روش های فراوری واستحصال طلا از سنگ معدن

جست‌وجو برای: روش های فراوری واستحصال طلا از سنگ معدن

تقسیم بندی کانیهای طلا از نظر استحصال
● کانیهای طلای طبیعی
● طلای همراه با سولفیدها: که در این کانیها طلا بصورت ذرات آزاد یا پراکنده در سولفیدها وجود دارند.
● تلوریدهای طلا، که معمولا در کنار طلای ناتیو یا طلای همراه سولفیدها دیده میشوند، Calaverite, Krennerite کانیهایی هستند
که شامل ۴۰ درصد طلا و Sylvanetite حدود ۲۵ درصد طلا دارد.
● طلا در سایر مینرال ها مانند آرسنیک و آنتیموان و یا با پورفیرهای مس و یا با مینرال های سرب و روی و یا با مواد کربندار وجود دارد.

◄ شستشوی ماسه های طلادار ( روش ثقلی یا خاکشویی )
اولین روشی که بشر برای بدست آوردن طلا بکار برد شستشوی ماسه های طلادار بود. قسمت اعظم طلایی که در ادوار گذشته استخراج میشد، طلای آبرفتی بود و عمل استحصال طلا به روشهای ابتدایی و سنتی صورت میگرفت یکی از این وسایل استفاده از لاوک، جعبه شنشوئی و… بود.پس از کشف تیزاب سلطانی کانیهای طلادار را با نمک و شوره و زاج و گرد آجر مخلوط کرده و در کوره ای حرارت میدادند و بدین ترتیب طلا با توجه به وزن مخصوص بالا در ته کوره باقی میماند. استفاده از روش حرارتی و بکارگیری ترکیبات سرب از دیگر روشهای استحصال طلا در زمانهای گذشته بود. این روش در عین حال که ابتداییترین روش علمی شناخته شده است، هنوز بعنوان روش مطمئن اندازه گیری عیار طلا به کار گرفته میشود و اصطلاح علمی کوپلاسیون یا تجزیه حرارتی نامیده میشود، در ایران از این روش جهت استخراج طلا از هر نوع خاک محتوی طلا استفاده میگردد که در اصطلاح سنتی بنام نماکاری نامیده میشود.

◄ روش ملقمه کردن طلا توسط جیوه:
روش دیگر که مورد استفاده بشر قرار گرفت استفاده از جیوه میباشد. جیوه فلزی است که با تشکیل ملقمه، طلای موجود در خاک را در خود جمع و حل مینماید. بنابراین از این خاصیت برای آزادسازی طلا از کانیهای دیگر استفاده میشود. روش بعدی استفاده از گاز کلر در استخراج صنعتی طلا میباشد که در یک دوره کوتاهی انجام گرفته با کشف روش سیانوراسیون در اواخر قرن نوزدهم بدلیل مشکلات زیست محیطی مورد استفاده صنعتی قرار نگرفته است.در روش ملقمه کردن، طلا توسط جیوه از سایر مواد جدا میشود و سپس از طریق تبخیر نمودن از طلا جدا میشود. در این روش که به فرآیند پاشیو مرسوم است، جیوه ای که به محیط زیست وارد میشود، بازیابی نمیشود.

