مقاوم سازی طلا

مقاوم سازی طلا
تعریف طلای مقاوم
با توجه به افزایش بی سابقه قیمت طلا در دهه ۱۹۸۰، پیداکردن راه حل های جدید متالورژیکی برای استحصال طلای مقاوم به عنوان منبعی برای استحصال کانی های با ارزش لازم و ضروری بود.

کانسارهای طلای مقاوم شامل طلای موجود در کانسارهای سولفیدی بالاخص پیریت و ارسنوپیریت است که این نوع طلا حتی با خردایش بسیار زیاد، در سیانور حل نمی شود و یا به عبارت دیگر برای استحصال طلا توسط سیانور باید عیار آن در حد متوسط و در حدود ۳ الی ۷ گرم بر تن باشد، ولی امروزه به دلیل پایین بودن عیار طلاهای موجود و بازیابی کم آنها (کمتر از ۲۰ درصد) و یا مصرف زیاد سیانور قابل استحصال نیستند، به این طلاها، طلای مقاوم گفته می شود و برای اینکه طلا در سیانور حل شود باید به صورت آزاد باشد که با استفاده از روش های مختلفی از جمله تشویه، رآکتورها و روش میکروبی، طلا به صورت آزاد درمی آید و بعد قابل استخراج توسط سیانوراسیون می باشد که به دلیل کاربرد خوب روش بیولیچینگ و هزینه کمتر آن نسبت به روش های دیگر قابل استفاده است.
دو روش اول روش هایی هستند که در بیشتر پروژه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند و امروزه روش میکروبی در مقیاس صنعتی در آفریقای جنوبی، استرالیا، (سه مکان)، برزیل و غنا مورد استفاده قرار می گیرد. بزرگترین معدنی که از روش بیواکسیداسیون استفاده می کند، پروژه سان سو در غنا است که ظرفیتی در حدود ۷۰۰ تن در روز دارد. ‏
طلای تولید شده در حوالی سال های ۱۹۹۰ در حدود ۲۴۰۰-۲۲۰۰ تن در سال به صورت ثابت بوده است و قیمت طلا نیز تغییرات چندانی نداشته است. در حدود سال های ۱۹۹۴ طرز استخراج جدیدی از طلا مطرح شد که بر روی قیمت طلا تاثیراتی گذاشت و برای برابری هزینه های عملیاتی با قیمت طلا باید تمهیداتی صورت پذیرد که با استفاده از روش های میکروبی و آسان بودن این روش راه حل بسیار مناسبی برای آنها محسوب می شود. افزایش شدید قیمت طلا در یکی دو سال اخیر باعث توجه مجدد به معادن طلای مقاوم شده است.
اصول کلی بیولیچینگ طلای مقاوم
برای استحصال کانی های طلای مقاوم که با روش سیانوراسیون بازیابی کمی دارند، از روش بیولیچینگ استفاده می شود. به هرحال شباهت های بسیار زیادی بین بیولیچینگ مس و مواد معدنی سولفیدی طلای مقاوم وجود دارد و البته اختلافاتی نیز وجود دارد.
به طور مثال طلا نیز مانند مس باید تا ابعادی که از نتایج آزمایشگاهی به دست آمده است، خرد شود. اگر ماده معدنی به شدت اسید مصرف کند، به منظور آماده سازی کانه از اسیدسولفوریک غلیظ در حین آگلومراسیون استفاده می شود و اگر ماده معدنی اسید مصرف نکند از محلول برگشتی از عملیاتی قبلی استفاده می شود. بعد از آگلومراسیون، ماده معدنی بر روی پدهای دینامیکی با بسترگر اولی درشت انباشته می شوند. خطوط هوادهی در بسترگر اولی درشت قرار داده می شوند. هوادهی هنگامی که پد کاملا پر شد، انجام می شود. پدهای فلزات قیمتی با مخلوطی از باکتری های اکسیدکننده آهن که سولفات فریک تولید می کنند، آبیاری می شوند. زمان قرار گرفتن ماده معدنی تحت تاثیر باکتری به خصوصیات کانی شناسی، میزان اکسیداسیون مورد نیاز برای تبدیل سولفید به سولفور و فاکتورهای دیگر مثل دمای توده های انباشته بستگی دارد. به منظور از بین بردن اسید از پدها و کم کردن میزان آهک و سیانور مصرفی ماده معدنی اکسید شده، توسط آب تمیز شسته می شوند. بعد از شستشو، ماده معدنی اکسید شده، از پدها حمل و با آهک مخلوط می شوند و بر روی پدهای موقت به منظور سیانوراسیون انباشته می شوند و عملیات سیانوراسیون طلای اکسید شده مانند روش های مرسوم انجام می شود.
