واکنشهایی که در طول انحلال طلا در محلولهای سیانید در شرایط عادی رخ میدهند، کاملاً به طور قطعی ثابت شدهاند. اکثراً موافقند که معادله کلی سیانید برای شستشو و سیانیداسیون طلا به شرح زیر است:
4 طلا + 8 NaCN + O2 + 2 H20 = 4 NaAu(CN)2 + 4 NaOH
شیمی لیچینگ سیانید
در یک سیستم نسبتا ساده از این نوع، طلا به راحتی حل می شود . تنها الزامات این است که طلا آزاد و تمیز باشد، محلول سیانید حاوی ناخالصی هایی نباشد که ممکن است واکنش را مهار کند، و اکسیژن کافی در محلول در طول دوره واکنش وجود داشته باشد. بسیاری از سنگهای طلا در عمل بر اساس این واکنش رفتار میکنند و مشکلات استخراج طلا بیشتر مکانیکی است تا شیمیایی. با این حال، بسیاری دیگر، مجموعه ای از مشکلات شیمیایی را بسته به ترکیبات مختلف در سنگ معدن ارائه می دهند. بسیاری از این ترکیبات مانند کوارتز، مواد معدنی سیلیکات، کربنات های فلزات قلیایی نسبت به محلول های سیانید نسبتاً بی اثر هستند. با این حال، سایر ترکیبات ممکن است به میزان کمتر یا بیشتر با محلول سیانید واکنش نشان دهند. چنین ترکیباتی اغلب در کانسنگ ها به مقدار چندین هزار برابر بیشتر از طلای موجود وجود دارد. این امر بهویژه در زمان حاضر صادق است زیرا روند به سمت تصفیه سنگهای پیچیدهتر با سیانیداسیون است. علاوه بر این، استفاده از فلوتاسیون و سایر روشهای تغلیظ در سنگ معدن طلا و به دنبال آن سیانید کردن محصول بهدستآمده، نه تنها طلا را تغلیظ میکند، بلکه اغلب ناخالصیهای مضر را نیز تغلیظ میکند. نتیجه خالص، پیچیدگی شیمی درگیر در فرآیند سیانید است.
هیچ دو سنگ معدن دقیقاً شبیه هم نیستند. بنابراین، عملاً نمی توان پیش بینی کرد که چگونه یک سنگ در طی سیانیداسیون عمل می کند، اگرچه گاهی اوقات می توان تعمیم های گسترده ای را انجام داد. بنابراین به طور کلی هر سنگ معدنی مشکلات خاص خود را در سیانید شدن دارد.
یکی از رایج ترین منابع مشکل در سیانیداسیون وجود کانی های مس در یک سنگ معدن است. محتوای مس ممکن است کمتر از 0.1011 باشد، تأثیر آن بر انحلال و رسوب طلا می تواند بسیار بارز باشد. نه تنها کانیهای مس در سیانید حل میشوند و باعث مصرف بیش از حد این ماده شیمیایی میشوند، بلکه کمپلکسهای سیانوژن مس تشکیل شده بهطور غیرمستقیم بر انحلال طلا تأثیر میگذارند. علاوه بر این، مس موجود در محلول بر رسوب طلا توسط روی تأثیر می گذارد . رسوب طلای حاصل حاوی مس است که به نوبه خود اغلب در عملیات ذوب بعدی مشکل ایجاد می کند.
روی همچنین کمپلکسهای سیانوژن را تشکیل میدهد، اما تأثیر آنها بر انحلال طلا بسیار کمتر از مس است. کمپلکسهای روی بیشتر در سیانید شدن سنگهای نقره مشکل ایجاد میکنند، زیرا این سنگها حاوی نقره بسیار بیشتری نسبت به سنگ معدن طلا هستند. بنابراین، مقدار بسیار بیشتری روی برای رسوب دادن نقره محلول مورد نیاز است و در نتیجه محلول های سیانید حاوی درصد نسبتا بالایی از کمپلکس های سیانوژن روی و در برخی موارد روی هستند.
در عمل مشکوک شده است که مقدار کمی نیکل روی محلول آبستن تأثیر بسیار مضری بر رسوب طلا دارد اما ظاهراً تأثیر کمی بر انحلال طلا دارد. دلیل این امر به طور قطع مشخص نیست و درمان آن نیز مشخص نیست.
اثر مضر نیکل بر رسوب طلا را می توان با نگه داشتن میزان نیکل محلول آبستن زیر یک درصد خطر خاص کنترل کرد. این کار با دور ریختن محلول بی حاصل در فواصل زمانی معین انجام می شود. اگرچه این روش مشکل را دور می زند، به شرطی که مقدار نیکل حل شده در یک چرخه سیانیداسیون بیش از مقدار بحرانی نباشد، اما مشکل را حل نمی کند.
