تصنيف خامات الذهب و طرق استخلاصها

  أنواع خامات الذهب وطرق معالجتها

يتواجد الذهب في أنواع مختلفة من الرواسب المعدنية، ويتطلب كل نوع طرق معالجة محددة لاستخراج المعدن الثمين بكفاءة. يستكشف هذا المقال الأنواع الرئيسية لخامات الذهب وتقنيات المعالجة المناسبة المستخدمة في عمليات التعدين الحديثة.

خامات الذهب سهلة الطحن او خامات الطحن الحر:

خامات الذهب سهلة الطحن تحتوي على جزيئات ذهب يمكن الوصول إليها بسهولة ويمكن فصلها بسهولة عن المعادن المحيطة. تحتوي هذه الخامات عادةً على الذهب في شكله الأصلي، مع ارتباط محدود بالمعادن الأخرى.

• طرق المعالجة

الطريقة الرئيسية لمعالجة الخامات سهلة الطحن هي التركيز بالجاذبية متبوعاً بالسيانيد. تتضمن العملية عادةً:

1. التكسير والطحن لتحرير جزيئات الذهب

2. الفصل بالجاذبية باستخدام معدات مثل الطاولات الهزازة، والحلزونات، أو أجهزة الطرد المركزية

3. الترشيح بالسيانيد لإذابة الذهب المتبقي

4. الكربون في اللب (CIP) أو الكربون في الترشيح (CIL) لاستعادة الذهب من المحلول

5. الترسيب الكهربائي والصهر لإنتاج سبائك الذهب الخام

معدلات الاستعادة للخامات سهلة الطحن تتجاوز عادةً 90% عند استخدام هذه الطرق.

• خامات الذهب المستعصية او الحرارية (Refractory ores)

خامات الذهب المستعصية أكثر تحدياً في المعالجة بسبب احتباس الذهب داخل المعادن الكبريتية (بشكل رئيسي البيريت والأرسينوبيريت) أو ارتباطه بالمواد الكربونية داخل الخام. تتطلب هذه الخامات خطوات معالجة إضافية قبل أن تكون المعالجة التقليدية بالسيانيد فعالة.

• طرق معالجة الخامات المستعصية المحتوية على الكبريتيدات

تشمل طرق المعالجة الرئيسية:

 المعالجة الأولية بالأكسدة:

- التحميص: تسخين الخام إلى 450-600 درجة مئوية لأكسدة الكبريتيدات

- الأكسدة تحت الضغط: استخدام الأكسجين تحت ضغط وحرارة عالية في أوعية التعقيم

- الأكسدة البكتيرية: استخدام البكتيريا لتحليل المعادن الكبريتية

بعد المعالجة الأولية، يمكن تطبيق السيانيد التقليدي.

• طرق معالجة الخامات الكربونية

تشكل الخامات الكربونية تحدياً خاصاً بسبب قدرتها الطبيعية على امتصاص الذهب المذاب من محاليل السيانيد. تشمل طرق المعالجة:

- إضافة عوامل تثبيط لتخميل أسطح الكربون

- معالجة الخامات المستعصية المزدوجة التي تجمع بين الأكسدة وتثبيط الكربون

- الكلورة لتدمير الكربون العضوي

- الطحن الدقيق لتحرير الذهب من جزيئات الكربون

• الخامات المعقدة (Complex ores)

الخامات المعقدة تحتوي على مكونات متعددة صعبة المعالجة، مثل معادن النحاس أو الزنك أو الرصاص، والتي يمكن أن تتداخل مع طرق المعالجة التقليدية.

 • طرق المعالجة:

- معالجة الخامات المعقدة غالباً ما تتطلب مجموعة من التقنيات:

- التعويم لفصل المعادن الكبريتية الحاملة للذهب 

- الترشيح المتتابع لإزالة المعادن الأساسية قبل استخراج الذهب

- بدائل السيانيد مثل الثيوسلفات

- دوائر معقدة تجمع بين عمليات وحدات متعددة

• رواسب الذهب الغريني (Placer ores)

تحتوي الرواسب الغرينية على جزيئات ذهب حرة في المواد الرسوبية، تشكلت بفعل تجوية رواسب الذهب الأولية.