◄ روش سیانوراسیون و واکنش با سیانید سدیم:
در کانسار طلای کنگلومرایی ویت واترزراند، در آفریقای جنوبی، قسمت اعظم طلا بصورت ذرات بسیار ریز تشکیل شده است. بعبارتی، تغلیظ مکانیکی و ملقمه سازی امکان پذیر نیست و طلا را باید به شکل محلول درآورد که این عمل با روش سیانوراسیون و واکنش با سیانید سدیم انجام می گیرد که یکی از مهمترین روش های تولید طلای آزاد دانه ریز می باشند.بدین منظور، بوسیله آسیاب ها و سنگ شکن ها، آسیاهای گلوله ای تر و کلاسیفایرها، ذرات طلا را از مواد سنگی جدا می کنند. در پروژه های جدیدتر، این فرآیند آسیا کردن بطور زیرزمینی انجام می شود. مواد معدنی طلا دار خرد شده که ذرات طلا یا سولفید زیاد دارند، ممکن است که برای سیانیدی شدن مناسب نباشند. فرآیندهای مقدماتی، شامل تغلیظ گرانشی، که پس از آن ملقمه سازی انجام می شود، تقریبا همیشه مورد نیاز است. این شیوه، این امکان را فراهم می کند تا ۵۰% طلا سریعتر از روش سیانوری استحصال شود. تغلیظ و تمرکز گرانشی را پیش از این به کمک پارچه ای مخمل انجام می دادند. پارچه را با یک گیره محکم می کردند و دوغاب ماده معدنی خرد شده را از آن عبور می دادند. پارچه می بایست عمود بر جهت جریان قرار می گرفت. ذرات چگالتر در شیارها گیر می کردند ولی ذرات کوارتز سبکتر به کمک نیروی آب شسته می شدند.پارچه مخمل دیگر استفاده نمی شود و به جای آن از کائوچوی موجدار استفاده می کنند (ضخامت mm 10، عمق شیارها mm 3، فاصله بین شیارها mm 6). تجهیزات مکانیکی مدرن یک کمربند طولانی دارند (به عرض ۵/۱ متر و طول ۲/۷ متر) که زاویه شیب آن °۱۱۰ است. این کمربند با سرعت min / m 4/0 در خلاف جهت جریان سیال کانه دار حرکت می کند.

تئوری Vat Leaching
روش سیانوراسیون طلا مهمترین روش طلای آزاد ریز دانه میباشد. انحلال طلا توسط سیانور قبل از قرن نوزدهم میلادی شناخته شده بود اما تا پایان سال ۱۸۹۰ میلادی بطور اقتصادی مورد استفاده قرار نگرفته بود سیانور در حضور اکسیژن، طلا را حل نموده و بصورت کمپلکس سیانور طلا در میآید. معمولاً طلا بصورت اکسیدی قابل لیچ شدن میباشد اگر طلا در زون احیاء باشد، یعنی اینکه کربندار باشد، در این حالت مقاومت ثابتی نسبت به عمل سیانوراسیون دارد که مسئله Refactory Gold پیش خواهد آمد.

عوامل مؤثر در حلالیت طلا عبارتند از :

● غلظت سیانور
● PH محیط
● حرارت محیط
● اکسیژن موجود در محیط
● نور و سطح
● اندازه ذرات کانه خردایش شده
● اندازه ذرات طلای آزاد
● نفوذپذیری کانسنگ

مطالعات قبل از عملیات لیچینگ : این مطالعاتت باید به دقت انجام گیرد زیرا هر یک از عوامل فوق برای هر کانسنگ با خواص ویژه متفاوت خواهد بود.
● مطالعات کانیشناسی
● کانی میزبان فلز
● اندازه ذرات فلزات قیمتی و درجه آزادی آن
● نوع باطله همراه کانه
● وجود پاراژنزهای همراه کانسنگ
● نحوه توزیع طلا در کانسنگ
● وجود کانیهای سیانورکش

◄ روشهای جداسازی طلای آزاد و تغلیظ طلا از کانیها شامل:

+ روشهای ثقلی
● لاوک شوئی
● جیک
● میزهای لرزان
● میزهای گردان
● جدا کننده مغناطیس
● جدا کننده های گریز از مرکز
● مخروطهای ری ایچرت (Reichert)

+ روش فلوتاسیون: روشهای حل کردن فلز طلا از کانیها و کنسانتره ها

● روش غالگذاری (غالکاری)
● روش ملقمه
● روش کلریناسیون
● روش سیانوراسیون
● روش تیوره
● روشهای دیگر

+ روشهای رسوبگیری طلا از محلول طلادار (روشهای بازیابی طلا)
● روش پودر روی
● روش C.I.P
● روشC.I.L
● روشهای دیگر

◄ تقسیم بندی کانیهای طلا از نظر استحصال :

الف ) کانیهای طلای طبیعی (ناتیو)

ب ) طلای همراه با سولفیدها: که در این کانیها طلا بصورت ذرات آزاد یا پراکنده در سولفیدها وجود دارند.

