کاربرد سیانور در استحصال طلا به روش سیانوراسیون | سیانوراسیون طلا

استحصال طلا به روش سیانوراسیون با استفاده از ترکیبات سیانیدی همانند سیانور سدیم یکی از روش های پر کاربرد در صنعت استخراج و استحصال طلا میباشد. قبل از پرداختن به روش های استخراج و بازیافت طلا به معرفی این عنصر زیبا و گرانبها میپردازیم.

در جدول تناوبی عناصر طلا با نماد Au در دوره ششم و گروه یازدهم از جدول دسته بندی میشود .این فلز فقط یک ایزوتوپ دارد که با نام طلای 197 شناخته میشود وجود خواص فیزیکی جالبی مثل رنگ زیبا و براقیت ،چکش خواری بالا ،طول عمر زیاد،چگالی بالا این فلز را به یکی از گرانبها ترین عناصر موجود در کره زمین بدل کرده است . طلا با عناصری مثل بیسموت ،سلنویم و تلوریم میتواند ترکیب شود .این فلز هدایت گرمایی و الکتریکی خوبی دارد و از خاصیت چکش خواری منحصر به فرد ،سهولت استخراج،و عدم خوردگی و حفظ رنگ و کیفیت این فلز را برای ساخت زیورالات به گزینه مناسبی تبدیل کرده است شاید برای شما جالب باشد که بدانید با 28 گرم طلا میتوان ورقی به مساحت 17 متر مربع ایجاد کرد.

این فلز مانند نقره به عنوان یک منبع مالی میتواند به صورت سکه یا شمش در اقتصاد جهانی معامله شود.از قرن 19 ام این فلز گرانبها به عنوان پشتوانه مالی و استاندارد پولی رایج شد به طوری که چیزی در حدود 45 درصد از ذخایر بانک های دنیا را به خود اختصاص داده است .این عنصر نقش مهمی در حفظ ارزش دارایی های دولت ها و روشی برای تبادلات مالی استفاده میشود.

فراوانی طلا در کره زمین

میتوان گفت تمام سنگ های آذرین حاوی طلا با غلظت های بسیار پایین هستند . و چیزی در حدود 0.005ppm از پوسته زمین را به خود اختصاص داده است .

استخراج طلا

شاید شما هم تصور کنید که هنگام استخراج طلا از معادن معدنچی ها با پس از حفر معدن با تکه های کوچک و بزرگ و درخشان طلا مواجه میشوند اما این تصور کاملا اشتباه است .به طور متوسط هم یک گرم طلا از 350 کیلوگرم خاک معدنی به دست می اید . علاوه بر این طلای استخراج شده از از معادن موجود در دنیا به عنوان محصول اصلی قلمداد میشود اما اغلب در معادن طلا در سراسر جهان در کنار طلا فلزات گرانبهای دیگری به عنوان محصول فرعی استحصال میشود.

محصولات ثانویه معادن طلا

مس ،نیکل و اورانیوم مثالی های از این مساله هستند . آمریکا ، کانادا و آفریقای جنوبی که معدن با ارزشی دارند در معادن طلای خود کانی فلزات با ارزش دیگری نیز به عنوان محصول ثانویه استخراج میکنند .در افریقای جنوبی اورانیوم به عنوان محصول ثانیوه در استحصال طلا معرفی میشود. در اغلب معادن موجود در امریکا مس به عنوان محصول ثانویه در کنار طلا استحصال میشود.همچنین در معدن طلای موجود افریقای جنوبی اورانیوم و در کانادا نیکل به عنوان محصول ثانویه استخراج می شود.

بیشتر بخوانید: تیزاب سلطانی چیست و چه کاربردی دارد؟

به طور کلی استخراج طلا از طریق دو روش انجام میشود

1- معادن روباز 2- معادن زیر زمینی .

معادن روباز

استخراج از معادن روباز به مراتب آسان تر است و نیاز به هزینه های عملیاتی و سرمایه گذاری به نسبت کمتری نسبت به استخراج از معادن زیر زمینی دارد .امار نشان دهنده این است که در حال حاضر چیزی نزدیک به 65 درصد از استخراج سنگ های حاوی طلا در امریکا از معادن روباز استخراج میشود و 35 درصد از معادن زیر زمینی.

مساله تعیین کننده بین دو روش استخراج از معادن روباز یا زیر زمینی هزینه های مرتبط با استخراج و بازیافت سنگ معدن است .

عامل مقایسه هزینه های استخراج معادن روباز و زیر زمینی در هزینه های مرتبط با باطله برداری است. در استخراج از معادن روباز هزینه باطله برداری بخشی از هزینه مربوط با هزینه های استخراج است .

