في هذه العملية، لا يقوم الكربون المنشط "باستخراج" الذهب المعدني مباشرة من جزيئات الخام، ولكنه يمتص المجمعات المحتوية على الذهب الموجودة بالفعل في المحلول. تظهر الأبحاث أنه منذ السبعينيات، أصبح امتصاص الكربون المنشط طريقة صناعية مهمة لاستعادة الذهب من محاليل السيانيد المحتوية على الذهب، مع مزاياه الرئيسية بما في ذلك كفاءة الامتزاز العالية، وتوافر المواد الخام على نطاق واسع، والتكنولوجيا الناضجة، وسهولة إعادة التدوير.
في الإنتاج الفعلي، يتم استخدام الكربون المنشط لاستعادة الذهب بشكل أساسي في العمليات الثلاث التالية:
الكربون في اللب (CIP)؛
الكربون في الترشيح (CIL)؛
الكربون في العمود (CIC).
يؤثر معدل الامتصاص وقدرة تحميل الذهب والقوة الميكانيكية ومقاومة التآكل للكربون المنشط بشكل مباشر على معدل استرداد الذهب وفقدان الكربون وتكلفة التشغيل الإجمالية للمصنع.
لماذا يمكن استخدام الكربون المنشط لإعادة تدوير الذهب؟
في عمليات ترشيح الذهب الشائعة، يدخل الذهب الموجود في الخام إلى المحلول ويشكل مجمعات مستقرة تحتوي على الذهب. بأخذ ترشيح السيانيد التقليدي كمثال، عادة ما يوجد الذهب في محلول الترشيح على شكل أيونات الديسيانات، وهي Au(CN)2−.يمكن التعبير عن تفاعلها المبسط على النحو التالي: 4Au+8CN−+O2+2H2O→4Au(CN)2−+4OH−
يمتلك الكربون الحبيبي المنشط، بعد معالجة التنشيط، بنية مسامية متطورة ومساحة سطح داخلية كبيرة، مما يمكنه من امتصاص وإثراء مجمعات الذهب من المحاليل التي تحتوي على الذهب منخفض التركيز. بالمقارنة مع المعالجة المباشرة لكميات كبيرة من المادة المرتشحة منخفضة التركيز، فإن تركيز الذهب على كمية صغيرة من الكربون المنشط قبل الامتزاز والترسيب الكهربي يساعد على تقليل حجم المعالجات اللاحقة.
لماذا يختار معظم العملاء الكربون المنشط بقشرة جوز الهند لتكرير الذهب؟
.jpg)
يمكن تحضير الكربون المنشط المستخدم في استعادة الذهب من المواد الخام المحتوية على الكربون مثل الفحم والخشب وقشور جوز الهند. ومع ذلك، فإن أنظمة CIP وCIL وCIC الصناعية تعطي الأولوية عادةً للقوة الميكانيكية، ومقاومة التآكل، واستقرار حجم الجسيمات للكربون المنشط.
يتميز الكربون المنشط بقشرة جوز الهند بالخصائص التالية:
قوة ميكانيكية عالية
يتعرض الكربون المنشط للاحتكاك المستمر والتأثير في خزانات الخلط، ومعدات الفحص، وخطوط الأنابيب الناقلة، وأنظمة التجديد. الكربون المنشط عالي القوة أقل عرضة للكسر، مما يساعد على تقليل خطر فقدان مسحوق الكربون المحمل بالذهب مع المخلفات.
هيكل المسام متطور
يسهل التوزيع المناسب لحجم المسام دخول المجمعات المحتوية على الذهب إلى داخل الكربون المنشط، حيث يتم امتصاصها وإثرائها على سطح المسام.
مقاومة جيدة للتآكل
يقلل معدل التآكل المنخفض من توليد الكربون الناعم، مما يقلل من حمل الغربلة وفقدان الكربون.
حجم الجسيمات موحد نسبيا
يساعد التوزيع المستقر لحجم الجسيمات في الحفاظ على استقرار عمليات تدفق الملاط والغربلة ونقل الكربون.
القدرة على الامتزاز والتجديد وإعادة الاستخدام
بعد الامتزاز، يمكن تجديد الكربون المنشط المحمل بالذهب جزئيًا من خلال التجديد الحراري وإعادته إلى حلقة الامتزاز للاستخدام المستمر.
عادةً ما ينظر موردو الكربون المنشط لإعادة تدوير الذهب إلى الصلابة العالية، والتآكل المنخفض، ومحتوى الجسيمات المتقشر المنخفض، وحجم الجسيمات المستقر، وحركية امتصاص الذهب الجيدة كخصائص أداء رئيسية للكربون المنشط الحامل للذهب بقشرة جوز الهند.
العمليات الرئيسية للكربون المنشط في تكرير الذهب
1. عملية نبض الكربون (CIP).