روش های اکسایش سنگ معدنی توسط باکتری
عملیات اکسایش سنگ معدنی توسط باکتری به دو روش انجام می شود:
روش رآکتورهای شیمیایی: ماده معدنی سولفیدی طلای مقاوم شامل طلای محصور شده در کانی های سولفیدی است که معمولا این نوع طلا با پیریت و آرسنوپیریت همراه است. این نوع طلا برای بازیابی توسط روش سیانوراسیون بعد از مرحله آسیا شدن به صورت آزاد وجود ندارد و باید از سنگ میزبان جدا شود تا قابل دسترسی توسط سیانور باشد.
شش رآکتور شیمیایی صنعتی در آفریقای جنوبی، برزیل، استرالیا و غنا برای آماده سازی فلوتاسیون طلای سولفیدی مقاوم به منظور آزاد شدن طلا برای سیانوراسیون مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایش ها، نشان می دهند که میزان هزینه های سرمایه ای با افزایش مقیاس کار، کاهش می یابد و روش رآکتورهای شیمیایی برای کارخانه هایی با تولید کمتر از ۲ هزار تن در روز بهترین تکنولوژی موجود می باشد.
روش توده ای: آزادسازی طلا از ماده معدنی مقاوم با عیار کم توسط روش اسیدشویی توده ای توسط معادن زیادی از جمله نیومونت در نوادا مورد بررسی قرار گرفته شده است. روش استفاده شده توسط نیومونت دقیقا مثل روش توضیح داده شده در بخش ۲-۴-۲ می باشد. این روش برای کانی های سولفیدی با عیار کم و حتی در حدود ۲/۰-۴/۰ درصد و با میزان عیار حدود ‏g/t‏ ۳/۲-۱ با بازیابی اقتصادی ۵۰-۶۰ درصد نیز مورد استفاده قرار می گیرد و میزان هزینه مصرفی در این روش در بخش ۲-۴-۴ آورده شده است و هیچ روش دیگری از لحاظ سوددهی و اقتصادی مشابه این روش نمی باشد.
نمونه ای از کاربرد بیولیچینگ طلای مقاوم
اگرچه انجام عملیات بر روی ماده معدنی در مقیاس صنعتی، اقتصادی ارزیابی شده است ولی تمامی عملیات بیواکسیداسیون بر روی کنسانتره فلوتاسیون انجام می شود. کنسانتره فلوتاسیون کانی های سولفیدی مقاوم در رآکتورها اکسیده می شوند تا به حد درجه آزادی مورد نظر برسند. مزیت بیواکسیداسیون در مقایسه با دیگر روش ها این است که برای تعداد زیادی از مواد معدنی مخصوصا آن دسته ای که طلا با آرسنوپیریت وجود دارد اکسیداسیون کامل برای دستیابی به بازیابی بالای طلا لازم نمی باشد و این به خاطر ارجحیت ارسنوپیریت نسبت به پیریت است. مواد بر جای مانده اکسید شده از مواد شسته شده برای بازیابی طلا توسط روش سیانوراسیون فرستاده می شوند. محلول حاصل به منظور خنثی شدن آهن و آرسنیک موجود در آن و رسیدن این دو عنصر به حد استانداردهای زیست محیطی، توسط آهک شسته می شوند.
