טכנולוגיות בקרת זיהום עבור נתרן ציאניד בתעשיית הזהב

מבוא

השמיים תעשיית הזהב הסתמכה על זה זמן רב סודיום ציאניד בתהליך המיצוי בשל יעילותו בהמסת זהב מעפרות, אפילו כאלה בדרגה נמוכה. מאז יישומה הראשון בשנת 1887 להפקת זהב וכסף, שיטת הציאנידציה הפכה למיינסטרים במגזר כריית הזהב העולמי. התגובה הכימית הבסיסית המעורבת היא 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na(Au(CN)₂) + 4NaOH, כאשר הזהב בעפרה מגיב עם ציאניד יונים בנוכחות חמצן ליצירת קומפלקסים מסיסים של ציאניד זהב. עם זאת, השימוש ב סודיום ציאניד מביא סיכוני זיהום משמעותיים, מה שהופך את הפיתוח והיישום של שליטת זיהום טכנולוגיות קריטיות.

חששות סביבתיים ובטיחותיים הקשורים לנתרן ציאניד

רעילות וזיהום סביבתי

ציאניד הוא חומר רעיל ביותר. פסולת ציאניד נתרן נוזלית עלולה לגרום לזיהום חמור של הסביבה. אפילו בכמויות קטנות, היא עלולה להיות קטלנית לחיים ימיים ולהוות איום על בריאות האדם אם היא מזהמת מקורות מים. בתהליך הפקת הזהב, סילוק לא נכון של פסולת המכילה ציאניד עלול להוביל לזיהום קרקע, מי שטח ומי תהום. לדוגמה, באזורי כריית זהב מסוימים, דליפת פסולת עשירה בציאניד הביאה למותם של דגים בנהרות סמוכים ולירידה באיכות המים, דבר המשפיע על מקורות המחיה של קהילות מקומיות התלויות במים.

סיכוני בטיחות בטיפול

ההובלה, האחסון והשימוש של סודיום ציאניד דורשים אמצעי בטיחות מחמירים. זהו חומר כימי מיוחד הדורש רישיון יבוא ותעודת משתמש סופי לפני הייבוא. במהלך האחסון, אין להניחו יחד עם חומצות, ניטריטים, ניטרטים וחומרים אחרים, שכן חשיפה לסביבה חומצית עלולה לגרום לשחרור גז מימן ציאניד רעיל, מה שמפחית את איכות המוצר ואת יעילות השימוש. יש לאחסן אותו במקום מאוורר ויבש, רצוי במחסן מיוחד או בארון מיוחד עם נעילה כפולה. יש צורך בבדיקות, תחזוקה ובקרה שוטפות של הטמפרטורה והלחות של מקום האחסון, יחד עם אמצעי אוורור או ייבוש מתאימים. יש לצייד את אזור האחסון גם במסכות גז, מסכות, ציוד מגן אישי וציוד כיבוי אש תואמים. תאונות במהלך הטיפול, כגון דליפות או נזילות, עלולות להיות בעלות השלכות הרסניות על העובדים ועל הסביבה הסובבת.

טכנולוגיות בקרת זיהום

הפחתת מקור

1. אופטימיזציה של תהליכים

• חלק ממכרות הזהב מאמצים תהליכי מיצוי חדשים כדי להפחית את השימוש בציאניד נתרן. לדוגמה, נבחנים פיתוח ויישום של חומרי מיצוי שאינם ציאנידים. למרות ששיטת הציאנידציה היא הדומיננטית, טכנולוגיות חלופיות כמו שימוש בחומרי מיצוי מבוססי תיוסולפט מראות פוטנציאל. חומרים שאינם ציאנידים אלה יכולים להפיק זהב בתנאים מסוימים ללא סיכוני הרעילות הגבוהים הכרוכים בציאניד.

• גישה נוספת היא לשפר את תהליך עיבוד העפרות. באמצעות טכניקות טחינה והפרדה יעילות יותר, הזהב בעפרה יכול להיות מרוכז יותר לפני שלב ההשטפה. זה מפחית את כמות העפרה שיש לטפל בה בציאניד, ובכך מקטין את צריכת הציאניד הכוללת.

2. שדרוגי ציוד

• שדרוג ציוד יכול גם לתרום להפחתת מקורות. לדוגמה, ציוד מודרני לחילוץ זהב מתוכנן להיות בעל לולאה סגורה יותר, מה שממזער את הפוטנציאל לדליפת ציאניד. מיכלי שטיפה מתקדמים עם מנגנוני איטום מתקדמים יכולים למנוע דליפת גזים ונוזלים המכילים ציאניד במהלך תהליך החילוץ.