يشير CIP إلى "الكربون في اللب".في عملية التنظيف المكاني (CIP)، يخضع الملاط أولاً لترشيح الذهب ثم يدخل في حلقة الكربون المنشط التي تتكون من خزانات امتصاص متعددة. يحتوي الملاط المتسرب على الذهب المذاب. تتم إضافة الكربون المنشط الحبيبي إلى خزانات الامتزاز، مما يؤدي إلى انتقال مركب الذهب من الطور السائل إلى السطح والمسام الداخلية للكربون المنشط.
يتدفق الملاط عادةً بالتتابع عبر خزانات الامتزاز في اتجاه واحد، بينما يتحرك الكربون المنشط في الاتجاه المعاكس، مرحلة تلو الأخرى. تعمل هذه العملية ذات التيار المعاكس على تسهيل الاتصال بين الكربون المنشط الطازج أو المحمل بالذهب المنخفض وملاط نهاية الذيل منخفض التركيز، بينما تسمح في الوقت نفسه للكربون المنشط المحمل بالذهب العالي بالاتصال بالملاط عالي التركيز، وبالتالي تحسين القوة الدافعة للامتصاص واستخدام الكربون المنشط.
تشمل الخصائص الرئيسية لـ CIP ما يلي:
• يتم الانتهاء من عملية الترشيح وامتصاص الكربون المنشط على مراحل.
• مراقبة واضحة للعملية نسبياً.
• سهولة تحسين ظروف الترشيح والامتزاز بشكل منفصل.
• متطلبات عالية لمقاومة التآكل وثبات حجم الجسيمات للكربون المنشط.
2. الكربون في الترشيح (CIL)
CIL هو اختصار لعبارة "Carbon in Leach"، المعروفة عمومًا بعملية ترشيح الكربون.على عكس التنظيف المكاني (CIP)، يجمع CIL بين ترشيح الذهب وامتصاص الكربون المنشط في نفس الخزان. يدخل الذهب الموجود في الخام إلى المحلول بينما يتم امتصاصه بواسطة الكربون المنشط، مما يسمح بحدوث عمليتي الترشيح والامتزاز في وقت واحد.
تشمل الميزات الرئيسية لـ CIL ما يلي:
• الترشيح والامتزاز في وقت واحد.
• تدفق عملية مضغوط نسبياً.
• القدرة على تقليل تركيز الذهب في المحلول بشكل سريع، والحفاظ على القوة الدافعة لمزيد من الترشيح.
المزايا المحتملة عند معالجة الخامات ذات خصائص "سرقة الذهب".
تشير "سرقة الذهب" إلى إعادة امتصاص الذهب المذاب على سطح الخام عن طريق المواد الكربونية الموجودة بشكل طبيعي أو غيرها من المكونات الممتزة في الخام، مما يؤدي إلى فقدان الذهب مع المخلفات. في عملية CIL، يمكن للكربون المنشط المتخصص أن يتنافس مع هذه الممتزات الموجودة بشكل طبيعي على المجمعات المحتوية على الذهب، وبالتالي تقليل تأثير سرقة الذهب. ومع ذلك، فإن الفعالية الفعلية لا تزال تعتمد على خصائص الخام والتصميم العام للعملية. (sciencedirect.com)
3. الكربون في العمود (CIC)
يرمز CIC إلى "الكربون في العمود"، المعروف باسم امتزاز عمود الكربون أو امتزاز الكربون المنشط من نوع العمود.تعالج CIC في المقام الأول المحاليل الحاملة للذهب الصافي، بدلاً من الملاط المختلط الصلب والسائل. يمر المحلول الحامل للذهب عبر عمود امتصاص مملوء بالكربون المنشط الحبيبي؛ يتم احتجاز الذهب داخل الكربون المنشط، ويتم تفريغ المحلول المعالج منخفض المحتوى من الذهب من العمود.
يستخدم CIC عادة من أجل:
• ترشيح كومة من المحاليل الثمينة الحاملة للذهب.
• استرجاع المحاليل الحاملة للذهب الصافي.
• معالجة محاليل ترشيح الخام منخفضة الجودة.
• استخلاص الذهب من بعض المخلفات أو المحاليل المتداولة.
ونظرًا لأن المحلول يحتاج إلى المرور بثبات عبر الطبقة الكربونية، فإن أنظمة CIC تتطلب اهتمامًا خاصًا بحجم جسيمات الكربون المنشط، وانخفاض ضغط الطبقة، ومحتوى الغبار، والقوة الميكانيكية، والظروف الهيدروليكية.
