กระบวนการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์และการทดแทนผงสังกะสี

กระบวนการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์แบบดั้งเดิมนั้นประกอบด้วยขั้นตอนหลัก 3 ขั้นตอน ได้แก่ การชะล้าง การล้าง และการแทนที่ (การตกตะกอน)

1. การชะล้าง

การชะล้างเป็นกระบวนการที่ทองคำแท่งในแร่ละลายในสารละลายไซยาไนด์ที่มีออกซิเจน ปัจจุบัน กระบวนการ อุปกรณ์ การจัดการ และการดำเนินการมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ดังที่ได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ การละลายทองคำในสารละลายไซยาไนด์ที่มีออกซิเจนเป็นกระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี

ในกระบวนการชะล้าง จะใช้สารเคมีหลักสองประเภท ได้แก่ไซยาไนด์และด่างป้องกัน

(1) ไซยาไนด์

ในอุตสาหกรรมสารไซยาไนด์ที่นิยมใช้ในการสกัดทองคำด้วยกระบวนการไซยาไนเดชัน ได้แก่ โพแทสเซียมไซยาไนด์ (KCN), โซเดียมไซยาไนด์ (NaCN), แคลเซียมไซยาไนด์ [Ca(CN)₂] และแอมโมเนียมไซยาไนด์ (NH₄CN)

โซเดียมไซยาไนด์เป็นสารไซยาไนด์ที่ใช้กันมากที่สุดในกระบวนการผลิต เป็นผงสีขาวที่มีความเป็นพิษสูง และโซเดียมไซยาไนด์ ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ มักถูกอัดเป็นก้อนทรงกลมหรือทรงบล็อก

ในทางอุตสาหกรรม สารละลายไซยาไนด์ยังใช้เป็นสารละลายสำหรับการสกัดด้วยความร้อน เป็นส่วนผสมที่เกิดจากการหลอมแคลเซียมไซยาไนด์ เกลือ และโค้กในเตาไฟฟ้า นอกจากจะมี Ca(CN)₂ และ NaCN อยู่ประมาณ 40% - 45% แล้ว ยังมีสิ่งเจือปนบางอย่างที่เป็นอันตรายต่อกระบวนการไซยาไนเดชัน เช่น ซัลไฟด์ที่ละลายน้ำได้ คาร์บอน และสิ่งเจือปนที่ไม่ละลายน้ำบางชนิด ข้อดีคือราคาถูก แต่ต้องใช้ปริมาณมาก ประมาณ 2 - 2.5 เท่าของโซเดียมไซยาไนด์เพื่อกำจัดผลกระทบจากสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย ควรทำการเตรียมการก่อนใช้สารละลายไซยาไนด์ วิธีการเตรียมการ ได้แก่ การกวนอย่างแรงด้วยอากาศ หรือการเติมเกลือตะกั่วในปริมาณที่เหมาะสมลงในสารละลาย

ในทางทฤษฎี โซเดียมไซยาไนด์เพียง 0.5 กรัมก็ละลายทองคำ 1 กรัมได้แล้ว อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง ปริมาณการใช้ไซยาไนด์จะมากกว่าปริมาณเชิงทฤษฎีถึง 20-200 เท่า หรืออาจมากกว่านั้นก็ได้ ปริมาณการใช้ขึ้นอยู่กับปริมาณขององค์ประกอบอื่นๆ ในแร่ที่สามารถทำปฏิกิริยากับไซยาไนด์เป็นหลัก

2. ซักผ้า

การล้างเป็นกระบวนการใช้น้ำเพื่อล้างพื้นผิวของอนุภาคแร่และทองที่ละลายระหว่างอนุภาคแร่เพื่อแยกของแข็งออกจากของเหลวเพื่อกู้คืนสารละลายที่มีทองหลังจากการชะล้าง

3. การทดแทน

การแทนที่คือกระบวนการใช้ผงสังกะสีเพื่อลดและตกตะกอนทองคำจากสารละลายที่มีทองคำอยู่ เพื่อกู้คืนทองคำ ตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 การกู้คืนทองคำจากเยื่อไซยาไนด์เริ่มต้นด้วยการล้างเยื่อ จากนั้นทำให้ใสและกำจัดก๊าซออกจากสารละลายที่มีทองคำ การตกตะกอนทองคำจากสารละลายที่มีทองคำที่ใสแล้วมักใช้ วิธี การแทนที่ด้วยผงสังกะสี เสมอมา ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 วิธีการ "คาร์บอนในเยื่อ" โดยการเติมถ่านกัมมันต์ลงในเยื่อได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว ด้วยการวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้สารแลกเปลี่ยนไอออน วิธีการใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อดูดซับทองคำจากสารละลายไซยาไนด์หรือเยื่อไซยาไนด์ก็มีคุณค่าในทางปฏิบัติที่สำคัญเช่นกัน มีการวิจัยบางส่วนเกี่ยวกับการสกัดทองคำจากสารละลายไซยาไนด์ด้วยตัวทำละลาย เมื่อเติมกรดซัลฟิวริกลงในสารละลายไซยาไนด์ที่มีทองคำอยู่ ไอโซอะมิลแอลกอฮอล์สามารถใช้ในการสกัดทองคำได้ และอัตราการสกัดจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อสกัดด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริก 2 โมล/ลิตร ทองคำสามารถแยกออกจากสิ่งเจือปน เช่น สารหนูและเหล็กได้ การใช้ออกซีอัลคอกซีฟอสเฟตในการสกัดทองคำจากสารละลายด่างไซยาเนตให้ผลลัพธ์การสกัดที่น่าพอใจ และการใช้โซเดียมซัลไฟต์ในการสกัดกลับก็ให้ผลลัพธ์ที่ดีเช่นกัน เป็นต้น

โดยสรุป กระบวนการสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์มีประวัติศาสตร์อันยาวนานและการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วิธีการและสารเคมีที่แตกต่างกันมีคุณลักษณะและสถานการณ์การใช้งานเฉพาะของตนเอง และอุตสาหกรรมยังคงสำรวจและคิดค้นนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความประหยัดของการสกัดทองคำในขณะที่ยังคงรักษาสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยไว้ด้วย