• طرق المعالجة:

تتضمن معالجة الذهب الغريني عادةً:

- الغربلة لإزالة المواد كبيرة الحجم

- التركيز بالجاذبية باستخدام:

  - صناديق السد

  - الهزازات

  - المركزات الحلزونية

  - المركزات الطاردة المركزية

- التنظيف النهائي باستخدام:

  - التنقية اليدوية

  - الطاولات الهزازة الصغيرة

  - الملغمة بالزئبق 

• التقنيات قيد البحث:

التطورات الحديثة في معالجة خامات الذهب تشمل:

• بدائل صديقة للبيئة:

- مذيبات خالية من السيانيد

- عمليات الترشيح المكثف

- طرق الاستخراج في الموقع

- التكديس الجاف للمخلفات

• تقنيات المعالجة المتقدمة:

- فرز الخام باستخدام المجسات

- الطحن بمساعدة الميكروويف

- كيمياء تعويم مبتكرة

- أنظمة التحسين الرقمي

• الملخص

تتطلب المعالجة الناجحة لخامات الذهب اختياراً دقيقاً للطرق بناءً على خصائص الخام. تجمع دوائر المعالجة الحديثة غالباً بين تقنيات متعددة لتحقيق استعادة مثالية للذهب مع تلبية المتطلبات البيئية والاقتصادية. ومع تقدم التكنولوجيا وتشديد اللوائح البيئية، تواصل الصناعة تطوير طرق معالجة أكثر كفاءة واستدامة.

شكرا على مروركم و بانتظار تعليقاتكم و اقتراحاتكم !

دمتم بخير.

اختبارات استعادة الذهب بواسطة الفصل بالجاذبية GRG و GAT

 

تُعتبر تقنية الفصل بالجاذبية واحدة من أكثر الطرق شيوعاً في معالجة المعادن لاستعادة الذهب بسبب كفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة نسبياً مقارنة بالطرق الأخرى مثل التعويم أو المعالجة بالسيانيد. ومن بين الاختبارات الأكثر استخداماً لتقييم جدوى فصل الذهب بالجاذبية اختبار GRG (استعادة الذهب القابلة للجاذبية) واختبار GAT (اختبار الجاذبية المتقدمة). يُستخدم هذان الاختباران لتحديد مدى ملاءمة المادة الخام للفصل بالجاذبية وتقدير كمية الذهب التي يمكن استعادتها باستخدام هذه التقنية.

اختبار GRG (استعادة الذهب القابلة للجاذبية) Gravity Recoverable Gold

تم تطوير اختبار GRG في كندا، ويهدف إلى تقييم مدى قابلية استعادة الذهب باستخدام الجاذبية. يعتمد الاختبار على محاكاة عملية الفصل بالجاذبية متعددة المراحل، حيث يتم تقليل حجم الخام على مراحل واستخدام جهاز الطرد المركزي (Knelson Concentrator) لفصل الذهب في كل مرحلة.

خطوات اختبار GRG

1. الطحن المسبق: يتم طحن العينة الخام لتقليل حجم الجسيمات إلى درجات معينة (عادة 850 ميكرون أو أقل).

2. التركيز بالجاذبية: يتم استخدام جهاز Knelson لفصل الذهب عن المواد الأخرى.

3. إعادة الطحن والتركيز: تُعاد عملية الطحن والتركيز ثلاث مرات، مع تقليل حجم الجسيمات تدريجياً وصولا إلى أقل من 75 ميكرون.

4. تحليل النتائج: يتم قياس كمية الذهب المستخرجة في كل مرحلة، ومن ثم حساب نسبة الذهب القابل للاسترداد بالجاذبية (GRG).

أهمية اختبار GRG

• يوفّر تقييمًا دقيقًا لكفاءة استرداد الذهب بالجاذبية في مراحل مختلفة من المعالجة.

• يساعد على تصميم الدوائر الجاذبية المناسبة في مصانع معالجة الذهب.

• يحدد الجدوى الاقتصادية لتطبيق تقنية الفصل بالجاذبية على المادة الخام.

اختبار GAT (اختبار الجاذبية المتقدمة) Gravity amenability test

يُعد اختبار GAT مبسطا لاختبار GRG ويُستخدم لتقييم كفاءة معدات الفصل بالجاذبية في ظروف التشغيل الفعلية. يركّز الاختبار على فهم كيفية أداء الجهاز المستخدم (مثل أجهزة الطرد المركزي، الجداول الجاذبية، أو الحلزونات) عند معالجة خام معين.

خطوات اختبار GAT

1. إعداد العينة: يتم تجهيز كمية كافية من المادة الخام بحجم يتناسب مع قدرة الجهاز.

2. التشغيل الفعلي: يتم تشغيل معدات الفصل بالجاذبية باستخدام المادة الخام، مع مراقبة ظروف التشغيل مثل معدل التغذية وسرعة الدوران.

3. تحليل النواتج: يتم فصل المركزات وإجراء تحليل دقيق لمحتوى الذهب المستعاد.

أهداف اختبار GAT

• تحديد الأداء الفعلي للمعدات المستخدمة في استعادة الذهب.

• تحسين إعدادات التشغيل للحصول على أقصى قدر من الاسترداد.

• تقييم التوزيع الحجمي للذهب في مركزات الجاذبية.

