كيفية استخلاص الذهب من الصخور: عمليات التكسير والطحن والفصل والاستخلاص

نادراً ما يوجد الذهب على شكل قطع كبيرة ونقية داخل الصخور. ففي معظم خامات الذهب، يوجد المعدن القيّم على شكل جزيئات دقيقة مرتبطة بالكوارتز أو معادن الكبريتيد أو غيرها من المعادن المكوّنة للصخور. ولذلك، يتطلب استخلاص هذا الذهب تصميم مخطط معالجة دقيق يعمل على تحرير المعادن الحاملة للذهب وفصلها عن الصخور العقيمة.

كيفية استخلاص الذهب من الصخور: عمليات التكسير والطحن والفصل والاستخلاص

1. أين يوجد الذهب في الصخور؟

يُعد فهم كيفية وجود الذهب في الخام الخطوة الأولى لاختيار طريقة الاستخلاص المناسبة. فقد يوجد الذهب على شكل جزيئات متحررة نسبياً، أو داخل معادن الكبريتيد، أو في خامات تتطلب معالجة أولية متخصصة.

1.1 الذهب سهل التحرير

يوجد الذهب سهل التحرير على شكل جزيئات ذهب متحررة نسبياً يمكن فصلها عن المعادن المحيطة باستخدام طرق المعالجة التقليدية.

  • قد يوجد الذهب على شكل جزيئات خشنة أو دقيقة في عروق الكوارتز أو الصخور الحاضنة الأخرى.
  • يمكن أحياناً استرداد الذهب الخشن بعد عمليات تكسير وطحن بسيطة نسبياً.
  • غالباً ما يكون التركيز بالجاذبية فعالاً لأن كثافة الذهب أعلى بكثير من كثافة معظم معادن الشوائب الشائعة.
  • اعتماداً على نوع الخام، يمكن استخدام أجهزة التركيز بالطرد المركزي أو أجهزة الفصل بالجاذبية (Jigs) أو الطاولات الهزازة.

تكون الخامات سهلة التحرير عموماً أسهل في المعالجة، لأن الذهب يمكن تحريره بدرجة كافية دون الحاجة إلى معالجة كيميائية مكثفة أو معالجة متخصصة.

1.2 الذهب المحبوس داخل معادن الكبريتيد

قد يوجد الذهب مرتبطاً بمعادن الكبريتيد مثل البيريت والأرسينوبيريت.

في هذه الخامات:

  • قد تكون جزيئات الذهب دقيقة للغاية.
  • قد يكون الذهب محاطاً بشكل كامل داخل حبيبات معادن الكبريتيد.
  • قد لا يحقق التكسير وحده درجة كافية من تحرير الذهب.
  • قد تكون هناك حاجة إلى الطحن الناعم لكشف المعادن الحاملة للذهب.
  • يمكن استخدام التعويم الرغوي لإنتاج مركز كبريتيدي حامل للذهب.
  • قد تكون هناك حاجة إلى معالجة إضافية للمركز قبل استرداد الذهب النهائي.

لذلك، قد يتطلب خام الذهب الكبريتيدي دائرة معالجة أكثر تعقيداً من الخام سهل التحرير.

1.3 خام الذهب المقاوم للمعالجة

يصعب بشكل خاص معالجة خام الذهب المقاوم للمعالجة باستخدام التركيز التقليدي بالجاذبية أو الاستخلاص المباشر بالرشح.

قد يكون الذهب:

  • منتشراً على شكل جزيئات دقيقة للغاية؛
  • مغلفاً داخل معادن الكبريتيد؛
  • مرتبطاً بمعادن تعيق عملية الاسترداد؛
  • صعب الوصول إليه كيميائياً باستخدام طرق المعالجة التقليدية.

قد تتطلب هذه الخامات معالجة أولية متخصصة، مثل الأكسدة، قبل استرداد الذهب في المراحل اللاحقة. وتعتمد التقنية المناسبة بدرجة كبيرة على الخصائص المعدنية للخامة.

2. مخطط معالجة خام الذهب من الصخور إلى الذهب المسترد

يتبع مصنع معالجة الذهب النموذجي للصخور الصلبة عدة مراحل:

التعدين → التغذية → التكسير → الغربلة → الطحن → التصنيف → الفصل بالجاذبية/التعويم → معالجة المركز → استرداد الذهب → معالجة المخلفات

لكل مرحلة هدف محدد:

  • التعدين: استخراج الصخور الحاملة للذهب من المكمن.
  • التغذية: نقل خام المنجم إلى مصنع المعالجة بمعدل تغذية مضبوط.
  • التكسير: تقليل حجم الصخور الكبيرة إلى أحجام يمكن التعامل معها.
  • الغربلة: فصل المواد المكسرة وفقاً لحجم الجسيمات.
  • الطحن: تقليل حجم الخام بشكل أكبر لتحرير الذهب الدقيق والمعادن الحاملة للذهب.
  • التصنيف: فصل الجسيمات المطحونة وفقاً لحجمها، وغالباً باستخدام الهيدروسيكلونات.
  • الفصل بالجاذبية/التعويم: تركيز الذهب أو المعادن الحاملة للذهب.
  • معالجة المركز: تنظيف المركز ومعالجته بشكل إضافي.
  • استرداد الذهب: استرداد الذهب من المركز أو المحلول.
  • معالجة المخلفات: إدارة المواد المتبقية والتعامل معها، ومعالجتها بشكل إضافي عند الحاجة.