ج) تلوریدهای طلا، که معمولا در کنار طلای ناتیو یا طلای همراه سولفیدها دیده میشوند، Calaverite, Krennerite کانیهایی هستند که شامل ۴۰ درصد طلا و Sylvanetite حدود ۲۵ درصد طلا دارد .

د ) طلا در سایر مینرال ها مانند آرسنیک و آنتیموان و یا با پورفیرهای مس و یا با مینرال های سرب و روی و یا با مواد کربندار وجود دارد.

◄ دلایل سختی روشهای اندازه گیری طلا:
امروزه از طلا به عنوان ردیاب مس در پیجوئی کانسارهای مس و مولیبدن پورفیری استفاده میکنند. با وجود محاسن ردیابی- اکتشافی که طلا دارد ولی روشهای اندازه گیری آن به دلایل زیر از مشکلترین روشها میباشند:

۱ ) عیار عادی کم (ppb 1 تا ۵ )

۲ ) پراکندگی نامنظم در کانیها، سنگ، خاک و رسوبات

۳ ) تمرکز شدید بعد از آزاد شدن از کانی و سنگها به علت وزن مخصوص زیاد

۴) وجود ناخالصیهایی مانند نقره، مس و ۲۲ عنصر دیگر که به صورت جانشینی و یا در سطوح بلورین کانیهای طلادار قرار میگیرند.

برای سنگها و کانیهایی که قطر بلوری آنها در حد یک میلی متر باشد ۵/۲ کیلوگرم نمونه وزن مطلوبی است. برای رگه ها و کانیهای هیپوژن، وزن نمونه ها باید بیشتر از ۵ کیلوگرم باشد. وزن نمونه های خاک و رسوبات بین ۳۰۰ تا ۷۰۰ گرم متغیر است نمونه برداری از خاکها بیشتر باید از افق باشد. اگر فرض کنیم که طلا به صورت یک ذره یک میلیگرمی در کل نمونه ای از سنگ و کانی پخش باشد پراکندگی آن بعد از پودر شدن نمونه یک کیلوگرمی بسیار نامنظم است.

◄ حل مشکلات اندازه گیری طلا (ریدل ۱۹۸۳ ) :

۱) افزایش وزن نمونه های سنگی و پودر شده
۲ ) کاهش قطر ذرات طلا در نمونه های پودر شده
۳ ) تمرکز ذرات درشت و تجزیه شیمیایی جداگانه آنها

برای رفع مشکلات اول معمولا وزن نمونه های پودر شده جهت تجزیه شیمیایی باید بین ۲ تا ۵ گرم و در اکثر موارد ۱۰ گرم باشد. برای روشهای وزن سنجی، وزن نمونه های پودر شده بین ۱۵ تا ۱۵۰ گرم متغیر است. مشکل دوم را میتوان با آسیاب نمودن نمونه بصورت پودر بسیار ریز حل کرد. برای این کار نمونه آسیاب شده را از الک منهای ۱۵۰ عبور میدهد. البته این روش بسیار وقتگیر است.
جدول شماره ۱: رابطه بین قطر و تعداد ذرات طلا در یک گرم نمونه

در مورد مشکل سوم باید ذرات درشت طلا را بوسیله الک کردن جدا نمود. چنانچه ۹۵ درصد نمونه پودر شده از الک منهای ۱۵۰ عبور کند، ذرات درشت طلا تا حدود ۵ درصد روی الک باقی میماند. بنابراین با تجزیه شیمیایی ذرات درشت طلا نسبت به وزن بقیه نمونه میتوان عیار مناسبی را برای طلا در نمونه ها منظور داشت.

◄ روش هایی برای حل کردن نمونه های پودر شده و آزاد نمودن طلا به صورت محلول

۱) انحلال اسیدی

۲ ) ذوب و انحلال

در روش اول نمونه را در تیزاب سلطانی (۳ قسمت اسید کلریدریک و ۱ قسمت اسید نیتریک) حل میکنند. در این تیزاب سلطانی فقط طلای آزاد و سولفیدهای طلادار (آرسنوپیریت، پیریت و کالکوپیریت) را حل میکنند ولی بر روی سیلیکاتها اثر ندارد. امروزه ذوب و انحلال اسیدی که بیشتر برای روش وزن سنجی کاربرد دارد. نمونه را در دمای ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد به مدت ۳۸۵ دقیقه حرارت میدهند تا نمونه کاملا ذوب شود و سپس توسط اسیدنیتریک و یا تیزاب سلطانی حل میکنند
جدول شماره ۲: روشهای انحلال برای کانیها و سنگهای پودر شده

