روش سیانید

• روش سیانید

در سال 1800 اولین بار انحلال طلا  به روش شیمیایی بوسیله کلراید معرفی شد. اندکی بعد، پژوهش ها در خصوص انحلال طلا به روش سیانید نتیجه داد و بدلیل سادگی، در دسترس بودن و هزینه پایین به صورت عمومی مورد استفاده قرار گرفت به طوری که امروزه حدود 80 درصد تولید طلای جهان به وسیله این روش انجام می شود. سیانید سدیم جامد سفید رنگ مانند شکر و بوی آن مانند بادام تلخ است. سیانید سدیم از ترکیب یک اتم سدیم، یک اتم کربن و یک اتم نیتروژن  تولید می شود و در ترکیب با اسیدها گاز بسیار سمی سیانید هیدروژن منتشر می کند از این گاز در قدیم برای اعدام زندانی ها استفاده می شد. این روش علاوه بر کاربرد فراوان آن در تولیدات معدنی از روشهای مهم دربازیابی طلا از منابع دست دوم نیز می باشد بنابراین سعی شده کلیه جوانب کار با این پوشش داده شود.

در فرآیند بازیابی طلا ونقره بوسیله سیانید عوامل متعددی دخیل می باشد که در زیر به تفصیل به هرکدام از آنها خواهیم پرداخت.

4-1- عوامل موثر در انحلال طلا بوسیله سیانید

4-1-1-  غلظت سیانید

غلظت سیانید در محلول باید کمتر از 0.05 درصد باشد مطالعات  و آزمایشات دقیقی روی غلظت سیانید در حلالیت طلا صورت گرفته است که نشان می دهد غلظت های بیشتر از 0.05 درصد عملا تاثیری در حلالیت طلا و نقره نخواهد داشت. بنابراین همواره این مقدار از غلظت سیانید باید مدنظر قرار گرفته شود علی الخصوص در زمان بازیابی به روش پودر روی این نکته پررنگ تر خواهد بود. در بازیابی قطعات الکترونیکی که حاوی درصد طلای بیشتری نسبت به خاکهای معدنی هستند معمولا از غلظتهای بالاتر سیانید استفاده می شود.

4-1-2- حرارت محلول

با افزایش حرارت قدرت فعالیت محلول افزایش یافته و متعاقب آن نرخ انحلال طلا نیز افزایش می یابد. بیشترین نرخ انحلال طلا در 85 درجه سانتیگراد می باشد. همچنین با افزایش دما بیشتر از 85 درجه انحلال طلا نیز مقداری کاهش خواهد یافت. طبیعی است که در حجم بالای کاری تامین این درجه حرارت هزینه بر خواهد بود بنابراین عموما فرآیند، در دمای اتاق انجام می گیرد. ولی در حجم کم برای افزایش سرعت انحلال می توان در دمای بالاتر کار کرد.

4-1-3- پی اچ Ph

بیشترین انحلال طلا در محلول سیانید در ph=9.5  است اما به دلیل آزاد شدن گاز بسیار خطرناک سیانید هیدروژن در صنعت برای جلوگیری از انتشار این گاز معمولا پی اچ را در محدوده 10.5 تا 11.5 قرار می دهند که مقدار بهینه آن 11.5 می باشد. برای بالابردن ph محلول معمولا از سود سوزآور یا آهک استفاده می شود استفاده از آهک به دلیل قیمت پایین تر و قابل کنترل بودن پی اچ مرسوم تر می باشد.

4-1-4- استفاده از اکسیژن

از عوامل موثر دیگر دمیدن اکسیژن به محلول است استفاده از اکسیژن باعث افزایش انحلال طلا در محلول سیانید می شوداین موضوع مخصوصا در غلظت بالای سیانید محسوس تر خواهد بود. برای این منظور می توان از کمپرسور اکسیژن استفاده کرد. همچنین در کنار دمنده هوا می توان از اکسید کننده های شیمیایی مانند  آب اکسیژنه، پرمنگنات پتاسیم، سولفات سدیم، پراکسید سدیم، فری سیانید، پراکساید کلسیم و … استفاده کرد. در حجم بالا استفاده از اکسید کننده های شیمیایی مقرون به صرف نبوده و از دمنده های اکسیژن استفاده می شود. به لحاظ تجربه شخصی پراکساید کلسیم به دلیل تزریق نرم اکسیژن و کاهش مصرف سیانید توصیه می شود.

4-1-5-  نور

بدلیل افزایش جذب اکسیژن در محیط های روشن و متعاقب آن، فعال تر شدن محلول سیانیدی بنابراین محیط های روشن موثر در سرعت انحلال طلا را خواهند بود.

