روشهای فیزیکی و فیزیکی-شیمیایی تغلیظ و آماده سازی طلا
روشهای فیزیکی و فیزیکی-شیمیایی تغلیظ و آماده سازی طلا
مقدمه
نخستین روش تغلیظ طلا، روش ثقلی بود. با وجود پیشرفتهای انجامشده، این روش در بازیابی ذرات بسیار ریز طلا و ذرات همراه سولفید عملکرد ضعیفی داشت و این ناتوانی، پژوهشگران را به سمت توسعه روشهای شیمیایی مانند سیانوراسیون و کلراسیون در ابتدای قرن بیستم سوق داد.
اپراتورهای معدن امروز تنها در موارد محدود از روش ثقلی بهتنهایی استفاده میکنند و معمولاً آن را همراه روشهای شیمیایی—بهویژه سیانوراسیون—بهکار میگیرند.
روش ثقلی با تجهیزات ساده و سازگار با محیط زیست کار میکند و بر پایه اختلاف دانسیته بین کانی باارزش و باطله، فرایند جدایش را انجام میدهد.
در این نوشته نحوه عملکرد چند دستگاه مهم ثقلی و همچنین کاربرد فلوتاسیون در کانسنگهای طلا را توضیح میدهم.
جداکنندههای ثقلی
الف) جیگ
جیگ یکی از قدیمیترین دستگاههای پرعیارسازی است. آب در داخل دستگاه بهصورت نوسانی و بر اساس یک مکانیزم موجساز—مانند پیستون—حرکت میکند. این حرکت، لایه مواد را بهصورت پیدرپی بالا و پایین میبرد و ذرات را لایهبندی میکند.
ذرات سبک در لایههای بالایی قرار میگیرند و از سرریز خارج میشوند؛ در حالیکه ذرات سنگین در لایههای پایین باقی میمانند و اپراتور آنها را از تهریز برداشت میکند.
ب) میز لرزان
میز لرزان یکی از کارآمدترین تجهیزات ثقلی است. به دلیل ظرفیت پایین، معمولاً آن را برای تغلیظ نهایی محصولاتی که ابتدا با جیگ پرعیار شدهاند بهکار میبرند.
این میز از یک صفحه مستطیلشکل با شیب عرضی تشکیل میشود و موانعی در امتداد طول آن قرار دارد. ارتفاع این موانع از ورودی خوراک تا انتهای میز کم میشود و بخشی از سطح خروجی صاف است.
پ) اسپیرال
اسپیرال شامل یک مسیر مارپیچ قائم است. خوراک پالپی از بالای دستگاه وارد میشود و همراه جریان گرانشی به پایین حرکت میکند. نیروهای گریز از مرکز و اختلاف وزن مخصوص، ذرات را از هم جدا میکنند.
ذرات سبکتر به دلیل نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره خارجی رانده شده و از روزنههای جانبی خارج میشوند. ذرات سنگین در تماس با سطح داخلی مسیر حرکت میکنند و اصطکاک، مانع رانده شدن آنها میشود.
اپراتورها معمولاً اسپیرالها را به صورت سری نصب میکنند تا راندمان افزایش یابد.
این دستگاه ساده است، انرژی مصرف نمیکند و هزینه نگهداری بسیار کمی دارد؛ اما در جدایش ذرات ریز کارایی محدود دارد.
۲) تغلیظکنندههای گریز از مرکز
این تجهیزات در سرعتهای بالا میچرخند و نیروی گریز از مرکز زیادی تولید میکنند؛ به همین دلیل میتوانند ذرات کوچکتر از ۵۰ میکرون را که پیشتر با جیگ و اسپیرال قابل بازیابی نبودند، جدا کنند.
الف) نلسون
نلسون برای پرعیارسازی کانسنگهای ریز طراحی شده است و دامنه دانهبندی ۶ میلیمتر تا یک میکرون را پوشش میدهد. خوراک دوغابی وارد مخروط چرخان میشود و بستر تغلیظ داخل مخروط شکل میگیرد. جریان آب، بستر را از فشردهشدن حفظ میکند و دستگاه حتی ذرات میکرونی را نیز جدا میکند.
