استخراج طلا با سیانید سدیم

اگر قصد دارید، این مقاله را مطالعه کنید، قصد داریم به استخراج طلا با سیانید سدیم یا استحصال طلا به روش سیانوراسیون بپردازیم. اصولا استخراج طلا از سنگ معدن یکی از چالشی‌ترین موضوعات در میان صنعتگران می‌باشد. استفاده از روش سیانوراسیون در استخراج طلا از روش‌های محبوب و پربازده میان متخصصان می‌باشد.

در پروسه سیانید شدن طلا و خالص‌سازی طلا از سنگ معدن، درصد خلوص پایین وجود دارد. این فرایند با تبدیل طلا به کمپلکس شیمیایی طلا که در آب محلول است، صورت می‌گیرد.

با توجه با تاثیر بالا، قیمت مناسب، روش سیانوراسیون از رایج‌ترین روش‌های خالص‌سازی طلا از سنگ معدن می‌باشد.

در واقع ما قصد داریم در این مقاله اول از همه سیانید سدیم را تعریف کنیم و سپس استخراج طلا با سیانید سدیم و عوامل یا عواملی که در این فرایند تاثیر دارند را به شما توضیح دهیم، پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.

اگر به دنبال سیانید سدیم یا سیانور سدیم با کیفیت هستید، مذاب شیمی تولید کننده اصلی سیانید شیمی در ایران میباشد. خرید سیانید سدیم با بهترین قیمت از شرکت مذاب شیمی

نحوه استخراج طلا با سیانید سدیم

بیشترین کاربرد سیانید سدیم در معدن و صنعت می‌باشد. در واقع فرآیند سیانوراسیون در استحصال طلا، مهم‌ترین کاربرد سیانید سدیم می‌باشد. بدلیل عدم خلوص سنگ معدن، نیاز است تا سنگ طلا را خالص سازی کرد و به شکل پودر طلا آن را دریافت کرد.

امروز فقط از سنگ‌هایی که حاوی 0.5 درصد طلا هستند، برای استخراج طلا استفاده می‌کنند. در این فرآیند استخراج طلا، سیانید سدیم با سنگ معدن واکنش نشان می‌دهد.

در قدم اول سنگ معدن را کاملا خورد کرده و با ماده سیانید سدیم ترکیب می‌کنند، با توجه به ترکیب بالای سیاند سدیم با فلزات، به سرعت با آهن واکنش نشان می‌دهد و یک ترکیب جامد را ایجاد می‌کند. از طرفی با توجه به قابل حل بودن جامد تولید شده با آب، سنگ از ترکیب جدا می‌شود. حال با باقی محلول، فلز روی اضافه میشود و روی با سیانید سدیم واکنش می‌دهد و طلای خالص به دست می‌آید.

سیانید سدیم در آب حل می‌شود و محلولی با خاصیت اسیدی ایجاد می‌کند که در آن طلا به صورت محلول در می‌آید. برای جداسازی طلا از این محلول، می‌توان از فلز کربن یا کربن فعال استفاده کرد. این فرآیند استخراج طلا به وسیله سیانید یکی از روش‌های قدیمی و اقتصادی برای بازیافت طلا است. با استفاده از این روش، نه تنها هزینه‌ها کاهش می‌یابد، بلکه امکان ذخیره‌سازی فلزاتی همچون مس، نیکل و برنج نیز فراهم می‌شود و منجر به سودآوری قابل توجهی خواهد شد.

استفاده از کربن فعال و سیانید سدیم در استخراج طلا

کربن فعال عمدتاً به عنوان جاذب فیزیکی عمل می‌کند و قادر است بسیاری از گونه‌ها را بر سطح خود نگه دارد. با این حال، در جذب کمپلکس سیانور طلا، نقش اصلی آن شیمیایی است. کمپلکس سیانور طلا در محلول به صورت خطی است که اتم طلا در مرکز آن با دو گروه سیانور پیوند دارد. در زمان جذب توسط کربن فعال، طلا یک پیوند سوم با کربن ایجاد می‌کند که در این فرایند، یک الکترون از کربن به اتم طلا منتقل می‌شود. کمپلکس سیانور طلا به دلیل بار منفی‌اش، یون‌های مثبت را نیز جذب می‌کند تا بار خنثی شود.

