בהשוואה לשיטות מסוימות שאינן מבוססות ציאניד, במיוחד עבור עפרות זהב מסורתיות.

סיכום

ציאנידציה באמצעות פרקולציה היא שיטה חשובה בתעשיית הפקת הזהב, במיוחד לטיפול בעפרות זהב באיכות נמוכה ומחומצנות. פשטותה, עלותה הנמוכה יחסית והתאמתה לסוגים מסוימים של עפרות הופכים אותה לתהליך בעל ערך. עם זאת, היא אינה חפה מחסרונות, כגון קצב שטיפה איטי, פוטנציאל להפקת זהב נמוכה יותר וסיכונים סביבתיים ובטיחותיים הכרוכים בשימוש בציאניד. ככל שתעשיית הכרייה ממשיכה להתפתח, נעשים מאמצים לשיפור תהליך הציאנידציה באמצעות פרקולציה, כגון באמצעות אפיון טוב יותר של עפרות, אופטימיזציה של פרמטרי התהליך ופיתוח דרכים יעילות וידידותיות לסביבה יותר לניהול ציאניד. בנוסף, מחקר על שיטות הפקת זהב חלופיות שיכולות להתגבר על מגבלות הציאנידציה נמשך גם הוא. למרות אתגרים אלה, ציאנידציה באמצעות פרקולציה צפויה להמשיך למלא תפקיד משמעותי בייצור זהב בעתיד הנראה לעין, במיוחד באזורים עם משאבי זהב באיכות נמוכה בשפע.