ذرات سنگین در بستر باقی میمانند و ذرات سبک همراه جریان از دستگاه خارج میشوند.
ب) فالکون
فالکون پالپ را به داخل کاسه چرخان هدایت میکند. ذرات سنگین تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز به دیواره منتقل میشوند و ذرات سبک همراه آب به سمت بالای کاسه حرکت میکنند. جدایش در مسیر صعودی پالپ انجام میشود.
پ) جداکننده مولتیگرویتی (MGS)
این دستگاه همزمان حرکت گریز از مرکز یک استوانه زاویهدار و نوسان شبیه میز لرزان را ترکیب میکند. خوراک به صورت پالپ روی سطح استوانه پخش میشود.
ذرات سنگین به سمت بالای استوانه حرکت میکنند و از لبه بالا تخلیه میشوند؛ در حالیکه ذرات سبک با کمک آب و تیغهها به سمت پایین هدایت و از لبه پایینی خارج میشوند.
MGS برای ذرات ۱۰ تا ۷۵ میکرون عملکرد بسیار دقیقی دارد، اما برای دانههای درشت مناسب نیست و نیاز به دانهبندی دقیق دارد. همچنین این دستگاه مکانیکی پیچیده و نسبتاً گران است.
۳) فلوتاسیون
فلوتاسیون اقتصادیترین روش برای کانیهایی مانند استبنیت، سولفیدهای مس، تلوریدها و کانیهایی است که پیش از سیانوراسیون باید تشویه شوند.
در این روش، واکنشگرها و هوا باعث میشوند کانیهای حامل طلا روی سطح سلولها شناور شوند و به صورت کف جدا شوند.
اگرچه فلوتاسیون در تغلیظ سولفید عملکرد خوبی دارد، اپراتورها معمولاً قبل از آن یک مرحله تغلیظ ثقلی اجرا میکنند.
مواد مصرفی در فلوتاسیون:
-
مواد اصلاحکننده: ترکیبات سدیم برای تنظیم pH، آهک برای جلوگیری از فلوتاسیون پیریت، و سولفات مس برای فعالسازی پیریت و آرسنوپیریت
-
کلکتورها: بهویژه گزنتاتها که شناوری ذرات را افزایش میدهند
-
کفسازها: مانند روغن گاج یا اسید کرزیلیک
۴) استحصال طلا از کانسنگهای مقاوم
کانسنگ مقاوم بهصورت طبیعی در برابر سیانوراسیون و جذب روی کربن مقاومت نشان میدهد و درصد بازیابی معمولاً به زیر ۸۰٪ میرسد. بنابراین اپراتور پیش از سیانوراسیون، یک مرحله پیشفرآوری اجرا میکند.
روشهای متداول پیشفرآوری:
۱. تشویه
کانسنگ را تا ۴۵۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا سولفیدها اکسید شوند و مواد فرار مانند آرسنیک و گوگرد جدا شوند.
۲. اکسیداسیون بیولوژیکی
باکتریهایی مانند Thiobacillus ferrooxidans و Leptospirillum ferrooxidans بهعنوان کاتالیزور واکنشهای اکسیداسیون عمل میکنند و سولفیدها را تجزیه میکنند.
۳. اکسیداسیون تحت فشار
این روش با اکسیژن و فشار بالا، سولفیدها را اکسید میکند. در این فرایند سولفور در محلول حل میشود و آرسنیک به شکل نامحلول رسوب میکند.
۴. اکسیداسیون قلیایی
در pH بالا و پتانسیل پایین، سولفیدهای آرسنیکی پایدار نیستند و سریع اکسید میشوند. این فرایند طلاهای ریز محبوس را آزاد میکند و سپس آرسنیک و آنتیموان بهشکل کمپلکس رسوب میکنند.
https://www.aparat.com/asremavad