برای جداسازی طلا از کربن فعال، ابتدا ذرات کربن با آب شسته می‌شوند تا هرگونه ذرات جامد همراه آن‌ها به طور کامل حذف گردد. سپس کربن‌ها با اسید کلریدریک رقیق تمیز می‌شوند و به ستون Elution منتقل می‌گردند. در این مرحله، محلولی با ترکیب ۱ درصد سدیم هیدروکسید و ۱ درصد سیانید تهیه شده و در بویلر تا دمای ۱۱۰ تا ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. این محلول به ستون Elution که حاوی کربن فعال است، وارد می‌شود. در نتیجه این فرآیند، کمپلکس سیانور طلا که توسط کربن جذب شده بود، به محلول وارد می‌شود. پس از خنک شدن، محلول به بخش الکترولیز منتقل می‌شود، جایی که در آن طی فرآیند الکترولیز، طلا به قطب کاتد جذب می‌گردد. پس از آن، محلول مجدداً برای گرم شدن به بویلر بازمی‌گردد و این چرخه تا زمانی ادامه می‌یابد که تمام طلای جذب شده توسط کربن فعال جدا شود. این فرآیند در مسیری بسته انجام می‌گیرد تا تمام طلا به طور کامل استخراج گردد.

صفحات کاتدی که طلا روی آن‌ها رسوب کرده است، پس از جداسازی از مخزن الکترولیز، درون یک ظرف فولادی نسوز قرار داده می‌شوند و تا دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌گردند. ماده‌ای که پس از این فرآیند باقی می‌ماند، به همراه مواد ذوب‌کننده مناسب به مرحله ذوب برده می‌شود تا ناخالصی‌های موجود در طلا جدا شوند و فلز خالص به دست آید.

روش های شيميايي استخراج طلا با سیانور سدیم

بهترین روش استخراج طلا از محلول‌های اسیدی، به‌ویژه سیانید سدیم، از طریق فرایند هیدرومتالورژی است. این روش به‌طور گسترده برای استخراج و بازیابی فلزات ارزشمند مانند طلا مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای این کار از محلول رقیقی حاوی ۰/۰۱ تا ۰/۰۵ درصد سیانید سدیم یا به عبارتی حدود ۵۰ تا ۱۰۰ ppm استفاده می‌شود.

فرایند انحلال فلز در محلول سیانید سدیم را “لیچینگ” می‌نامند. در این روش، سیانید سدیم یا پتاسیم و سنگ معدن حاوی طلا تحت شرایط اکسیداسیون در آب حل می‌شوند. محلولی که در نهایت حاوی طلا است به عنوان “محلول باردار” شناخته می‌شود.

برای بازیابی یا جداسازی طلا از محلول باردار، موادی مانند کربن فعال یا پودر روی به محلول اضافه می‌شود. محلول باقی‌مانده پس از بازیابی طلا، به‌صورت جریان برگشتی به مخزن بازگردانده می‌شود یا در صورت لزوم به واحد تصفیه پساب برای تصفیه نهایی انتقال داده می‌شود تا از اتلاف بیشتر طلا و آلودگی محیط زیست جلوگیری شود.

دو روشی کلی برای استخراج طلا از سنگ معدن وجود دارد که به شرح زیر است:

هیپ لیچینگ

روش هیپ لیچینگ برای استخراج طلا از برخی سنگ‌های معدنی روشی مناسب و کارآمد به شمار می‌آید. در این روش، سنگ معدن ابتدا به ذراتی با اندازه کمتر از چند سانتی‌متر خرد شده و به‌صورت شیب‌دار روی هم انباشته می‌شود. سپس محلول سیانید سدیم به‌آرامی بر روی این توده سنگ‌ها چکانده می‌شود. در طول عبور محلول از میان سنگ‌ها، طلا در سیانید حل می‌شود و محلول باردار در حوضچه‌ای که در پایین این تپه‌ها قرار دارد، جمع‌آوری می‌گردد. این محلول می‌تواند چندین بار برای بازیابی بیشتر طلا از روی سنگ‌ها عبور داده شود.