طلا به عنوان یکی از فلزات گرانبها علاوه بر ایتفاده به عنوان زیورالات به عنوان پشتوانه مالی در سیستم بانکی هر کشوری در مهارم تورم نقش دارد .این ویژگی استخراج طلا را برای مهار کردن تورم بسیار پر اهمیت میسازد .اثرات طلا بر روی تورم زمانی ملموس و مشهود میشود که بتوان عملبات فراوری و استحصال آن را نیز از سنگ معدن استخراج شده انجام داد.

فروش طلای خام

طلا به صورت خام نیز به فروش میرسد این کار در بسیاری از نقاط جهان توسط معدنکاران انجام میشود. برای فروش طلای خام با فرایند های مکانیکی مثل لاوک شویی یا جدایی گرانشی، آسیا کردن و ملقمه سازی صورت میپذیرد.

ملقمه سازی

در این روش دوغابی از مانه طلا دار خرد شده بر روی ورقه های مسی جیوه اندود عبور داد میشود. سپس ملقمه طلا را برای SCRAPING به صورت دوره ای جدا میشود. این روش برای جدا کردن ذرات ریز طلا مناسب نیست و برای استحصال طلای بازمانده از روش سیانوری استفاده میشود.

فرایند سیانوراسیون

فرایند مک آرتور فارست برای سیانوراسیون طلا استفاده میشود . در این روش طی واکنش اسنر که در زیر ذکر شده است یک روش هیدرو متالورژی است تبدیل طلای موجود در سنگ های معدنی به محلول کمپلکس کوردینانسی استفاده میشود.

4Au(s)+8NaCN(aq)+O2(g)+2H2O(l)→4Na[Au(CN)2](aq)+4NaOH(aq)

برای انجام این واکنش پس از خرد کردن سنگ معدن با حل کردن آن در اب دوغابی تشکیل میشود که پس از این مرحله به این دوغاب سیانور سدیم ،سیانور پتاسیم یا سیانور کلسیم اضافه میشود.

سیانور فقط با ارائه مجوز و به صورت عمده فروخته می شود.

پس از این کار برای بازیافت طلا از محلول سیانیدی روش های مختلفی وجود دارد از جمله :

کربن در خمیر

در سال 1980 روش Carbon in Pulp به عنوان یک روش ارزان برای بازیافت معرفی شد . زمانی که کربن اکتیو به محلول سیانیدی افزوده میشود میتواند با جذب سیانید به کربن تا زمان رسیدن تعادل بین کربن اکتیو و طلای موجود در محلول ادامه پیدا میکند. سپس با انجام فرایند شستشو و واجذب در دمای بالا و Ph قلیایی از هم جدا میشوند از اتانول نیز میتوان برای جداسازی طلا از کربن استفاده کرد.

الکترووینینگ

دومین روش برای جداسازی طلا استفاده از روش های الکتروشیمیایی است یکی از این روش ها Electrowining است. در این روش محلولی که شامل طلا نیز میباشد با عبور از یک سل الکترووینینگ که شامل کاتد هایی میباشد که عناصر فلزی موجود در محلول مثل طلا از طریق الکترولیز روی این سیم ها جذب میشود .برای جداسازی طلا با عبور دادن محلول حاوی طلا ،این عنصر بر روس سیم های کاتدی موجود در سال جذب مشود و در نهایت با قرار گرفتن این سیم ها در اسید کاتد و فلزاتی مانند مس که به عنوان محصول ثانویه در کنار طلا استخراج شده اند در اسید حل می شوند و طلا به صورت رسوب باقی میماند و در اخرین مرحله رسوب حاوی طلا با اب شسشتو داده میشود و پس از ترکیب شدن با بوراکس به کوره های ذوب ارسال میشود.

فرایند مریل -کرو

این روش در سال 1900 توسط شخصی به نام Charles Washington Merrill ارائه شد که بعد ها Thomas Bennett Croweاین روش را بهبود بخشید.

در طی فرایند مریل کرو با افزودن پودر روی به محلول حاوی طلا انجام میشود. عنصر روی تمایل زیادی به واکنش دادن با سیانید دارد بنابراین افزودن روی به این محلول با ترکیب شدن با سیانید باعث رسوب کردن طلا و فلزات گرانبهای دیگر مثل نقره میشود. این رسوبات گرانبها پس از فیلتر شدن از محلول جدا میشوند .