◄ روش های ساختن محلولهای شاهد:
اندازه گیری طلا در نمونه ها باید بر اساس محولهای شاهد بسیار دقیق صورت گیرد. سه روش مهم برای ساختن محلولهای شاهد پیشنهاد میشود:

+ ساختن محلول ppm1000 طلا (۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر ) :
یک گرم طلای خالص را در اسید برومیک (HBr-Br2) و با تیزاب سلطانی حل میکنند و حرارت میدهند تا برم خارج شود. بعد از سرد شدن باید محصول مذکور را با اسید برومیک یا اسید کلریدیک دومولار تا ۱۰۰۰ میلی لیتر رقیق نمود. چنین محلولی ppm1000 طلا دارد.

+ تهیه محلول طلا ( ۱ میلی گرم در لیتر ) :
برای ساختن این محلول ۱/۰ میلی لیتر از محلول ppm1000 را بوسیله ۱۰۰ میلی لیتر اسید برومیک و یا اسید کلریدیک دومولار رقیق مینماییم. یک میلی لیتر از این محلول ۱ میلی گرم در لیتر طلا دارد.

+ تهیه محلول شاهد از ترکیبات و املاح طلا:
در این روش معمولا از کلرور مضاعف طلا و سدیم استفاده میشود، به طوری که ۵۰۴/۰ گرم سدیم کلرور اوریت را در ۲۵ میلی لیتر اسید کلریدریک یک نرمال حل نموده و حجم محلول را با آب مقطر به ۵۰ میلی لیتر میرسانیم تا محول ۵ میلی گرم طلا ساخته شود (۱ میلی لیتر). برای ساختن محلولهای دقیقتر میتوان محلول ۵ میلی گرم را توسط اسید کلریدریک نیم نرمال رقیق کرد.
رعایت نکات زیر در این امر ضروی است:
الف) اسیدها باید برای محلولهای شاهد و نمونه ها یکسان باشند. اسید نیتریک (۱۱۵+۱) و اسید کلریدریک (۱۵+۱) و یا اسید برومیک
ب) محلولها را باید هر دو هفته یکبار تهیه نمود و در ظرف پلی اتیلن ریخته شوند.
ج) باید توجه داشت که حداکثر غلظت عناصر تداخل پذیر بیشتر از ۵۰ گرم در تن (۵۰ میلی گرم در لیتر) نباشد (پلاتین، پالادیوم، نقره، مس و غیره) برای جدا نمودن طلا پس از انحلال اسیدی از حلالهای آلی مانند تولوئین، دی بوتیل سولفید (DBS)، میتل ایزوبوتیل کتن (MIBK) و استات بوتیل استفاده مینمایند. یکی از محاسن این روشها و حلال های مذکور این است که از تداخل عناصر همراه با طلا جلوگیری شود.

◄ مهمترین روشهای اندازه گیری طلا:
+ روش وزنسنجی یا روش ذوب احیایی توسط بوته های رسی نسوز: این روش قدیمیترین روش اندازه گیری طلا و فلزات قیمتی دیگر در مواد معدنی مختلف است که به صورت زیر انجام میگیرد:

الف ) ۱۵ تا ۱۵۰ گرم از نمونه معدنی پودر شده را با ۵/۱۴۶ گرم کمک ذوب که از ترکیبات زیر تشکیل شده مخلوط میکنند:
-اکسید سرب ۸۰ گرم
-کربنات سدیم ۴۰ گرم
-پودر سلیس ۱۲ گرم
-بوراکس سدیم ۱۲ گرم
-فلوئورید سدیم (نقش بوراکس سدیم را دارد(
-پودر زغال یا مواد احیا کننده ۵/۲ گرم