أهمية الاختبارين في صناعة تعدين الذهب

يُعد كل من اختبار GRG واختبار GAT ضروريين لتطوير عمليات فعّالة واقتصادية في استعادة الذهب بالجاذبية. يوفر اختبار GRG المعلومات الأولية حول ملاءمة المادة الخام، مما يساعد في اتخاذ قرارات تصميمية مبكرة. من ناحية أخرى، يساعد اختبار GAT في تحسين الأداء العملي للمعدات المستخدمة، مما يضمن تحقيق أعلى كفاءة ممكنة في استرداد الذهب وتقليل الفاقد.

في النهاية، يعتبر الجمع بين هذين الاختبارين نهجًا متكاملًا لمعرفة امكانية و جدوى استخدام عمليات الفصل بالجاذبية من عدمه و/أو لتحسين عمليات استعادة الذهب بالجاذبية، مما يساهم في زيادة الجدوى الاقتصادية لمشاريع التعدين وتقليل الآثار البيئية الناجمة عن استخدام تقنيات أخرى أكثر تعقيداً أو ضرراً أو لتجنب تكلفة تركيب دائرة فصل بالجاذبية دون مردود اقتصادي. و يجب التأكيد على إجراء هذه الاختبارات لدى معامل ذات خبرة معتبرة في هذه الاختبارات و تحليل نتائجها.

في انتظار تعليقاتكم و مقترحاتكم. 

خالص تحياتي

المواد المجمعة (Collectors) (2/2)

التعويم الرغوي (Froth Flotation)

المواد المجمعة (Collectors) (2/2)

و تؤثر المادة المجمعة على درجة كراهة الحبيبات للماء و بالتالي على قابليتها للتعويم كما يظهر في الشكل التالي. و يتضح من خلال الشكل ان زاوية التماس تزداد بزيادة تركيز المادة المجمعة .

 

الا انه يلزم ملاحظة انه توجد عدة مراحل لادمصاص جزيئات المادة المجمعة على سطح المعدن تبدأ بتغطية جزئية لسطح المعدن (Partial coverage) و مع زيادت تركيز المادة المجمعة تحدث التغطية الكاملة (Hemi-micelle) لسطح المعدن و هي الحالة المثالية . و بزيادة تركيز المادة المجمعة يحدث ادمصاص لجيئات المادة المجمعة على نظيرتها الموجودة على سطح المعدن بحيث تكون السلسلة الهيدروكربونية لكل جزيئين متقابلين (Ad-micelle) كما هو موضح بالشكل. و ذلك يؤدي الى انخفاض في درجة كراهة الماء (زاوية التماس) حيث ان الجزء القطبي المحب للماء من جزيئات المادة المجمعة تكون مواجهة للماء و بالتالي يتحول سطح المعدن الى محب للماء و لا يمكن تعويمه بفقاعات الهواء.

و تأتي المرحلة الاخيرة عند زيادة تركيز المادة المجمعة بتكون ما يعرف بمستعمرات (Micelles) داخل المحلول و تنفصل عن سطح المعدن.

 

و بناء على فهم ما سبق فانه يتوجب دائما الحرص على استخدام تركيز مناسب من المادة المجمعة بعيدة عن المرحلتين الاخيرتين لتجنب فشل عملية التعويم و ان يكون التركيز اقرب ما يكون لحالة التغطية الكاملة لسطح المعدن. 

 

كما يؤثر تركيز المادة المجمعة على التوتر السطحي للمحلول بحيث انه مع زيادة تركيز المادة المجمعة ينخفض التوتر السطحي للمحلول حتى تركيز معين تتكون عنده المستعمرات (Micelles) و يسمى بالتركيز الحرج للمستعمرات (Critical Micelle Concentration, CMC).

و لتعيين التركيز الحرج للمستعمرات لأي مادة مجمعة يتم قياس التوتر السطحي لتركيزات مختلفة منها حتى تثبت قيمة التوتر السطحي عند قيمة ثابتة و يكون التركيز الحرج للمستعمرات هو التركيز الذي يبدأ عنده ثبات التوتر السطحي كما هو موضح بالشكل.

  

لا تنسوا الاشتراك في القائمة البريدية ليصلكم كل جديد

في انتظار تعليقاتكم و مقترحاتكم و اسئلتكم

 

التعويم الرغوي - المواد المجمعة (Collectors) (1/2)

 

التعويم الرغوي (Froth Flotation)

المواد المجمعة (Collectors) (1/2)

هي مواد عضوية تتكون من جزئين ( heteropolar)  أحدهما محب للماء و الآخر كاره للماء. الجزء الكره للماء يتكون من سلسلة هيدروكربونية في حين أن الجزء المحب للماء أو ما يسمى  بالرأس القطبي (Polar head) يحمل شحنة موجبة أو سالبة. و كما ذكرنا في المقال السابق أن المواد المجمعة تعمل على تغيير الخصائص السطحية لأحد أو بعض المعادن بشكل انتقائي لتصبح كارهه للماء و يمكن تعويمها و فصلها من المعدن أو المعادن الاخرى المصاحبة لها. و يحدث ادمصاص جزيئات المواد المجمعة بحيث يكون الرأس القطبي في اتجاه الحبيبات الصلبة و السلسلة الهيدروكربونية الكارهة للماء في اتجاه الماء  و يعمل على الارتباط (Attachment) بفقاعات الهواء.