4-1-6- اندازه ذرات

از مهمترین عوامل سرعت انحلال طلا در همه روشهای شیمیایی بازیابی طلا اندازه ذرات می باشد هر چقدر اندازه ذرات ریزتر باشند به دلیل افزایش سطح، سرعت انحلال بالاتر خواهد رفت. به عنوان مثال طلا در اندازه 45 میکرون طی 10 تا 13 ساعت حل می شود در حالی که طلا با ابعاد 150 میکرون 20 تا 44 ساعت  زمان برای انحلال نیاز دارد.

4-1-7- وجود عناصر مزاحم

وجود سولفور و سولفیدهای آزاد در خاک حاوی طلا تاثیر منفی در روند انحلال طلا خواهند داشت. وجود سولفید و سولفور موجب تولید تیوسیانات خواهد شد. این روند موجب بهبود احیای ذرات سولفید شده و باعث افزایش مصرف سیانید و آهک خواهد شد. بنابراین قبل از انجام سیانیداسیون روی خاکهای سولفیدی باید مراحل پیش آماده سازی برای حذف سولفید انجام شود. علاوه بر اینها حضور آنتیموان و آرسنیک در خاک موجب افزایش مصرف اکسیژن و در نتیجه مانع انحلال طلا می شوند. همچنین کربن موجود در خاک به سطح طلا چسبیده و از بازیابی آن از محلول حامل طلا جلوگیری می کند.

4-1-8- وجود فلزات پایه

وجود آهن، مس و روی در سنگ معدنی و همچنین ضایعات الکترونیکی موجب تولید ترکیبات سیانیدی این فلزات خواهد شد. از بین این ترکیب ها، ترکیبات سیانیدی مس بسیار پایدار بوده و موجب افزایش هزینه عملیات و افزایش مصرف سیانید خواهد شد.

4-1-9- هم زدن محلول

از عوامل مهم دیگر در سرعت انحلال طلا در سیانداسیون استفاده از هم زدن در محلول است هم زدن محلول سیانید و محتویات آن موجب فعال شدن محلول سیانیدی و به طبع آن افزایش سرعت انحلال خواهد بود.

9 عامل ذکر شده فوق از مهمترین عوامل در سرعت انحلال طلا در محلول سیانید می باشند که باید در اجرای روند سیانید مورد توجه باشند. پس از بررسی عوامل موثر در انحلال طلا و نقره در سیانید به عوامل و روشهای بازیابی ازمحلول سیانید خواهیم پرداخت.

4-2- روشهای بازیابی طلا و نقره از محلول سیانید

4-2-1- استفاده از پودر روی

یکی از روشهای قدیمی بازیابی طلا و نقره از محلول های سیانیدی استفاده از پودر روی می باشد. در این روش از 2 تا 4  برابر طلای موجود در محلول، پودر روی استفاده می شود. بنابر تجربه بهتر است از پودر روی با مش 325 استفاده شود. از عوامل مهم در موفقیت در بازیابی طلا با استفاده از پودر روی، عدم وجود اکسیژن در محلول و وجود مقدار حداقل سیانید آزاد در محلول خواهد بود. به همین منظور در روش بازیابی با استفاده از پودر روی همواره از مقدار حداقل 0.05 درصد سیانید در محلول استفاده شود و همچنین از وجود اکسیژن زیاد در محلول جلوگیری شود. برای خالی کردن اکسیژن در حجم وسیع معمولا از تانک و پمپ های خلا استفاده می شود و در حجم های کم می توان محلول را حدود یک ساعت  روی حرارت قرار داد (به دمای جوش نرسد) و یا از مایه خمیر (مایه خمیر در مجاورت آب، دی اکسیدکربن تولید می کند) کرد. همچنین جهت افزایش سرعت جذب طلا و نقره به وسیله پودر روی می توان از نمک های سرب مانند نیترات و استات سرب به همراه پودر روی استفاده کرد میزان استفاده نمک سرب حدودا 10 درصد پودر روی خواهد بود.

4-2-2- استفاده از کربن فعال

از دیگر روش بازیابی طلا که به صورت عمده در تولیدات معدنی کاربرد دارد استفاده از کربن فعال است. این نوع کربن از مواد بسیاری مانند زغال سنگ، پوست نارگیل، چوب و مواد دیگر ساخته می شود که نوع مرغوب آن تولیده شده بوسیله پوست نارگیل است. در فرآیند بازیابی، یون منفی کامپلکس سیانید طلا با بار منفی، به سطح پر خلل و فرج کربن فعال جذب می شود. جدا کردن طلا از اکتیو کربن در حجم کاری بالا بوسیله ستون های جدایش در محلولی با ترکیب 1 درصد سود سوزآور و 1 درصد سیانید صورت می گیرد. اما در حجم کم می توان کربن فعال را در حرارت بالا سوزاند و تبدیل به خاکستر کرد و بعد توسط تیزاب سلطانی، طلا را بازیابی کرد.میزان کربن فعال مورد نیاز برای بازیابی طلا از محلول 4 گرم بر لیتر می باشد.