ب) مخلوط شماره الف (نمونه و کمک ذوب) را درون کوره یا بوته رسی (رس نسوز) میریزند و به مدت ۳۵ دقیقه در دمای ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد حرارت میدهند.
ج) ریختن مواد حاصل از ذوب (مرحله ب) به درون یک قالب فولادی مشبک دایرهای و مسطح
د) تشکیل دکمه های سربی حاوی نقره و فلزات دیگر (۲۰ تا ۲۵ گرم) بعد از سرد شدن محصول ذوب (سرباره(
هـ) شکستن سرباره و آزاد نمودن دکمه های سربی
و) چکش کاری، آزاد نمودن و مسطح کردن دکمه های سرب
ز) ریختن دکمه های سربی در یک ظرف مسطح با ترکیب شیمیایی اکسید منیزیم
ح) حرارت دادن ظرف اکسید منیزیم به مدت نیم ساعت در دمای ۹۵۰ درجه سانتیگراد به طوریکه سرب بخار شود و یا جذب اکسید منیزیم گردد.
ط) جداسازی و تمیز نمودن دکمه های حاوی نقره و طلا (چون در این مرحله سرب، جذب اکسید منیزیم شده و از دکمه ها جدا میگردد)
ی) وزن نمودن دکمه های نقره و طلا
ک) انحلال دکمه ها توسط اسید نیتریک جهت حل نمودن نقره و شستشوی محصول باقیمانده با آب مقطر
ل) وزن نمودن طلا (حدود ۲ میکروگرم )
م) محاسبه نهایی وزن طلا و نقره در کل نمونه (کانیها و سنگها )

نکته : واکنشهای اساسی که در طی پدیده ذوب در روش وزنسنجی صورت میگیرد به شرح زیر است:
فلزات قیمتی (طلا و نقره) در نمونه با سرب (احیاء شده از اکسید سرب) آلیاژ تشکیل میدهند.در صورتی که سیلیس، آلومینیوم و ترکیبات سیلیکاتی دیگر به صورت سرباره سیلیکاتی در میآیند. بنابراین فلزات قیمتی به صورت آلیاژ سربی یا دکمه های سربی تشکیل میشوند. حساسیت روش وزن سنجی ۱۰۰ میلی گرم در تن یا ppb10 طلا میباشد.

+ روش جذب اتمی شعلهای (FAA) : این روش از دقیقترین روشها برای اندازه گیری طلا میباشد. در این روش تداخل حاصل از فلزات همراه با طلا را میتوان در مرحله جداسازی توسط حلالهای آلی از بین برد و طلا را با دقت نسبتاً خوبی اندازه گیری نمود. مخلوطی از هوا- استیلن بهترین سوخت برای شعله میباشد. علیرغم محاسن خوبی که این روش دارد برای پلاتین، پالادیم، آلومینیوم، آهن، کلسیم، یون سیانور و یون سولفات در بالاتر از ۵۰ گرم در تن (ppm50) ایجاد تداخل مینماید.

+ روش جذب اتمی گرافیتی (GFAA): در این روش یک واحد گرافیتی (کوره گرافیتی) جانشین شعله میگردد. در این روش کوره گرافیتی توسط جریان الکتریکی در دمای بالا حرارت داده میشود. در طی این پدیده نمونه ابتدا خشک شده و سپس به حالت اتمی در میآید و نهایتاً اندازه گیری میشود. دقت این روش نسبتا بالا و در مرزهای پائینی از (ppb) است.

+ روشهای نشری : در این روشها معمولا از سیستم آرگون- پلاسما برای سنجش نمونه های جامد و یا محلول استفاده میشود. دقت اندازه گیری در حد میلی گرم در تن است.

+ روشهای رادیواکتیو : در روشهای رادیو اکتیو نمونه ها جریانهای نوترونی بمباران میشود و عناصر به حالت ایزوتوپی در میآیند و نهایتا عیار طلا بر حسب نمونه های شاهد اندازه گیری میشود. دقت این روش در حد ۱/۰ میلی گرم در تن است. در این روشها منبع انرژی کالیفرنیم ۲۵۲ میباشد.

+ روش فلوئورسانس اشعهXRF : این روش بدلیل تداخل زیاد عناصر زمینه که همراه طلا هستند از دقت بسیار خوبی برخوردار نمیباشد.