استحصال طلا با روش سیانوراسیون

در سراسر دنیا استحصال طلا بیشتر از فرایند سیانوراسیون انجام میشود. سیانوراسیون به عنوان یک واکنش شیمیایی برای بازیافت طلا و فلزات گرانبهایی که به صورت پراکنده و در ابعاد بسیار ریز در سنگ های معدنی وجو دارند تعریف میشود.این فرایند برای باز یافت طلایی که با سولفید ترکیب شده است نیز استفاده میشود

در این روش با افزودن سنگ های معدنی طلا دار استخراج شده یا پسماند های حاوی طلا به محلول سیانید استفاده میشود.میزان سیانور سدیمی که برای این فراند مورد استفاده قرار میگیرد چیزی حدود 1 تا 2.5 کیلوگرم به ازای هر تن سنگ معدن استخراج شده است .اولین بار ترکیب سیانور سدیم ذر سال 1834 توسط برادران راجرز تولید شد.این ماده علاوه بر کاربرد فراوانی که در استحصال طلا دارد کاربرد بسیاری در ابکاری فومکاری و تولید رخی محصولات شیمیایی استفاده میشود.

طلا به راحتی در سیانور سدیم حل میشود . از جمله عواملی که در انحلال طلا در این ترکیب نقش دارند میتوان به طور خلاصه به برخی از ان ها اشاره کرد:

غلظت سیانور

نخستین ازمایش های انجام شده به منظور بررسی تاثیر غلظت سیانور بر روی حلالیت فلزاتی ماننده طلا و نقره توسط اس. ج. اسواينسون و جي. براسکي انجام شده . تحقیقات نشان میدهد مقیاس صنعتی غلظت سیانید 0.05 درصد میباشد که چیزی در حدود 1 پوند به ازای 1 تن محلول است .میتوان گفت افزایش غلظت سیانور باعث سرعت بخشیدن به فرایند استخراج طلا نمیشود و هرچه محلول غلیظ تر شود اتلاف مکانیکی و شیمیایی ان نیز بالاتر میرود لذا لازم است غلظت سیانور در مینیمم مقدار ممکن حفظ شود.

بیشتر بخوانید: لیست مواد شیمیایی ممنوعه

pH

محلول های سیانوری در PH های اسیدی تولید گاز HCN میکند که بسیار سمی میباشد . هرچه میزان پی اچ محیط کاهش یابد ازاد شدن این گاز شدیتر میشود بنابراین لازم است به منظور جلوگیری و به حداقل رساندن گاز سمی سیانیدریک اسید PH محیط به اندازه کافی بالا باشد به این منظور از موادی با خاصیت قلیایی مثل هیدروکسید سدیم یا سود و آهک استفاده میشود.علاوه بر این افزایش خاصیت قلیایی محلول ابتدا باعث افزایش حلالیت طلا شده و افزایش بیشتر آن تاثیری عکس دارد یعنی منجر به کاهش انحلال میشود.با افزایش خاصیت قلیایی میزان سیانور مصرفی کاهش میابد اما این نیازمند افزایش مقدار سود یا اهک مصرفی دارد . در فرایند صنعتی استحصال PH محیط در بازه 9.5 تا 11 حفظ میشود

دما

بررسی های انجام شده به منظور تاثیر افزایش دما بر روی نرخ انحلال نشان داده است که حداکثر نرخ انحلال در 85درجه سلسیوس است .افزایش دما باعث افزایش میزان انحلال و کاهش غلظت اکسیژن حل شده میشود بنابراین باید برای جلوگری از پلاریزاسیون طلا با افزودن غلظت اکسیژن که باعث راندن هیدروژن از سطح طلا میشوداستفاده کرد .

اکسیژن

به طور کلی اکسیژن نقش مهمی در استخراج طلا دارد .کمبود این گاز میتواند سرعت استخراج و بازیافت طلا را کاهش دهد .برای افزایش غلظ این گاز می توان از گاز اکسیژن خالص ، هوا یا هیدروژن پراکسید استفاده میشود. هوادهی سنگ معدن طلای استخراج شده در اب با خاصیت قلیایی منجر به کاهش واکنش پذیری آهن و گوگرد با سیانید میشود.

نور

محلول سیانور در نور نسبت به تاریکی فعالیت بیشتری دارد چرا که میزان جذب اکسیژن در نور بالاتر است.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی روش های استخراج طلا پرداختیم. در میان روش های نامبرده، سیانوراسیون طلا بسیار پر کاربرد بوده و در صنعت استحراج طلا مورد استفاده قرار می گیرد. در این راستا در ادامه به کاربرد سیانور در استحصال طلا به روش سیانوراسیون پرداختیم و عوامل مختلف موثر بر آن مانند غلظت، نور،‌دما و…نیز بررسی شد.

واردات مواد شیمیایی و سیانور سدیم مورد استفاده در فرایند استحصال طلا به روش سیانوراسیون توسط شرکت پترو کیمیا