آرسنیک به شکل رئالگار و اورپیمنت و آنتیموان به عنوان استیبنیت مشکلات جدی در سیانیداسیون ایجاد می کند. آنها تا آنجا که شناخته شده است سیانیدهای پیچیده تشکیل نمی دهند اما در محلول های قلیایی با قدرت مورد استفاده در سیانیداسیون حل می شوند تا ترکیباتی مانند تیوآرسنیت ها و تیوآنتیمونیت ها را تشکیل دهند. این ترکیبات با اکسیژن موجود در محلول سیانید واکنش می دهند و آرسنیت ها و آنتیمونیت های مربوطه را تشکیل می دهند و نتیجه این است که عملاً هیچ اکسیژنی برای انحلال طلا در دسترس نیست و استخراج آن نیز بر این اساس کاهش می یابد.
بسیاری از سنگهای معدنی حاوی مواد کربنی هستند که گاهی اوقات مقادیر آن از چند صدم درصد تا چند درصد متغیر است. در برخی از اشکال این ماده کربنی هیچ تاثیری بر سیانیداسیون ندارد. در اشکال دیگر، یک رسوب دهنده فعال برای طلا در محلول های سیانید است. در عمل همیشه دشوار است که تعیین کنیم آیا تمام طلای موجود در بقایای سیانیداسیون را می توان به شکل نسوز طلا در سنگ معدن نسبت داد یا اینکه مقداری از آن ابتدا توسط محلول سیانید حل شده و سپس توسط مواد کربنی موجود رسوب داده شده است. اگر مورد دوم بود، حداقل تا حدودی میتوان از این ضرر طلا جلوگیری کرد.
هنگامی که کانیهای سولفیدی مانند کوولیت، پیروتیت، اسفالریت و غیره توسط محلولهای سیانید تجزیه یا در آن حل میشوند، برخی از محصولات واکنشها، علاوه بر کمپلکسهای سیانید، سولفیدهای قلیایی، تیوسولفاتها ، تیوسیاناتها هستند . برخی از این موارد بر انحلال و رسوب طلا تأثیر منفی میگذارند. برای تسریع در تجزیه آنها به ترکیبات نسبتاً بی ضرر باید از وسایل مختلفی استفاده کرد.
محصولات به دست آمده از سنگ معدن طلا به روش فلوتاسیون، علاوه بر کانی های طلا و سولفید، دارای بخش زیادی از معرف های مورد استفاده برای فرآیند فلوتاسیون هستند . چنین معرف هایی عبارتند از گزانتات ها، دی تیوفسفات ها، روغن های کف، سولفات مس و غیره. معرف هایی مانند زانات که طلا را با آبگریز کردن آن شناور کرده اند، در سیانید شدن اثر مشابهی دارند. یعنی تا حدی از تماس بین ذرات طلا و محلول سیانید جلوگیری می کنند و در نتیجه انحلال طلا را به تاخیر می اندازند. سولفات مس رفتار متفاوتی دارد. در شرایط فلوتاسیون، بیشتر آن در کنسانتره فلوتاسیون، احتمالاً به صورت هیدروکسید، یافت می شود. در این شکل به راحتی با سیانید واکنش می دهد و در نتیجه مصرف سیانید را افزایش می دهد.
طلا به اشکال مختلف در سنگ معدن وجود دارد و طرح تصفیه باید بر این اساس انجام شود. طلای ریز، آزاد و تمیز هیچ مشکلی ایجاد نمی کند، مشروط بر اینکه محلول سیانید حاوی ناخالصی های مضر نباشد. طلای درشت معمولاً قبل از سیانور شدن توسط تلههای طلا، پتو یا سایر روشهای استاندارد حذف میشود و به طور جداگانه درمان میشود. در غیر این صورت، به دلیل غلظت طلای درشت در مدار آسیاب ، فرآیند انحلال بی دلیل طولانی می شود و خطر باقیمانده های بالای سیانیداسیون طلا همیشه وجود خواهد داشت.
غالباً طلای موجود در سنگ معدن کدر می شود یا همانطور که به آن "زنگ زده" می گویند. این کدر شدن یا پوشش قهوه ای مایل به قهوه ای اغلب از اکسیدهای آهن تشکیل شده است، اما طلای با روکش سیاه غیر معمول نیست. اثر چنین پوشش هایی بر روی ذرات طلا به تأخیر انداختن انحلال و معمولاً افزایش محتوای طلای باقیمانده سیانیداسیون است. این طلا نه تنها در برابر سیانیداسیون نسوز است، بلکه به سختی ادغام می شود، و شناور شدن آن توسط معرف های معمولی که در فلوتاسیون استفاده می شود، دشوار است.
گاهی اوقات، بررسی یک بقایای سیانیداسیون و بررسی با میکروسکوپ ، ذرات فلزی درخشان را تا حدودی رنگ روشنتر از طلای تمیز نشان میدهد. این ذرات معمولاً به عنوان الکتروم توصیف می شوند که یک آلیاژ طلا-نقره حاوی 15 تا 35 درصد نقره است. از آنجایی که آلیاژهای طلا-نقره این ترکیب تقریباً به اندازه طلا در سیانید محلول هستند، احتمالاً عامل دیگری بر حلالیت ذرات الکتروم تأثیر گذاشته است. احتمالاً برخی از عناصر آلیاژی دیگر بر حلالیت آنها در سیانید تأثیر گذاشته است.