عملية كاملة لإعادة تدوير الذهب الكربوني المنشط
عادةً ما تتضمن عملية استرداد الذهب بالكربون المنشط النموذجية الخطوات التالية:
سحق وطحن الخام ← المعالجة المسبقة ← ترشيح الذهب ← امتزاز الكربون المنشط ← فحص الكربون المحمل بالذهب ← غسل الأحماض ← الامتزاز ← الاستخلاص الكهربائي ← الصهر ← تجديد الكربون المنشط ← العودة إلى نظام الامتزاز
1. التكسير والطحن
أولاً، يتم سحق الخام الحامل للذهب وطحنه إلى حجم جسيم مناسب للترشيح، مما يؤدي إلى كشف أكبر قدر ممكن من الذهب داخل المعدن. يؤثر حجم جسيمات الخام على معدل الترشيح، واستهلاك الكاشف، وتدفق الملاط.بالنسبة لخامات الذهب المقاومة للحرارة، قد لا يكون الطحن التقليدي وحده كافيًا لتحرير الذهب، وقد تكون هناك حاجة لعمليات المعالجة المسبقة مثل التحميص التأكسدي، أو الأكسدة المضغوطة، أو الأكسدة الحيوية، أو الطحن متناهية الصغر.
2. ترشيح الذهب
في ظل ظروف خاضعة للرقابة، يتم تحويل الذهب الموجود في الخام إلى مجمعات قابلة للذوبان حاملة للذهب، مما يشكل محلول حامل للذهب أو ملاطًا حاملًا للذهب.تتأثر كفاءة الترشيح بالعوامل التالية:
حالة حدوث الذهب.
حجم الجسيمات الخام.
تركيز اللب
شروط الأكسدة.
تركيز الرقم الهيدروجيني وعامل الترشيح؛
النحاس والكبريت والمعادن الاستهلاكية الأخرى؛
مادة كربونية طبيعية في الخام.
3. امتصاص الكربون المنشط
بعد أن يتلامس المحلول أو الملاط الحامل للذهب مع الكربون المنشط الحبيبي، يهاجر مركب الذهب إلى السطح الخارجي للكربون المنشط، ثم ينتشر عبر المسام إلى داخل الكربون المنشط ويتم امتصاصه.عادة لا تعمل أنظمة CIP وCIL الصناعية بتوازن الامتزاز الحقيقي، وبالتالي فإن معدل الامتزاز مهم بشكل خاص. تشير الدراسات إلى أن تحسين حركية الامتزاز يسمح بدخول المزيد من الذهب إلى الكربون المنشط خلال نفس الإطار الزمني، وبالتالي تقليل عدد مراحل الامتزاز، أو تقليل حجم المعدات، أو زيادة مستويات تحميل الذهب.
4. فصل الكربون المنشط المحمل بالذهب
ويسمى الكربون المنشط بعد امتصاص الذهب "الكربون المحمل بالذهب". يتم فصل هذا الكربون المحمل بالذهب عن الملاط أو المحلول باستخدام معدات الفحص ومن ثم يتم نقله إلى نظام المعالجة اللاحق.إذا كانت قوة الكربون المنشط غير كافية، سيتم توليد كمية كبيرة من الكربون الناعم أثناء التحريك والنقل. قد تمر جزيئات الكربون الدقيقة المحملة بالذهب عبر الغربال وتدخل إلى المخلفات، مما يتسبب في فقدان الذهب بشكل مباشر. لذلك، لا تؤثر مقاومة التآكل على كمية الكربون المنشط المستهلك فحسب، بل تؤثر أيضًا بشكل مباشر على معدل استرداد الذهب.
5. الغسيل الحمضي
أثناء التشغيل على المدى الطويل، قد يمتص الكربون المحمل بالذهب أو يرسب أملاح الكالسيوم وأملاح المغنيسيوم والكربونات وغيرها من المواد غير العضوية، مما يؤدي إلى انسداد بعض المسام. والغرض الرئيسي من الغسيل الحمضي هو إزالة هذه الرواسب غير العضوية، مما يخلق الظروف اللازمة للامتزاز اللاحق والتجديد.يجب تحديد عملية الغسيل الحمضي المحددة بناءً على جودة مياه المنجم، ونوع المقياس، ومواد المعدات، وتصميم العملية، ويجب تشغيلها بواسطة متخصصين مؤهلين.
6. امتزاز الذهب
يهدف الامتزاز، المعروف أيضًا باسم الشطف، إلى نقل الذهب من الكربون المنشط المحمل بالذهب إلى محلول أصغر وأكثر تركيزًا.تشمل أنظمة الامتزاز الصناعية الشائعة عملية زادرا وعملية AARL. تتكون محطة الامتزاز الكاملة عادةً من وحدات لغسل الأحماض، والامتزاز، ومعالجة السوائل الغنية، وتجفيف الكربون المنشط، والتجديد.