+ روش وزن سنجی- ژئوشیمی : این یکی از روشهای عادی و متداول برای اندازه گیری طلا است که به ترتیب زیر انجام میشود.

الف) ده گرم از نمونه معدنی پودر شده را با ۷۵ گرم از کمک ذوب روش وزن سنجی مخلوط میکنند.
ب) ۲ قطر نیترات نقره به نمونه اضافه مینمائیم و بر اساس مراحل «ب» الی «د» ذوب کرده و نهایتا سرد مینماییم.
ج) در این مرحله با اضافه نمودن اسید کلریدریک، نقره به صورت کلرید نقره رسوب میکند و طلا را در تیزاب سلطانی حل میکنند. محلول حاصل را با آب مقطر رقیق نموده و کلرور نقره در ته ظرف آزمایش رسوب میکند و سپس محلول را از کاغذ صافی عبور میدهند.
د) ۲ میلی لیتر از محلول را از طریق لوله تغذیه کننده وارد سیستم کوره گرافیتی دستگاه جذب اتمی مینمایند عیار طلا را اندازه گیری میکنند.
هـ) روش محاسبه به این ترتیب است:
Au = ( C*V /W) * 100
Au = عیار طلا در سنگ ( ppb )
C = غلظت طلا در محلول ( میکرو گرم در میلی متر )
V = حجم نمونه ( ۲ میلی گرم )
W = وزن نمونه پودر شده
۱۰۰ = ضریب رقت محلول
در این روش دقت و حساسیت اندازهگیری ppb2 میباشد که محدوده غبار عادی طلا را در سنگهای مختلف پوسته زمین نشان میدهد.

+ روش رنگ سنجی : در این روش با استفاده از معرفها و محلولهای رنگین طلای موجود در نمونه های سنگی و رگهای به صورت لکه های قرمز تا قرمز تیره رنگ مشخص میشود. روش کار به ترتیب ذیل میباشد:

الف) گذاشتن کاغذ معرف داخل یک محلول ثابت کننده طلا (نقره را از طلا جدا میکند)
ب) شستن کاغذ به صورت ۲۰ دقیقه با آب مقطر و نهایتا خشک نمودن آن.
ج) گذاشتن کاغذ در تیزاب سلطانی برای یک دقیقه
د) اسیدزدایی کاغذ توسط یک کاغذ صافی مخصوص
هـ) قرار دادن سطح صیقلی نمونه (کانی- سنگ) بر روی کاغذ معرف طلا به مدت یک دقیقه
و) اضافه نمودن معرف رنگی رودانین

در صورتیکه PH کاغذ اسیدی باشد رنگها ظاهر نمیگردند. در چنین حالتی باید کاغذ را در استات سدیم و اسید استیک قرار دهیم و دوباره بعد از شستن و خشک نمودن با معرف رودانین آزمایش نماییم. به جای معرف رودانین میتون از بنزیدین استفاده کرد که رنگ طلا را بنفش نشان میدهد. اگر قطر ذرات طلا در حد ۰۲/۰ میلی متر باشد یک دقیقه وقت لازم است تا رنگها ظاهر شود.
از کلیه موارد فوق چنین نتیجهگیری میشود که روشهای وزن سنجی و جذاب اتمی به علت ساده بودن، اقتصادی بودن روش و حساس بودن روش میتوانند از تاثیر خوبی برخوردار باشند.
منبع : انجمن مجازی داشنگاه اراک

موضوع : متفرقه
نویسنده : یاسین همتی | تاریخ درج : پنجشنبه ۱۲ آبان ۱۳۹۰ | بازدید : 269

بدست ا<ردن طلا به کمک جیوه

جداسازی طلا از خاک

روش های فراوری واستحصال طلا از سنگ معدن

روشهای فرآوری طلا

روش های فراوری واستحصال طلا از سنگ معدن

مطالب مشابه :

تیزآب سلطانی

برداشت انگور و روش های تهیه کشمش

کشمش

روش های فراوری واستحصال طلا از سنگ معدن

درباره طلا

زندگینامه جابر بن حیان (200- 107 هـ.ق)

همه چیز درباره طلا

درباره طلا