در گذشته، از عواملی مانند کلریدها و هالیدها برای بازیابی طلا استفاده می‌شد، اما این مواد از نظر اقتصادی به صرفه نبودند و همچنین با استانداردهای زیست‌محیطی امروزی سازگار نیستند. به همین دلیل، روش هیپ لیچینگ با استفاده از سیانید سدیم همچنان به‌عنوان یکی از کارآمدترین و مقرون به‌صرفه‌ترین روش‌ها برای استخراج طلا محسوب می‌شود.

کمپلکس های سیانیدی موثر تر و پایدارتر هستند و برای بازیابی کامل طلا، نیاز به افزودنی های شیمیایی دیگری ندارند.

تانک لیچینگ

این روش یکی از تکنیک‌های متداول در استخراج طلا است که در آن سنگ معدن طلا به اندازه‌ای کمتر از ۱ میلی‌متر خرد و به شکل پودر در می‌آید. در برخی موارد، مقادیر کمی از ذرات بسیار ریز طلا با استفاده از تکنیک‌های جداسازی گراویمتریک قابل استخراج هستند.

در اکثر موارد، پس از اینکه سنگ معدن کاملاً پودر شد، طلا با استفاده از محلول سیانید سدیم حل می‌شود. زمانی که طلا در واحدهای لیچینگ مرسوم بازیابی شد، محلول باقی‌مانده همراه با جامدات باقیمانده به سیستم تصفیه پساب منتقل می‌شود تا مواد اضافی و آلاینده‌ها از آن جدا گردند و به استانداردهای زیست‌محیطی پایبند باشد.

عوامل موثر بر تاثیر و اثر گذاری بیشتر سیانید سدیم در استخراج طلا

اثر PH

محلول سیانیدی در محیط‌های با pH پایین می‌تواند گاز سمی اسید سیانیدریک آزاد کند، و هر چه pH بیشتر کاهش یابد، آزاد شدن این گاز سمی شدیدتر خواهد شد. به‌همین‌دلیل، در صنعت برای جلوگیری از آزاد شدن اسید سیانیدریک، pH محلول را با استفاده از مواد قلیایی مانند آهک یا سدیم هیدروکسید (سود سوزآور) افزایش می‌دهند. این افزایش pH باعث کاهش تولید گاز سمی و بهینه‌سازی فرایند می‌شود.

اثر قلیاییت روی انحلال طلا به این صورت است که با افزایش pH تا حد معینی، انحلال طلا بهبود می‌یابد. اما اگر pH بیش از حد بالا برود، فرایند انحلال طلا کاهش می‌یابد. هرچند در pH‌های بالاتر، مصرف سیانید کاهش می‌یابد، ولی مصرف آهک برای حفظ این قلیاییت افزایش پیدا می‌کند.

پیشنهاد مطالعه: مسمومیت با سدیم

اثر غلظت سیانور

در مقیاس صنعتی، غلظت سیانور معمولاً حدود ۰٫۰۵ درصد یا معادل یک پوند در هر تن محلول است. استفاده از محلول‌های سیانید با غلظت بالاتر به‌طور کلی منجر به تسریع یا استخراج بیشتر طلا نمی‌شود. از طرفی، سیانید با غلظت بالاتر باعث افزایش اتلاف شیمیایی و مکانیکی می‌شود، لذا توصیه می‌شود که غلظت سیانید در حداقل ممکن نگه داشته شود.

در عمل، غلظت حداکثری سیانید سدیم معمولاً به ۰٫۰۵ درصد محدود می‌شود که معادل غلظتی است که به‌طور معمول در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این میزان بهینه برای عملکرد مؤثر و اقتصادی فرآیند استخراج طلا در نظر گرفته می‌شود.