اختلافات زیادی بین هزینه های عملیاتی و هزینه های سرمایه گذاری کلی وجود دارد. محاسبه واحد هزینه سرمایه گذاری، نسبت به هزینه سرمایه گذاری کلی به ظرفیت برای سه عملیات اولی براساس تکنولوژی بیومین است. در پروژه یوآن مین از تکنولوژی بک تک استفاده شده است که هزینه سرمایه گذاری بسیار پایینی نیاز دارد اما به دلیل موقعیت حساس معدن اجازه هیچ گونه مطالعه ای برای بررسی فاکتورهای دیگر موثر بر هزینه وجود ندارد. هزینه های عملیاتی نیز بین ۳ معدن با یکدیگر متفاوت هستند و به دلیل کمبود اطلاعات لازم برای نتیجه گیری هیچ گونه نتیجه قطعی حاصل نمی شود. به هرحال این مطلب را می توان بیان کرد که هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی مثل بازدهی اقتصادی به ظرفیت عملیاتی، عیارطلا، عیار سولفور و میزان سولفیدی که باید اکسید شود، بستگی دارد
معادن برای اکسیداسیون پیریت و آرسنوپیریت که طلا در آنها به صورت قفل شده است، از رآکتورهای شیمیایی بزرگ و خودهواده استفاده کرده اند. در کارخانه یوآمین استرالیا که از تکنولوژی بک تک استفاده شده است، از باکتری ترموفیلیک نزدیک به خانواده سولفوباسیلوس ترموسولفیدواکسیدان استفاده شده است. اکسیداسیون در دمای بین ۵۵-۴۵ درجه سیلیسیوس انجام می شود. شش معدن دیگر از روش بیوکس که ترکیبی از و فرواکسیدانس است و دمای فعالیت آنها ‏oc‏۴۵-۴۰ است، استفاده کرده اند.
تنها معدن طلا، معدن نیومونت است که از روش کپه ای برای اکسیداسیون طلا در مقیاس بزرگ استفاده کرده است. در روش اکسیداسیون توسط باکتری، سنگ ها باید تا ابعاد ۷/۱۲ میلیمتر خرد شوند. کپه ماده معدنی به مدت ۱۰۰ تا ۲۷۰ روز هوادهی و آماده می شوند. ماده معدنی اکسید شده از پدها جمع آوری، خنثی و سپس شسته می شوند. بسته به نوع کانی موجود و ابعاد ماده معدنی بازیابی طلا بین ۸۰-۶۰ درصد متغیر است. برای مواد معدنی با عیار پایین که معمولا هزینه های آنها اقتصادی نمی باشد و یا معادن خیلی کوچکی که نمی توان سرمایه گذاری زیادی برای آنها انجام داد، آماده سازی ماده معدنی اکسید شده، انجام می شود.
آینده بیوتکنولوژی طلا
یکی از روش های جدید در استحصال طلا که آینده بسیار درخشانی خواهد داشت، روش ژئوکت می باشد. این روش توسط کمپانی ژئوبیوتکس ابداع شد که از پروسس اکسیداسیون مواد معدنی توسط باکتری استفاده می کند که این روش هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی کم با بازیابی بسیار بالا برای اسیدشویی توده ای در رآکتورهای پیوسته دارد. هر دو روش بیواکسیداسیون توده ای و مخزنی مورد قبول صنعت هستند و در مقیاس صنعتی در کل جهان استفاده می شوند.
در عملیات ژئوکت طلا از باکتری اکسیدکننده گوگرد و آهن که شامل تیوباسیلوس فرواکسیدانس، تیوباسیلوس تیواکسیدان و لیپتوسپیلیریوم فرواکسیدانس است، به منظور اکسیداسیون و لیچینگ کانی های سولفیدی در هیپ ها استفاده می کند. در دو سال گذشته، شرکت مذکور روش ژئوکت را برای لیچینگ کانی های مس ابداع کرده است و مطالعات بسیار زیادی در مورد لیچینگ کالکوپیریت در درجه حرارت بالا با استفاده از میکروگانیسم های ترموفیلیک (باکتری های درجه حرارت بالا) انجام داده است.
بعد از اینکه کنسانتره توسط روش فلوتاسیون پیوسته به دست آمد، پالپ کنسانتره بر روی سنگ میزبان یا پایه پوشانده ‏‎(coating)‎‏ می شود که ممکن است از سنگ باطله و یا سنگ معدنی کم عیار به عنوان مبنا استفاده شود. سنگ میزبان حتما باید در محدوده ابعادی ۲۰-۶ میلیمتر باشد و کنسانتره، پوششی به ضخامت یک میلیمتر بر روی سنگ میزبان ایجاد می کند. نسبت میزان سنگ میزبان نسبت به کنسانتره به طور ایده آل در حدود ۵:۱ تا ۱۰:۱ می باشد. از روی نوار نقاله ای که پالپ کنسانتره را برای هیپ می آورد، کنسانتره به صورت اسپری بر روی سنگ میزبان پاشیده می شود.