و يمكن تصنيف المواد المجمعة على حسب الشحنة التي يحملها الرأس القطبي إلى مواد مجمعة موجبة أو سالبة. لكن يجب الإشارة إلى المواد المجمعة المتعادلة (Neutral collectors) و التي تكون عبارة عن مواد عضوية و لا يوجد بها رأس قطبي و مثال على ذلك الكيروسين و زيت الوقود (Fuel oil) و يستخدم هذا النوع في تعويم المعادن الكارهة للماء بشكل طبيعي (Naturally hydrophobic)  مثل الفحم و التلك. و هي زهيدة الثمن مقارنة بالانواع الاخرى.

 

 أما المواد المجمعة الموجبة فهي تكون جميعأ من الامينات (Amines) و ايثر الامينات (Amine Ethers) .و تحتوي على النيتروجين في رأسها القطبي. و تستخدم اساسا في تعويم السيليكا و السيليكات، بعض العناصر الارضية النادرة (Rare earth elements) و كلوريد البوتاسيوم من كلوريد الصوديوم.  و تعمل بصورة افضل في الوسط ذي درجة الحموضة المنخفضة (Low pH).

و هناك اربع انواع من المواد المجمعة الامينية حسب عدد المجموعات الهيدروكربونية (Hydrocarbon radicals) المتصلة بها وهي:

1 - اولية (Primary) حيث تتصل بمجموعة كربونية واحدة  

2- ثانوية (Secondary) حيث تتصل بمجموعتين كربونيتين

3- ثلاثية (Tertiary) حيث تتصل بثلاث مجموعات كربونية

4- رباعية (Quaternary) حيث تتصل بأربع مجموعات كربونية

 

                                                             

     (1)                      (2)                            (3)                                        

 

         (4)       

و يعيب المواد المجمعة الامينية ارتفاع سعرها و حساسيتها تجاه التغيرات الطفيفة في درجة الحموضة (pH).

 

تمثل المواد المجمعة السالبة اكثر انواع المواد المجمعة تنوعا و استخداما في عمليات التعويم. و تنقسم الى مجموعتين رئيستيين هما المواد المجمعة للمعادن الكبريتيدية (Sulfhydryl collectors) و المواد المجمعة الاكسجينية (Oxyhydryl collectors). و تعمل بشكل اكثر كفاءة في الوسط ذي درجة القاعدية العالية (High pH).

المواد المجمعة للمعادن الكبريتيدية تنقسم الى ثلاث انواع رئيسة هي الزانسات (Xanthates ) و ثنائي كبريتيد كربامات (dithiocarbamate) و ثنائي الفوسفات الكبريتي  (Dithiophosphate)  وهي مواد مجمعة خاصة بتعويم المعادن الكبريتيدية نظرا لأن الرأس القطبي بها يحتوي على الكبريت و يوضح الشكل التالي التركيب العام لهذه الانواع.

 

       

       

        الزانسات                   ثنائي الفوسفات الكبريتي      ثنائي كبريتيد كربامات  

 

أما المواد المجمعة الاكسجينية (Oxyhydryl collectors) فهي اكثر المواد المجمعة السالبة تنوعا و استخداما حيث يندرج تحتها احدى عشر مجموعة و تستخدم في تعويم معادن السيليكات، الكربونات، الاكاسيد و المعادن المحتوية على الاكاسيد الكبريتية. لكننا هنا سنذكر اهم ثلاث مجموعات وهي:

1-   الاحماض الدهنية (Fatty acids or Carboxylic acids) :  و هي اكثر الانواع شيوعا و استخداما نظرا لسهولة توفرها و رخص سعرها. شكل رقم (1) ادناه.        

2-   الكبريتات (Sulfates): شكل رقم (2) ادناه.  

3-   السلفونات (Sulfonates): شكل رقم (3) ادناه.   

(1)                                 (2)                        (3)

 

و نكمل رحلتنا مع المواد المجمعة في المقال القادم ان شاء الله.

لا تنسوا الاشتراك في القائمة البريدية ليصلكم كل جديد

في انتظار تعليقاتكم و مقترحاتكم و اسئلتكم