اثر نور سطح

محلول سیانیدی در حضور نور نسبت به حالت تاریکی فعال‌تر عمل می‌کند. دلیل این امر این است که در روشنایی، مقدار اکسیژن جذب شده در محلول بیشتر از حالت تاریکی است. این افزایش جذب اکسیژن باعث افزایش فعالیت شیمیایی محلول می‌شود.

همچنین، سطح محلول سیانیدی به‌طور مستقیم بر حلالیت آن تاثیر می‌گذارد. به عبارت دیگر، هرچه سطح تماس محلول با اکسیژن بیشتر باشد، حلالیت و فعالیت شیمیایی محلول افزایش می‌یابد. این ویژگی به این معنی است که نور می‌تواند به افزایش اثربخشی فرآیند استخراج طلا کمک کند.

اندازه ی ذرات

سنگ‌های معدنی طلا به‌طور بسیار ریز خرد می‌شوند تا ذرات فلزات قیمتی مانند طلا به‌طور مؤثر آزاد شوند و بتوانند با سیانید ترکیب شوند. در شرایط بهینه هوادهی پالپ، حداکثر نرخ انحلال طلا به میزان ۳/۲۵ میلی‌گرم در هر سانتی‌متر مربع در ساعت محاسبه شده است. این میزان معادل نفوذ ۱/۶۸ میکرون به عمق هر طرف یک سطح سانتی‌متر مربع از ذره طلا است. به‌طور کلی، نفوذ در ضخامت ۳/۳۶ میکرون در هر ساعت صورت می‌گیرد. بنابراین، یک ذره طلا به ضخامت ۳۷ میکرون برای کامل حل شدن به حدود ۱۱ ساعت زمان نیاز دارد.

اثر دما

زمانی که محلول سیانیدی حاوی طلا حرارت داده می‌شود، نرخ انحلال طلا به دو دلیل اصلی افزایش می‌یابد. اولاً، افزایش دما موجب افزایش فعالیت شیمیایی محلول می‌شود که در نتیجه میزان انحلال طلا نیز افزایش می‌یابد. ثانیاً، دمای بالا باعث کاهش حلالیت گازها، از جمله اکسیژن، در محلول می‌شود که این کاهش حلالیت اکسیژن می‌تواند به تسریع فرآیند انحلال طلا کمک کند.

تحقیقات نشان داده‌اند که قابلیت انحلال طلا در محلول ۲۵ درصد سیانید پتاسیم بر اساس تابعی از دما بررسی شده است. این بررسی‌ها نشان می‌دهند که حداکثر نرخ انحلال طلا در دمای ۸۵ درجه سانتی‌گراد اتفاق می‌افتد.

نرخ انحلال طلا در ۱۰۰ درجه ی سانتی گراد مقداری کمتر از ماکزیمم انحلال است، اگر چه در این دما محلول سیانوری فاقد محلول است، دلیل این امر ظرفیت کمتر الکترود برای جذب یا نگهداری هیدروژن در سطحش در یک محلول گرم نسبت به یک محلول سرد می‌باشد، پس با حرارت دادن محلول حداکثر نیروی الکتروموتیو مخالف به علت پلاریزاسیون کمتر و کمتر می‌شود تا اینکه انحلال طلا بر پلاریزاسیون غلبه کند و انحلال طلا بدون وجود اکسیژن انجام مي‌شود،  بنابراین میتوان با دو عامل از پلاریزاسیون سطح طلا جلوگیری کرد، عمل اول، با اضافه کردن اکسیژن که هیدروژن را از سطح طلا میراند و به آن اجازه میدهد که بدون اکسیژن در محلول سیانوری حل شود.

سوالات متداول

۱.روش های شيميايي استخراج طلا با سیانید سدیم کدام هستند ؟

هیپ لیچینگ،  تانک لیچینگ

۲.ویژگی های طلا کدامند؟

عدم خوردگی، شکل زیبا، چکش خواری بالا…..

۳. ایا طلای استخراج شده به صورت پودر است؟

کمتر پیش می‌آید که در سنگ معدن بتوان طلا را به صورت قطعات فلزی پیدا کرد و عموما طلای موجود به صورت پودر است.