به دلیل خاصیت آبرانی کنسانتره، لایه بسیار نازکی بر روی سطح سنگ میزبان به صورت پوشش تشکیل می شود. پوشش به وجود آمده با محلول به کار رفته در هیپ و یا باران های شدید شسته نمی شود. به خاطر سایز نسبتا یکنواخت سنگ میزبان فضاهای نسبتا کوچکی در هیپ به وجود می آید که این سوراخ ها مقاومت کمی در برابر جریان هوا و محلول به وجود می آورند. بادبزن های فشار پایین توسط لوله هایی که در زیر هیپ قرار داده شده اند، هوای لازم برای فعالیت باکتری را فراهم می کنند. سرعت جریان هوا، به منظور کنترل درجه حرارت هیپ در پایین ترین دمای لازم برای فعالیت باکتری تنظیم می شوند. هوا، همچنین میزان اکسیژن لازم برای عملیات اکسیداسیون را فراهم می سازد.
فضای بین ذرات با پوشش نازکی از کنسانتره ترکیب می شوند و شرایط ایده آل برای بیواکسیداسیون را ایجاد می کنند. دانه های سولفیدی مواد معدنی تحت جریان مستقیم از محلول و جریان معکوس از هوا قرار می گیرند. نتایج حاصله به میزان اکسیژن منتقل شده و میزان سرعت اکسیداسیون بستگی دارد. به طور ایده آل، اکسیداسیون در مدت ۳۰ تا ۶۰ روز تکمیل می شود. این روش در مقابل اسیدشویی توده ای که حتی با آگلومراسیون، اکسیداسیون ۲۰۰ تا ۳۰۰ روز به طور می انجامد، زمان کوتاهی است.
به طور ایده آل، کنسانتره سولفیدی بر روی مواد معدنی سولفیدی کم عیار که به عنوان باطله دمپ می شوند پوشش داده می شود. عملیات باکتری بر روی کنسانتره همچنین باعث اکسیداسیون مواد سولفیدی سنگ میزبان نیز می شود و این گونه فلز بیشتری برای بازیابی در دسترس است. این مسئله باعث اقتصادی شدن بیشتر این روش می شود. بقیه مواد معدنی آسیا و شناور می شوند و این کنسانتره ای است که شکاف های سنگ میزبان را می پوشانند. اگر از سنگ باطله استفاده شود، این سنگ به وسیله شستشو و سرند کردن از کنسانتره جدا می شود و دو مرتبه برای عملیات با کنسانتره جدید به مسیر برگردانده می شود.
در عملیات ماده معدنی طلای مقاوم، فلز با ارزش در رسوب جامد باقی می ماند که برای جدا کردن آن از پد به عملیات مجددی نیاز است. در عملیات مس و دیگر فلزات سولفیدی پایه، فلز در حلال حل می شود در حالی که مواد رسوب کرده در پدها باقی می مانند و این فلز محلول به وسیله شستشو بازیابی می شود. برای مواد معدنی طلای مقاوم از نمونه پدهای منفصل یا ‏on-off‏ استفاده می شود که مواد اکسید شده از پد حمل می شوند و پد دو مرتبه مورد استفاده قرار می گیرد. به هرحال برای مس و دیگر فلزات پایه از پدهایی استفاده می شود که هر میزان عملیات گسترده باشد ابعاد پد را گسترش می دهند و از پدهای قبلی استفاده نمی شود. به خاطر انعطاف پذیری موجود در روش مذکور به مصرف کننده اجازه داده می شود که از فلوشیت های پیوسته به منظور بهینه کردن شرایط ماده معدنی استفاده شود.
انتخاب فلوشیت بهینه برای روش ژئوکت به فاکتورهای زیر بستگی دارد: عیار ماده معدنی، کانی شناسی و خصوصیات شیمیایی ماده معدنی، خصوصیات کنسانتره، درجه شکست ماده معدنی، سختی بیواکسیداسیون، در دسترس بودن مواد یا ماده معدنی کم عیار برای سنگ پایه، وجود آب و کیفیت آن و خصوصیات محل مثل وجود امکانات ویژه برای عملیات.
امتیاز دهید:
1 ستاره2 ستاره3 ستاره4 ستاره5 ستاره (امتیازی داده نشده)
Loading...
برای عضویت درکانال تلگرام جم شیمی روی تصویر کلیک کنید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

محدودیت زمانی،روی فلش کلیک کنید تا کد جدید تولید شود