تنها ترکیبات طلا که در طبیعت یافت می شود تلوریدهای طلا-نقره هستند. تعداد زیادی از آنها وجود دارد که برخی از آنها حاوی مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند آنتیموان، سرب و جیوه هستند. حل شدن طلا به شکل تلورید معمولاً بسیار دشوارتر از طلای فلزی است. روش ها و فرآیندهای ویژه ای برای استخراج طلا از سنگ معدن های حاوی تلورید استفاده شده است.
طلای فلزی اغلب با مواد معدنی مانند پیریت و آرسنوپیریت ارتباط بسیار نزدیکی دارد. برای اطمینان از تماس بین محلول طلا و سیانید، سنگ معدن باید بسیار ریز آسیاب شود. ممکن است آسیاب کردن کل سنگ معدن تا درجه ظرافت لازم امکان پذیر نباشد. در چنین مواردی، سنگ معدن ممکن است به اندازه کافی ریز آسیاب شود تا ماده معدنی حاوی طلا آزاد شود که سپس به وسیله دیگری شناور یا تغلیظ می شود. سپس می توان این محصول را به صورت جداگانه به ظرافت مورد نظر آسیاب کرد و سیانید کرد.
گاهی اوقات حتی آسیاب ریز طلا را به میزان دلخواه آزاد نمی کند. جایگزین معمول در این رویداد، برشته کردن سنگ معدن یا کنسانتره حاوی طلا است. در طی عملیات برشته کردن، شکل مواد معدنی کاملاً تغییر میکند. مشکلات جدیدی در سیانوراسیون ارائه شده است. به عنوان مثال، کانی پیریت که در سیانیداسیون نسبتاً بی اثر است، ممکن است تا حدی به سولفات آهن یا فرو تغییر کند. در شکل تغییر یافته در سیانید شدن بسیار مضر است. مجدداً، کالکوپیریت، کمترین اعتراض کانی های مس در سیانیداسیون، ممکن است در بو دادن به اکسید یا سولفات مس تغییر کند. اگر چنین مسی به مقدار قابل توجهی وجود داشته باشد، ممکن است اقدامات لازم برای حذف آن قبل از سیانیداسیون انجام شود.
واکنش انحلال نقره فلزی در محلول های سیانید مشابه واکنش انحلال طلا است. با این حال، وجود نقره فلزی در سنگ معدن رایج نیست. نقره به احتمال زیاد به شکل سولفید یا به صورت سولفید ساده یا در ترکیب با سولفیدهای مس، آرسنیک، آنتیموان و سرب وجود دارد. واکنشهای مربوط به انحلال چنین کانیهایی تا حدودی با واکنشی که هنگام حل شدن نقره فلزی در سیانید رخ میدهد متفاوت است و شرایط باید مطابق با آن تنظیم شود.
یکی از نسوزترین اشکال نقره به عنوان اکسیدی است که با اکسیدهای منگنز مرتبط است. محلول های سیانید عملاً هیچ اثر حل کنندگی روی نقره از این نوع ندارند. برای آزادسازی نقره قبل از حل شدن در محلولهای سیانید، باید از تکنیکهای مخصوص شستشو یا برشته کردن استفاده کرد.
آب مورد استفاده در سیانیداسیون نقش مهمی در این فرآیند دارد. ممکن است حاوی بی کربنات ها، سولفات منیزیم، مواد آلی، نمک های فلزات سنگین، کلریدها و سایر ترکیبات باشد که هر یک از آنها ممکن است به میزان کم و بیش بر محلول سیانید تأثیر بگذارد، مگر اینکه اقدامات اصلاحی لازم انجام شود.
تجزیه و تحلیل سنگ معدن برای مواد معدنی خاص اغلب برای اپراتورهای سیانید به منظور ردیابی تغییرات در عملکرد آسیاب مفید است. برای مثال، یک سنگ معدن ممکن است حاوی پیریت و پیروتیت باشد. تفاوت در کل آهن ممکن است هیچ اهمیتی نداشته باشد، در حالی که تفاوت در محتوای پیروتیت سنگ معدن ممکن است به طور جدی بر عملکرد یک آسیاب تأثیر بگذارد. تعیین مس اکسید در حضور کالکوپیریت، یا اکسید سرب در حضور گالن، یا اکسید روی در حضور اسفالریت ممکن است به همان اندازه مهم باشد.
تجزیه و تحلیل دقیق محلول آسیاب حاوی سیانیدهای پیچیده، برای ترکیباتی مانند سولفیدهای محلول، تیوسولفاتها، فروسیانید، اکسیژن ، یکی از دشوارترین مشکلات در سیانیداسیون را ارائه می دهد. حتی ارزیابی دقیق محتوای سیانید آزاد چنین محلول هایی دشوار است. آگاهی از عوامل مختلف موثر بر این تحلیل ها برای اپراتور از اهمیت اولیه برخوردار است.
مشکلات مختلفی که در این مقدمه به اختصار به آنها اشاره شده است در بخش های بعدی به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.
دیدگاه خود را بنویسید