تكسير الصخور لتحرير المعادن الحاملة للذهب

3. تكسير الصخور لتحرير المعادن الحاملة للذهب

3.1 التكسير الأولي لخام الذهب المستخرج من المنجم

قد يحتوي خام الذهب المستخرج من المنجم على صخور كبيرة جداً لا يمكن معالجتها مباشرة بواسطة معدات الطحن أو الفصل. ويعمل التكسير الأولي على تقليل حجم هذه المواد إلى حجم مناسب للمراحل اللاحقة.

تشمل الكسارات الأولية الشائعة:

  • الكسارات الفكية : مناسبة للعديد من خامات الذهب الصلبة والكاشطة.
  • الكسارات الدورانية: تُستخدم غالباً في العمليات عالية السعة التي تعالج كميات كبيرة من الصخور الصلبة.
  • الكسارات التصادمية الأولية: مناسبة لبعض التطبيقات التي تكون فيها خصائص التغذية ملائمة.

3.2 التكسير الثانوي والثالثي لمزيد من تقليل الحجم

بعد التكسير الأولي، قد يتطلب الخام تقليلًا إضافياً في الحجم.

تُستخدم الكسارات المخروطية على نطاق واسع للتكسير الثانوي والثالثي للخامات الصلبة والكاشطة. ويمكن تشغيلها ضمن دوائر مغلقة مع الغرابيل للتحكم في حجم المنتج النهائي.

قد يكون الترتيب النموذجي كما يلي:

  • الكسارة الأولية → الغربال → الكسارة الثانوية → الغربال → الكسارة الثالثية
  • تُعاد المواد ذات الحجم الكبير إلى الكسارة، بينما تنتقل المواد ذات الحجم المناسب إلى الطحن.
  • يمكن أيضاً استخدام الكسارات التصادمية عندما تكون خصائص الخام مناسبة لذلك، ولا سيما عندما تكون المادة أقل كشطاً.

3.3 ما مدى نعومة تكسير خام الذهب؟

لا يوجد حجم تكسير موحد لجميع خامات الذهب.

يجب تحديد الحجم المستهدف بناءً على خصائص تحرير الذهب والمعادن الحاضنة، وليس فقط بهدف جعل الخام ناعماً قدر الإمكان.

إذا كان الذهب خشناً ومتحرراً بشكل جيد، فقد يؤدي التكسير المفرط إلى إهدار الطاقة دون تحسين الاسترداد بشكل ملحوظ. أما إذا كان الذهب منتشراً على شكل جزيئات دقيقة، فقد تكون هناك حاجة إلى طحن إضافي، وليس مجرد التكسير.

4. طحن الخام المكسّر لتحرير الذهب

4.1 لماذا يُعد الطحن مهماً لاسترداد الذهب؟

يقلل التكسير من الحجم الإجمالي للصخور، لكنه قد لا يكشف بشكل كامل جزيئات الذهب الدقيقة.

يعمل الطحن على تفكيك الارتباطات المعدنية وزيادة درجة التحرير بين:

  • الذهب؛
  • معادن الكبريتيد؛
  • الكوارتز؛ و
  • معادن الشوائب الأخرى.
  • يمكن أن يؤدي التحرير الأفضل إلى تحسين الفصل بالجاذبية أو التعويم في المراحل اللاحقة.

ومع ذلك، يمكن أن يسبب الطحن المفرط مشكلات أيضاً. فقد يصعب استرداد الجسيمات شديدة النعومة باستخدام الجاذبية، كما قد يزداد استهلاك الطاقة. ولذلك، يتمثل الهدف في تحقيق درجة كافية من التحرير بأقل طاقة طحن عملية ممكنة.

معدات طحن خام الذهب الشائعة

4.2 معدات طحن خام الذهب الشائعة

تشمل معدات الطحن الشائعة:

  • طواحين الكرات: تُستخدم على نطاق واسع للطحن الناعم في مصانع معالجة المعادن.
  • طواحين SAG: مناسبة للعمليات واسعة النطاق ويمكنها تنفيذ قدر كبير من تقليل الحجم.
  • طواحين القضبان: تُستخدم في بعض التطبيقات التي تكون فيها خصائص طحنها مفيدة.
  • الطواحين الرأسية وطواحين التحريك: مفيدة لتطبيقات الطحن الناعم ومتناهِي النعومة.
  • HPGR: يمكن أن تكون أسطوانات الطحن عالية الضغط مناسبة لبعض الخامات وتكوينات الدوائر.

