جداسازی طلا از سنگ

روش های استحصال یا استخراج طلا از سنگ به دو دسته ی خانگی و صنعتی تقسیم می شود. در روش صنعتی استفاده از فرایند های معمول ( استفاده از اسید ، متا بی سولفیت سدیم و…) صرفه ی اقتصادی ندارد و فرایند های پیچیده تری مورد استفاده قرار می گیرد. هزاران سال است که فلز طلا توجه ی بسیاری از مردم را به خود جلب نموده است تا جایی که کیمیاگران در صدد تبدیل خاک به این فلز گرانبها بودند. ارزش بالای این فلز به دلیل ثبات شیمیایی و رنگ آن می باشد. امروزه روش های گوناگونی برای جداسازی طلا از سنگ وجود دارد که در ادامه با این روش ها بیشتر آشنا می شویم.

چرا فلز طلا با ارزش است ؟

رنگ ثابت: رنگ طلا به دلیل ساختار الکترونیکی اتم طلا است. اتم های موجود در این فلز تابش الکترومغناطیسی را با طول موج های کمتر از 5600 آنگستروم جذب می کند اما با طول موج های بزرگتر از 5600 آنگستروم بازتاب می نمایند ( طول موج رنگ زرد). و همین امر موجب دیده شدن طلا به رنگ زرد می باشد.

ثبات شیمیایی: ثبات شیمیایی این فلز برپایه ی ناپایداری نسبی ترکیباتی است که با اکسیژن و آب تشکیل می دهد. ویژگی ای که موجب می شود تا این فلز از فلزات نجیب ، با کمک اکسیداسیون سایر فلزات و جداسازی آن ها از طلای مذاب خالص سازی شود.

این فلز در چند حلال از جمله محلول های اکسید کننده ای مانند هیدروکلریک اسید و محلول سدیم سیانید رقیق حل می شود. طلا به دلیل تشکیل یون های پیچیده که بسیار پایدار هستند ، به راحتی در این حلال ها حل می گردد.

این ماده در دمای 1064 درجه سانتی گراد (1،947 درجه فارنهایت) ذوب می شود. تراکم نسبتاً زیاد آن (19.3 گرم در هر سانتیمتر مکعب) موجب می شود تا استخراج این ترکیب با کمک روش های استخراج پلاسر و روش های غلظت جاذبه بسیار موثر واقع شود.

در ادامه با فرایند های استخراج این ترکیب بیشتر آشنا می شویم:

استخراج و جداسازی

این کار در 3 مرحله صورت می پذیرد.

گام اول: پیش از شروع به انجام عملیات در ابتدا سنگ معدن موجود را با کمک چکش و یا سایر ابزار های موجود خرد می نمایند.

گام دوم: فرایند های آمالگاسیون و یا سیانیداسیون 

آمالگاسیون

طلا همانند نقره در جیوه محلول می باشد و تشکیل آلیاژی به نام آمالگام می دهد. این روش معمولا برای استخراج فلزاتی مانند طلا و نقره مورد استفاده قرار می گیرد.

آمالگاسیون با عبور سنگ معدن طلا بر روی صفحات مسی پوشیده شده با جیوه، و مخلوط نمودن سنگ معدن و جیوه در ظرف های استوانه ای ( ظروف آمالگام) صورت می پذیرد . همچنین می توانید با روش سنگ زنی در توپ، میله و آسیاب، طلا را از سنگ معدن آزاد نمایید و سپس جیوه را به آسیاب اضافه نمایید. آسیاب را آنقدر ادامه دهید تا طلا در جیوه به طور کامل حل شود.

آمالگام طلا و جیوه

آمالگام که چگالتر از سنگ معدن می باشد جداسازی می گردد. این ماده شسته و تصفیه می شود تا ناخالصی های موجود در آن حذف گردد. سرانجام آملگام حرارت داده می شود تا جیوه تقطیر گردد و مجددا مورد استفاده قرار بگیرد.

استفاده از جیوه به دلیل مسمومیت های گزارش شده در حین کار با این ماده و آلودگی های محیط زیستی فراوان کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.

سیانیداسیون

استفاده از سیانید می تواند بیشتر از روش های دیگر موجب بازیابی و به دست آوردن طلا از سنگ شود.

در سیانیداسیون ، طلای فلزی در محلول سیانید قلیایی اکسیده و حل می شود.عامل اکسید کننده ی به کار رفته در این فرایند اکسیژن جو می باشد که در محلول سیانید سدیم وجود دارد و موجب حل شدن طلا و تشکیل سیانوریت سدیم و هیدروکسید سدیم می شود. واکنش این ماده را در زیر می توانید ببینید:

4Au+ 8NaCN+2H2O+O2-> 4NaAu(CN)2+4NaOH

هنگامی که انحلال طلا کامل شود . محلول حاصله از مواد جامد ناخالص موجود جداسازی می گردد.

توجه: قبل از اضافه شدن دوغاب به سیانید لازم است تا برای جلوگیری از آزاد شدن گاز سیانید pH با کمک آهک افزایش پیدا کند و به حدود 10 تا 11 برسد.

