به گزارش عیار معدن، در فرآوری ذخایر طلای حاوی مواد کربنی فعال و فازهای سولفیدی ریزدانه، کاربرد مستقیم سیانید سدیم با افت شدید بازیابی همراه است. ساختار متخلخل کربن آلی با جذب سطحی کمپلکس دیسیانوآئورات از فاز مایع، پدیده موسوم به سرقت طلا را رقم میزند که مانع از انتقال فلز حلشده به مدارهای بازیابی میشود. علاوه بر این، حضور کانیهای مسدار واکنشی موجب مصرف تصاعدی سیانید و تولید کمپلکسهای تداخلکننده میگردد. برای مقابله با این معضل در روشهای سنتی، اعمال پیشفرآوریهای حرارتی نظیر برشتهکاری یا اکسیداسیون تحت فشار در اتوکلاو ضروری است؛ روشهایی که مستلزم سرمایهگذاری سنگین و مصرف بالای انرژی بوده و چالشهای انتشار گازهای اسیدی را به همراه دارند.
ترمودینامیک و فیزیک وشیمی انحلال طلا در فاز تیوسولفاتی
مکانیسم انحلال طلا در محیطهای تیوسولفاتی بر پایه تشکیل کمپلکس آنیونی پایدار دیتیوسولفات آئورات استوار است. تفاوت ساختاری این کمپلکس با ترکیبات سیانیدی در ابعاد بزرگتر آنیون و توزیع بار منفی در سطح مولکول نهفته است؛ ویژگی خاصی که انرژی فعالسازی جذب آن بر دامنههای کربن فعال طبیعی را به شدت افزایش داده و میل ترکیبی آن با سطوح کربنی کانسنگ را به صفر نزدیک میکند. این فرآیند غالباً در محدوده پیاچ قلیایی ضعیف تا خنثی انجام شده و پایداری ترمودینامیکی فاز مایع، مانع از تشکیل لایههای مسدودکننده غیرفعال بر سطح طلا در خلال واکنشهای اکسایش میشود.
سامانههای کاتالیزوری جایگزین و کنترل مصرف معرف
واکنش اکسیداسیون طلا در حضور تیوسولفات بدون عامل اکسیدان مناسب از سینتیک بسیار کندی تبعیت میکند. در سیستمهای متداول از یون مس دو ظرفیتی در بستر آمونیاکی به عنوان اکسیدان کاتالیزوری استفاده میشود، اما فراریت آمونیاک و ریسکهای زیستمحیطی آن توسعه سامانههای نوین بدون آمونیاک را ضروری ساخته است. در سامانههای پیشرفته، کمپلکسهای آهن سه ظرفیتی همراه با لیگاندهای تثبیتکننده آلی مانند اسیدهای دیکربوکسیلیک به کار گرفته میشوند. این کاتالیزورها ضمن تامین پتانسیل اکسایش لازم برای انحلال طلا، از تخریب اکسیداتیو تیوسولفات به پلیتیوناتها و سولفات جلوگیری کرده و مصرف معرف شیمیایی را در محدوده اقتصادی مهار میکنند.
جدایش فلز باردار با استفاده از رزینهای تبادل یونی
به سبب عدم برهمکنش کمپلکس طلا-تیوسولفات با کربن فعال، ساختار مدار بازیابی در این روش از پایه با فرآیندهای کربن در پالپ تفاوت دارد. جذب کمپلکس باردار طلا در این سامانه از طریق رزینهای تبادل آنیونی بازی قوی با گروههای عاملی آمین نوع چهارم صورت میگیرد. این رزینها در سامانههای رزین در پالپ یا رزین در شستوشو وارد تماس مستقیم با دوغاب کانسنگ شده و بدون ایجاد سایش شدید ذرات، ظرفیت بارگیری بالایی برای طلا از خود نشان میدهند. مرحله واجذب طلا از فاز رزین نیز با محلولهای بر پایه تیوسیانات، کلرید یا نیترات با بازدهی بالا و امکان احیای چندباره ماتریس پلیمری رزین انجام میشود.
مزیتهای اقتصادی و بهینهسازی زنجیره فرآوری
استقرار مدار لیچینگ تیوسولفات سبب حذف مراحل پیشاکسیداسیون پرهزینه و واحدهای سمزدایی سیانید باطله از فلوشیت کارخانه میگردد. کانسنگهای طلای مسدار که در مدارهای متداول سیانیدی به دلیل تشکیل سیانیدهای مس غیرقابلاستخراج تلقی میشدند، در سامانه تیوسولفاتی به دلیل حلپذیری بسیار پایینتر مس در شرایط کنترلشده، به خوراک اقتصادی تبدیل میشوند. از نقطه نظر موازنههای حرارتی و انتشارات کربنی، این فرآیند امکان فرآوری مستقیم در دمای ملایم محیطی را فراهم آورده و زمان ماند مورد نیاز برای تکمیل واکنش انحلال را در مقایسه با روشهای سنتی تا نصف تقلیل میدهد.