בקרת תהליכים

1. ניטור והתאמת השימוש בציאניד

• מערכות ניטור בזמן אמת מותקנות בפעילות כריית זהב רבות כדי לשלוט בכמות הציאניד הנמצאת בשימוש. מערכות אלו יכולות לנתח את הרכב העפרה ולהתאים את מינון הציאניד בהתאם. לדוגמה, אם תכולת הזהב בעפרה נמוכה יותר, המערכת יכולה להפחית את כמות הציאניד שנוספה, תוך הבטחת מיצוי יעיל.

• בנוסף, ניטור מתמיד של ריכוז הציאניד בתמיסת ההשטפה מאפשר התאמה מהירה. אם ריכוז הציאניד גבוה מדי, זה לא רק מבזבז משאבים אלא גם מגביר את הסיכון לזיהום. על ידי שמירה על ריכוז ציאניד אופטימלי, ניתן למקסם את יעילות החילוץ תוך מזעור ההשפעה הסביבתית.

2. טיפול בפסולת ביניים

• טכנולוגיות לטיפול בפסולת ביניים הנוצרת במהלך תהליך הפקת הזהב הן גם חלק מבקרת התהליך. לדוגמה, במקרה של תמיסות פסולת המכילות ציאניד וזיהומים אחרים, ניתן להשתמש בשיטות כמו חילוף יונים כדי להסיר ולהפיק מתכות יקרות ערך תוך הפחתת תכולת הציאניד. זה לא רק מסייע בהשבת משאבים אלא גם מפחית את רעילות הפסולת לפני טיפול נוסף או סילוק.

טיפול בשפכים

1. חמצון כימי

• חמצון כימי הוא שיטה נפוצה לטיפול בשפכים המכילים ציאניד. טיפול במי חמצן נמצא בשימוש נרחב. כאשר מי חמצן מגיבים עם פסולת ציאניד נתרן, נוצרים סודיום ביקרבונט וגז אמוניה. תהליך חמצון ופירוק זה יעיל וחסכוני יחסית. ניתן להשתמש גם בחומרי חמצון אחרים כמו אוזון. לאוזון יכולת חמצון חזקה והוא יכול לפרק במהירות תרכובות ציאניד בשפכים, ולהמיר אותן לחומרים פחות מזיקים.

2. טיפול ביולוגי

• שיטות טיפול ביולוגיות גם הן צצות כאופציה בת קיימא. חיידקים ומיקרואורגניזמים מסוימים יכולים לפרק תרכובות ציאניד. במערכת טיפול ביולוגית מתוכננת היטב, ניתן לגדל מיקרואורגניזמים אלה בכור שבו מועברים שפכים המכילים ציאניד. המיקרואורגניזמים מפרקים את הציאניד לפחמן דו-חמצני, אמוניה וחומרים בלתי מזיקים אחרים. שיטה זו ידידותית יותר לסביבה מכיוון שהיא אינה מכניסה מזהמים כימיים נוספים, אך היא דורשת בקרה קפדנית על תנאי הסביבה כגון טמפרטורה, pH וזמינות חומרים מזינים כדי להבטיח את הצמיחה והפעילות התקינים של המיקרואורגניזמים.

ניהול פסולת מוצקה

1. סילוק בטוח של ציאניד - המכיל פסולת

• עבור פסולת המכילה ציאניד, סילוק נאות הוא חיוני. גישה אחת היא להשתמש במטמנות מאובטחות שנועדו למנוע דליפת ציאניד לסביבה. אתרי הטמנה אלה מרופדים בשכבות מרובות של חומרים אטומים, כגון חרסית וממברנות סינתטיות, כדי לעצור את נדידת מזהמים המכילים ציאניד.

• אפשרות נוספת היא טיפול בפסולת כדי להפחית את תכולת הציאניד שלה לפני סילוקה. ניתן להשתמש בטכניקות כמו ייצוב כימי כדי לקשור את הציאניד בפסולת, מה שמפחית את הסיכוי שלה לדליפה לסביבה.

2. שחזור משאבים מפסולת

• בנוסף לסילוק בטוח, נעשים מאמצים להפקת משאבים יקרי ערך מפסולת המכילה ציאניד. באמצעות טכניקות הפרדה מתקדמות, ניתן להפיק זהב ומתכות אחרות שעדיין עשויות להימצא בפסולת. זה לא רק מפחית את ההשפעה הסביבתית של הפסולת אלא גם מספק תועלת כלכלית נוספת. לדוגמה, חלק מהמכרות משתמשים בשיטות הפרדה באמצעות ציפה ומגנטית כדי להפקת זהב ומינרלים אחרים מהפסולת, תוך מזעור פסולת ומיקסום ניצול משאבים.