  • شست و شو:

در سنگ معدن حاوی مقادیر بالای طلا (بیش از 20 گرم طلا در هر تن سنگ معدن)، سیانیداسیون با شست و شوی vat  انجام می شود . این فرایند شامل نگه داشتن دوغاب سنگ معدن و حلال برای چند ساعت در مخازن بزرگ مجهز به همزن است. برای استخراج سنگ های معدن حاوی مقادیر کمتر از طلا هیپ لیچینگ مورد استفاده قرار می گیرد.در این روش به توده ی انباشته شده از سنگ معدن، محلول سیانید سدیم اسپری می شود. با فرو رفتن این ترکیب در سنگ، طلای موجود حل می گردد.

یکی از روش های جداسازی افزودن کربن فعال گرانوله به دوغاب سنگ در حین یا بعد از اتمام حل شدن طلا است. طلای محلول به آسانی روی کربن جذب می شود و بدین ترتیب آن را از محلول خارج می کند. سپس طلا توسط یک محلول قوی از سیانید سدیم و سدیم هیدروکسید از ذرات کربن خارج می شود و از طریق محلول الکتریکی به طور مستقیم با پشم فولادی یا با استفاده از فرآیند مریل-کرو Merrill-Crowe process از محلول بازیافت می شود.  در فرایند دوم محلول طلا اکسیژن زدایی می شود و از طریق فیلتر پرس عبور داده می شود.و با پودر روی کاهش پیدا می کند.

معدن طلا در استرالیا و استخراج طلا از سنگ
شکل بالا معدن طلای نابل ناب Nobles Nob mine  در استرالیا می باشد

سنگ معدن نسوز طلا (استخراج طلا از سنگ)

بسیاری از سنگ های موجود به دلیل داشتن معرف های سیانید به خوبی در معرض سیانیداسیون قرار نمی گیرند زیرا طلای موجود پیش از حل شدن در محلول های سیانیدی توسط این معرف ها جذب می گردند. پدیده ای به نام preg-robbing)).

این سنگ معدن ها به عنوان سنگ معدن نسوز شناخته می شوند و اغلب حاوی مواد معدنی سولفید پیریت ، پیروتیت یا آرسنوپیریت هستند. با کمک فرایند های گوناگون اکسیداسیون می توان طلای موجود در آن ها را استخراج نمود.

یکی از روش های متداول از بین بردن عناصر مزاحم از جمله سولفید ها استفاده از روش roast gold-bearing و حرارت دادن سنگ موجود در دماهای 450 تا 750 درجه سانتیگراد (840 درجه تا 1380 درجه فارنهایت) می باشد. اکسیداسیون همچنین با استفاده از راکتورهای فشار قوی به نام اتوکلاو انجام می شود ، که در آن مواد معدنی موجود در دوغاب آبی در معرض دمای بالا و فشار با گازهای حاوی اکسیژن قرار می گیرند. پس از اتمام اکسیداسیون ، سیانیداسیون ، همانطور که در بالا توضیح داده شد ، برای حل و استخراج طلا استفاده می شود.

بخش عمده ای از طلا از سنگ معدن نسوز حاصل می شود ، در نتیجه داشتن مهارت لازم برای این فرایند بسیار ضروری می باشد

گام سوم: تصفیه سازی

طلای به دست آمده از فرایند های سیانیداسیون و آمالگاسیون حاوی ناخالصی های زیادی از جمله روی، مس ، نقره و آهن است.

دو روش معمولاً برای تصفیه به کار می روند: فرآیند میلر Miller process و فرآیند وهلوویل Wohlwill process

فرایند میلر:

در فرایند میلر فرض بر این است که تقریبا همه ی ناخالصی های موجود در طلا با کمک گاز کلر در دمای برابر یا بیشتر از نقطه ذوب طلا ترکیب می شوند

بنابراین در این فرایند طلای ناخالص ذوب می شود و گاز کلر بر روی مواد مذاب حاصله دمیده می شود. ناخالصی ها موجب تشکیل ترکیبات کلریدی می شوند و از سطح طلای مذاب جدا می گردند

فرایند میلر سریع و ساده است ، اما طلای به دست آمده دارای خلوصی تقریباً 99.5 درصد می باشد. در روش هلوویل خلوص به 99.9 درصد افزایش می یابد . در این فرایند طلای مذاب به محلول الکترولیت هیدروکلریک اسید و کلرید طلا تبدیل می شود. در این فرایند الکتروشیمیایی ، تحت تاثیر اعمال جریان ،محلول موجود به عنوان یک الکترود با بار مثبت یا آند عمل می کند. ذرات موجود در آند حل می شوند ، و ناخالصی ها به محلول منتقل و به عنوان ماده ی نامحلول ته نشین می شوند. طلای حاصله نیز تحت تأثیر میدان الکتریکی به یک الکترود با بار منفی به نام کاتد مهاجرت می کند ، و در آنجا به صورت طلای فلزی خالص ذخیره سازی می گردد.