مزیت کربن فعال به پودر روی هزینه پایین کربن فعال به جهت امکان استفاده مکرر از آن و همچنین حساسیت کم نسبت به سیانید آزاد و اکسیژن آزاد می باشد. از طرف دیگر کارکردن با پودر روی ساده بوده و نیازی به مرحله جدایش مانند کربن فعال نیست همچنین در مواردی که نقره موجود در محلول سیانید بیش از 4 برابر طلا باشد حتما باید از پودر روی برای بازیابی استفاده کرد.

4-3- خنثی کردن سیانید

همانطور که اشاره شد در عین سادگی روش سیانید از نظر آلودگی زیستی بسیار خطرناک می باشد و در زمان کار و اتمام کار حتما باید تدابیری جهت جلوگیری و انتشار آن صورت گیرد معمولا در موارد آلودگی محیط با سیانید از گاز کلر برای خنثی کردن اثرات آن استفاده می شود همچنین برای خنثی کردن محلول می توان از کلرورکس، تیوسولفات سدیم و یا نیترات سدیم استفاده کرد.

4-4- تشریح روند سیانیداسیون

در این بخش قصد داریم روند سیانیداسیون هم برای خاک های معدنی و هم ضایعات الکترونیکی شرح دهیم. این روند به صورت کلی ارائه می شود و برای حجم های بالا قابل بسط خواهد بود.

• در ابتدا باید قطعات خرد شوند که برای خاک های معدنی 45 میکرو و برای قطعات الکترونیکی در حد چند میلی نیز کفایت میکند ( البته بستگی به قطعات داشته و طبیعی است هرچه اندازه قطعات ریزتر باشد سرعت و بازدهی عملیات بالاتر خواهد بود)
• قطعات خرد شده را داخل ظرف می ریزیم.
• در ظرف دیگری نسبت به حجم قطعات 2-10 برابر آب در نظر بگیرید به طوری که با هم زدن قطعات به خوبی داخل محلول جابه جا شوند. 0.03 تا 0.05 درصد حجم محلول به آن سیانید سدیم اضافه کنید.
• با استفاده از آهک یا سود سوز آور ph محلول را روی عدد 11 تنظیم کنید برای این کار از کاغذ تست ph استفاده کنید برای زلال بودن محلول در بازیابی از قطعات الکترونیکی می توانیم آهک را در آب ریخته و هم بزنیم و پس از ته نشین شدن ذرات آهک، محلول زلال را به محلول سیانیدی خود اضافه کنیم. ولی برای خاکهای معدنی آهک را مستقیم اضافه می کنیم.
• پس از آماده سازی محلول سیانیدی آن را به خاک یا قطعات اضافه کرده و تا حل شدن کامل طلای موجود در خاک (بستگی به میزان طلای موجود) هم می زنیم.
• پس از حل شدن کامل طلا در محلول، ذرات جامد را از محلول فیلتر (در حجم بالا استفاده از پمپ) می کنیم.

• حال نوبت به بازیابی طلا از محلول می رسد برای این منظور مطابق آنچه که در قبل اشاره شد از پودر روی یا کربن فعال استفاده می کنیم.

• پس از جذب کامل طلا، کربن فعال را فیلتر و شستشو می کنیم و در حجم کم و نیمه صنعتی می توانیم مراحل مشخص شده در تصویر را انجام دهیم.

در صورت استفاده از پودر روی فرآیند بالا به این شکل خواهد بود که پس از فیلتر کردن پودر روی از محلول سیانید آن را شستشو می کنیم در صورتی که پودر حاوی طلا و نقره باشد ابتدا نقره را در اسید نیتریک حل می کنیم و طلا باقی می ماند و در صورت وجود ناخاصی می توانیم با استفاده از تیزاب آن را خالص بکنیم. و در صورت وجود طلا در پودر حاصل از سیانید پس از مرحله شستشو با استفاده از اسید سولفوریک روی را حذف می کنیم و تنها طلا باقی می ماند.

با کلیک روی این لینک فیلم کامل استخراج طلا از سنگ با روش سیانید را مشاهده کنید