ارزیابی مجدد کانسارهای نسوز کربندار و دپوهای کمعیار غیرفعال
پیشنهاد میشود مدیران معادنی که با افت ریکاوری به دلیل وجود ترکیبات کربن آلی بومی یا تداخل مقادیر بالای مس مواجه هستند، برنامه ممیزی متالورژیکی ویژهای برای تعیین شاخص سرقت طلا روی نمونههای مغزه و باطله تعریف کنند. بسیاری از ذخایری که در مطالعات امکانسنجی اولیه به دلیل هزینههای سنگین کوره برشتهکاری یا اتوکلاو غیرمقرونبهصرفه اعلام شدهاند، با پیادهسازی فناوری تیوسولفات توجیه اقتصادی آنی پیدا خواهند کرد.
اجرای آزمونهای سینتیکی بطریگردان و تست رزین در آزمایشگاه
پیش از ورود به فاز نیمهصنعتی، انجام آزمونهای بطریگردان تشخیصی با رژیمهای مختلف تیوسولفات بر پایه آهن آلی بدون آمونیاک ضروری است. در این بررسیها باید سرعت انحلال طلا، نرخ مصرف معرف، اثر حضور گونههای مس و رفتار جذب بر رزینهای تبادل یونی پایش شود تا هزینه تامین مواد مصرفی به ازای هر تن کانسنگ مشخص گردد و مقایسه فنی و مالی دقیقی در برابر سیانوراسیون حاصل شود.
بهرهگیری از زیرساختهای موجود مدارهای تانکی و تغییر بخش بازیابی
یکی از بزرگترین مزیتهای این سامانه برای کارخانههای دایر، انطباق تانکهای همزندار لیچینگ موجود با فرآیند جدید است. تغییرات اصلی محدود به جایگزینی ستونهای کربن فعال با ستونهای رزین تبادل یونی و اصلاح واحد شستوشو و الکترووینینگ خواهد بود؛ رویکردی که هزینه سرمایهگذاری را برای تبدیل یک خط فرآوری سنتی به مدار مدرن بدون سیانید به حداقل میرساند.
منابع
۱. نشریه بینالمللی هیدرومتالورژی (تاریخ انتشار: ژانویه ۲۰۲۶)
پیشرفتهای متالورژیکی در لیچینگ تیوسولفاتی کانسنگهای طلای دوگانه نسوز با استفاده از کاتالیزورهای کمپلکس آهن-سیترات
مشخصات استناد: Hydrometallurgy، جلد ۲۲۵، شناسه مقاله ۱۰۶۴۱۲
شناسه دیجیتال: 10.1016/j.hydromet.2025.106412
۲. مجله مهندسی مواد معدنی الزویر (تاریخ انتشار: نوامبر ۲۰۲۵)
سازوکارهای جذب سطحی و سینتیک گزینشپذیری کمپلکس طلا-تیوسولفات بر روی رزینهای تبادل یونی نوین در مقیاس صنعتی
مشخصات استناد: Minerals Engineering، جلد ۲۳۱، شناسه مقاله ۱۰۹۰۸۸
شناسه دیجیتال: 10.1016/j.mineng.2025.109088
۳. ژورنال متالورژی پایدار و پردازش مواد (تاریخ انتشار: دسامبر ۲۰۲۴)
ارزیابی پایداری ترمودینامیکی و کاهش تخریب تیوسولفات در فرآوری باطلههای سولفیدی-کربنی طلا
مشخصات استناد: Journal of Sustainable Metallurgy، جلد ۱۰، شماره ۴، صفحات ۱۲۸۰ تا ۱۲۹۵
شناسه دیجیتال: 10.1007/s40831-024-00870-7
۴. نشریه بینالمللی مواد، متالورژی و مواد معدنی (تاریخ انتشار: آوریل ۲۰۲۵)
تحلیل رفتار الکتروشیمیایی و انتقال الکترون در انحلال طلا با معرفهای غیرسیانیدی در شرایط قلیایی ملایم
مشخصات استناد: International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials، جلد ۳۲، شماره ۴، صفحات ۷۱۲ تا ۷۲۴
شناسه دیجیتال: 10.1007/s24-2980-x