این فرایند با اینکه طلای بسیار خالص را تولید می نماید اما به دلیل داشتن الکترولیت بسیار هزینه بر می باشد.

خلوص

در صنعت جواهر سازی و زیورالات طلای موجود بر اساس قیراط (عیار) بیان می شود. طلای خالص را در این صنعت با خلوص 24 عیار بیان می کنند. بنابراین هر قیراط دارای 4.167 درصد طلا می باشد. در نتیجه طلای 18 عیار حاوی 18 × 4.167 یا 75 درصد طلا است. برای افزایش مقاومت این فلز، آلیاژ هایی نظیر نقره-gold، نقره-gold-مس، gold-مس به آن افزوده می شود.

به دلیل رسانایی بالای الکتریکی و مقاومت بالا در برابر خوردگی از این فلز در ساخت تراشه های سیلیکونی، آبکاری، لحیم کاری و… استفاده می شود.

نحوه استخراج طلا از سنگ در خانه

ذوب کردن طلا از سنگ کار چند مرحله ای و پیچیده ای می باشد. اگر شما سنگ طلا را بر روی شعله قرار دهید و انتظار داشته باشید طلای موجود استخراج شود و ذوب گردد سخت ناامید خواهید شد. برای انجام این کار ابتدا لازم است سنگ مورد نظر را به پودر تبدیل کرده و سپس به جداسازی طلا پرداخت.  برای خرد نمودن سنگ از چکش و برای پودر کردن آن می توان از هاون کمک گرفت. البته باید توجه نمود که ضربه زدن با چکش می تواند ذرات سنگی را به اطراف بپراکند که باعث از دست رفتن مقداری طلا خواهد شد.

پس از پودر کردن سنگ به دو روش می توان طلا را جدا نمود که یکی از آنها فیزیکی و دیگری شیمیایی است:

روش فیزیکی و استفاده از تابه معدنکاری

این تابه ها بر اساس سنگین تر بودن طلا در مقایسه با سایر مواد موجود در سنگ طراحی شده اند. با ریختن لایه ای از پودر بر روی این وسیله ذرات طلا در کف ظرف جمع خواهند شد. سپس ظرفی را که از تابه بزرگتر است با آب پر کرده و تابه را به درون آن ببرید. تابه را به آرامی تکان داده تا پودر های سنگی غوطه ور شده و در نهایت قطعات طلا در ظرف باقی بمانند.

استخراج طلا از سنگ در خانه

استفاده از جیوه

جیوه بدون اینکه با سنگ واکنش دهد تشکیل آمالگام می دهد که نوعی آلیاژ است. اگرچه این روش در مقایسه با سایر روش ها آسانتر به نظر می رسد اما به دلیل سمی بودن و خطرناک بودن جیوه توصیه نمی شود و در صورت استفاده حتما باید نکات ایمنی به صورت کامل رعایت شوند. جداسازی آمالگام نیز می تواند با استفاده از حرارت و یا برخی روش های دیگر صورت گیرد.

در صورت استفاده از جیوه برای جداسازی طلا از سنگ لازم نیست سنگ را کاملا به حالت پودری در آورید و تنها خرد کردن کافی است. پس از تشکیل آمالگام آن را بر روی یک قطعه چرم طبیعی ریخته و سپس چرم را از کناره ها جمع نموده و یک کیسه درست کنید. سر کیسه را بسته و آن را بچرخانید تا جیوه های واکنش نداده از انتهای آن خارج شود. جیوه ها را با استفاده از یک مکنده جمع نمایید و از تماس دست با آن خودداری کنید.

سپس آمالگام را درون یک ظرف ریخته و بر روی حرارت بگذارید، برای جلوگیری از انتشار گازهای سمی جیوه حتما بر روی آمالگام قطعاتی سیب زمینی را به صورتی بگذارید که کل سطح را بپوشاند. با حرارت دادن جیوه به صورت گاز خارج شده و در نهایت طلا باقی می ماند.

هشدار: جیوه سمی است ، قبل از استفاده حتما نکات ایمنی را رعایت نمایید.

استخراج طلا در خانه با استفاده از جیوه

استخراج با استفاده از اسید

روش استخراج طلا در خانه با اسید همانند روش کار استخراج طلا از ابزار آلات الکترونیکی می باشد که در این مقاله به طور مفصل راجع به آن بحث گردید.

در ابتدا خاک را در محلول تیزاب سلطانی حل می نمایند و سپس فیلتر می کنند. پس از خنثی سازی با سولفامیک اسید یا  اوره ،به محلول به دست آمده سدیم متا بی سولفیت اضافه می نمایند تا طلای موجود رسوب کند.

این روش در صنعت مورد استفاده قرار نمی گیرد زیرا ناخالصی های موجود بسیار زیاد می باشد و نیاز به روش های دقیق تر با بازدهی بالاتری می باشد. 

برای خرید و فروش مواد شیمیایی با ما در ارتباط باشید

موسسه ی مبتکران شیمی

12 نظر برای «روش جداسازی طلا از سنگ»

دیدگاهتان را بنویسید

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