7. الاستخلاص الكهربائي والصهر
ويدخل المحلول الحامل للذهب عالي التركيز الذي يتم الحصول عليه عن طريق الامتزاز إلى نظام الاستخلاص الكهربي، حيث يتم ترسيب الذهب على مادة الكاثود، مكونًا الطين الحامل للذهب. بعد التنظيف والتجفيف والصهر، يمكن استخدام الطين الحامل للذهب لإنتاج سبائك الذهب.
تكمل هذه المرحلة التخصيب التدريجي للذهب من الخام منخفض التركيز والمواد المرتشحة إلى المنتجات المعدنية عالية التركيز.
8. تجديد الكربون المنشط: قد تظل المواد العضوية والأملاح غير العضوية والملوثات الأخرى موجودة على السطح وفي مسام الكربون المنشط الممتص. عادةً ما يكون التجديد الحراري مطلوبًا لاستعادة قدرته على الامتصاص.
بعد التبريد والغربلة وإزالة الكربون الناعم، يمكن إرجاع الكربون المنشط المتجدد إلى دوائر CIP أو CIL أو CIC للاستخدام المستمر. يمكن أن يؤدي التجديد السليم إلى إطالة عمر الكربون المنشط، ولكن التحكم غير المناسب في درجة الحرارة والغلاف الجوي ووقت الإقامة يمكن أن يؤدي إلى تلف بنية المسام أو تقليل القوة الميكانيكية. تشير الدراسات إلى أن الكربون المنشط المستخدم دون تجديد فعال قد يُظهر قدرة أقل على امتصاص الذهب بسبب شغل المسام.
لماذا تؤثر جودة الكربون المنشط على ربحية مناجم الذهب؟
الذهب منتج عالي القيمة؛ حتى الزيادة الطفيفة في فقدان الذهب لكل طن من الملاط أو لكل متر مكعب من المحلول يمكن أن يكون لها تأثير اقتصادي كبير على المدى الطويل.يمكن أن يسبب الكربون المنشط ذو الجودة غير المتسقة ما يلي:
•انخفاض معدل امتصاص الذهب.
• زيادة تركيز الذهب في مخلفات الامتزاز.
• التعطيل المبكر للكربون المنشط.
• فقدان الكربون الناعم المحمل بالذهب مع المخلفات.
• زيادة تجديد الكربون.
• زيادة الامتزاز وتكرار التجدد.
• عدم الاستقرار في تشغيل المصافي والمضخات وخطوط الأنابيب.
•زيادة تكاليف وحدة استخلاص الذهب للمصنع.
ولذلك، فإن شراء الكربون المنشط المحمل بالذهب لا ينبغي أن يعتمد فقط على سعر الطن.
التكلفة الإجمالية للكربون المنشط تشمل: تكلفة الشراء + تكلفة فقدان الكربون + تكلفة الامتزاز والتجديد + تكلفة صيانة المعدات + قيمة الذهب غير المسترد.
قد يكون للكربون المنشط منخفض السعر مع معدل كشط أعلى في النهاية تكلفة إجمالية أعلى من الكربون المنشط عالي القوة ومثبط الذهب مع الأداء المستقر.
الاستنتاج
يعد الكربون المنشط مادة ماصة مهمة في عمليات استخلاص الذهب التعديني المائي الحديثة، ويستخدم على نطاق واسع في عمليات CIP (الكربون في اللب)، وCIL (الكربون في السائل)، وCIC (الكربون في العمود). وتتمثل وظيفتها الأساسية في امتصاص المجمعات المحتوية على الذهب بشكل انتقائي من محاليل الذهب منخفضة التركيز أو الملاط، وإثراء الذهب بالكربون المحمل بالذهب، وبالتالي تهيئة الظروف لغسل الأحماض لاحقًا، والامتزاز، والاستخلاص الكهربائي، والصهر.يجب ألا يتمتع الكربون المنشط المناسب لتكرير الذهب بقدرة امتصاص عالية فحسب، بل يجب أن يُظهر أيضًا حركية امتزاز سريعة، وقوة ميكانيكية جيدة، ومعدل كشط منخفض، وتوزيع ثابت لحجم الجسيمات، وقابلية إعادة تدوير موثوقة. إن مقارنة قيمة اليود، أو مساحة السطح المحددة، أو سعر الشراء وحده لا يمكن أن يقيم بشكل كامل القيمة الفعلية للكربون المنشط المنتج للذهب.
فقط من خلال الجمع بين الكربون المنشط عالي الجودة لاستعادة الذهب مع التصميم العقلاني للعملية والسلامة الموحدة والإدارة البيئية، يمكن تقليل فقدان الكربون الناعم والذهب، وتحسين معدل استرداد الامتزاز، وخفض تكاليف التشغيل الإجمالية لإنتاج الذهب.