מקרים לדוגמא

בקשת כריית Zijin

חברת Zijjin Mining יישמה בהצלחה את שיטת הציאנידציה באמצעות נתרן ציאניד במכרה הזהב Zijjinshan. על ידי ריסוס תמיסת ציאניד (תמיסת נתרן ציאניד) על עפרות הזהב הנמעכות, הם השיגו הפקת זהב בעלות נמוכה. עם זאת, הם גם מקדישים תשומת לב רבה לבקרת זיהום. הם התקינו מערכות מתקדמות לטיפול בשפכים המשתמשות בשילוב של חמצון כימי ושיטות טיפול ביולוגיות כדי להבטיח שהשפכים המכילים ציאניד עומדים בתקנים סביבתיים מחמירים לפני השחרור. מבחינת ניהול פסולת מוצקה, הם הקימו מתקני אחסון פסולת מאובטחים עם ציפוי מתאים ומערכות ניטור כדי למנוע דליפת ציאניד.

מכרה הזהב של האזור הצחיח המערבי

במכרה זהב באזור הצחיח המערבי, ערימת מורשת היסטורית - שאריות ציאניד - היו דאגה סביבתית מרכזית. השאריות, שלא טופלו במשך זמן רב, היוו סיכון לזיהום הקרקע ומי התהום שמסביב. כדי לטפל בבעיה זו, אומצה שיטת איטום וחסימה באתר. השאריות כוסו בשכבות מרובות של חומרים אטומים, כולל חרסית וגיאומברנות. זה חסם ביעילות את דיפוזיה וחלחול של מזהמים דרך גשמים. לאחר יישום הפרויקט, תוצאות הניטור הראו כי ריכוז הציאניד ומזהמים אחרים בסביבה שמסביב ירד משמעותית, ובכך השיג את יעדי ההנדסה הצפויים.

מגמות עתידיות

1. פיתוח טכנולוגיות לחילוץ ללא ציאניד

• תעשיית הזהב צפויה לראות מאמצי מחקר ופיתוח רבים יותר המתמקדים בטכנולוגיות מיצוי ללא ציאניד. ככל שהתקנות הסביבתיות מחמירות והמודעות הציבורית להגנת הסביבה גוברת, הביקוש לשיטות מיצוי לא רעילות יגדל. הדבר עשוי להוביל למסחור של חומרי שטיפה ותהליכים חדשים ללא ציאניד בעתיד הקרוב.

2. שילוב של מערכות ניטור ובקרה מתקדמות

• מערכות ניטור ובקרה מתקדמות ימלאו תפקיד חשוב יותר ויותר בתעשיית הזהב. השימוש בטכנולוגיית האינטרנט של הדברים (IoT), לדוגמה, יכול לאפשר ניטור בזמן אמת של צריכת ציאניד, איכות שפכים ומצב מתקני אחסון פסולת. ניתן לנתח נתונים אלה בזמן אמת, מה שיאפשר התאמות מיידיות בתהליך החילוץ כדי למזער זיהום ולהבטיח בטיחות.

3. גישות של כלכלה מעגלית

• יהיה דגש גדול יותר על גישות של כלכלה מעגלית בתעשיית הזהב. זה כולל לא רק את הפקת הזהב ומתכות יקרות הערך האחרות מפסולת, אלא גם את מיחזור ושימוש חוזר במים ומשאבים אחרים בתהליך החילוץ. על ידי הפחתת פסולת ומיקסום ניצול משאבים, תעשיית הזהב יכולה להפוך לקיימא וידידותית יותר לסביבה.

לסיכום, טכנולוגיות בקרת זיהום עבור נתרן ציאניד בתעשיית הזהב חיוניות להפחתת הסיכונים הסביבתיים והבטיחותיים הכרוכים בהפקת זהב. באמצעות שילוב של צמצום מקורות, בקרת תהליכים, טיפול בשפכים וניהול פסולת מוצקה, תעשיית הזהב יכולה להמשיך לפעול תוך מזעור השפעתה על הסביבה. עם פיתוח טכנולוגיות חדשות ואימוץ שיטות בנות קיימא יותר, עתידה של תעשיית הזהב יכול להיות ידידותי יותר לסביבה ובר קיימא.