تعتمد الطاحونة المناسبة على صلابة الخام، ومعدل الإنتاج، وحجم المنتج المطلوب، وتصميم العملية ككل.

5. تصنيف خام الذهب المطحون

يتحكم التصنيف في حجم الجسيمات الداخلة إلى دائرة الفصل.

الهيدروسيكلونات لتصنيف خام الذهب

تُستخدم الهيدروسيكلونات عادةً في دوائر الطحن المغلقة لفصل الجسيمات وفقاً لسلوك ترسبها وحجمها الفعال.

تعمل الدائرة النموذجية على النحو التالي:

  • يدخل الخام المطحون والماء إلى الهيدروسيكلون.
  • تُعاد الجسيمات الخشنة أو غير المطحونة بشكل كافٍ إلى طاحونة الطحن.
  • تخرج الجسيمات ذات الحجم المناسب من دائرة التصنيف.
  • تنتقل المواد ذات الحجم الصحيح إلى التركيز بالجاذبية أو التعويم أو مرحلة استرداد أخرى.

يمنع هذا الترتيب ذو الدائرة المغلقة وصول المواد الخشنة بشكل مفرط إلى المعدات اللاحقة، مع تقليل الطحن غير الضروري للجسيمات الدقيقة بالفعل.

6. فصل الذهب عن الخام المطحون

بعد طحن الخام وتصنيفه، تُستخدم طرق فيزيائية وفيزيائية-كيميائية لتركيز الذهب.

الفصل بالجاذبية للذهب الحر الخشن

تجعل الكثافة النوعية العالية للذهب (حوالي 19.3) مقارنة بمعظم معادن الشوائب، التركيز بالجاذبية فعالاً للغاية للجسيمات الحرة أو المتحررة جزئياً. وتشمل المعدات المستخدمة عادةً:

  • أجهزة التركيز بالطرد المركزي (مثل Knelson وFalcon) التي تولد قوى جاذبية عالية وتسترد الذهب الحر الناعم الذي قد تفوّت استرداده أجهزة الفصل بالجاذبية أو الطاولات التقليدية.
  • الطاولات الهزازة لتنظيف وتحسين جودة مراكز الجاذبية.
  • أجهزة الفصل بالجاذبية (Jigs) والمركزات الحلزونية في بعض التطبيقات، ولا سيما مع التغذية الخشنة.

غالباً ما توضع دوائر الجاذبية في مرحلة مبكرة من مخطط التدفق (بعد الطحن الأولي أو حتى بعد التكسير في بعض عمليات معالجة الرواسب الغرينية أو الخامات سهلة التحرير) لاسترداد الذهب الخشن قبل الإفراط في طحنه أو فقدانه في مخلفات التعويم.

التعويم للذهب الدقيق والذهب المرتبط بالكبريتيدات

عندما يكون الذهب دقيقاً أو محبوساً داخل الكبريتيدات، يصبح التعويم الرغوي طريقة التركيز الأساسية. تعمل المواد الجامعة (مثل الزانثات أو ثنائي فوسفات العضوية الشائعة) على جعل أسطح الكبريتيدات الحاملة للذهب كارهة للماء؛ بينما تعمل المواد الرغوية على تثبيت تجمعات الفقاعات والجسيمات التي ترتفع لتشكّل رغوة غنية بالمعادن. ويمكن بعد ذلك معالجة مركز الكبريتيد الناتج بشكل إضافي باستخدام السياندة المكثفة أو التحميص أو الأكسدة بالضغط أو الصهر، اعتماداً على الخصائص المعدنية. ويُعد التعويم ذا قيمة خاصة لاسترداد الذهب الذي كان سيصل بخلاف ذلك إلى مخلفات الفصل بالجاذبية أو يبقى محبوساً داخل الكبريتيدات.

الفصل المغناطيسي ودوره المحدود في استرداد الذهب

نادراً ما يكون الفصل المغناطيسي تقنية مباشرة لاسترداد الذهب، لأن الذهب الطبيعي غير مغناطيسي. ومع ذلك، يمكن استخدامه لإزالة المعادن المغناطيسية (المغنيتيت والبيروتيت) التي تتداخل مع عمليات المعالجة اللاحقة، أو لتحسين جودة بعض المنتجات الوسيطة. ويكون دوره داعماً وليس أساسياً.

7. استرداد الذهب من المراكز

لا تزال المراكز الناتجة عن الجاذبية أو التعويم تحتوي على الشوائب، ولذلك يجب تحسينها وتنقيتها.

تنظيف مركزات الجاذبية

عادةً ما تتم تنقية مراكز الجاذبية الأولية باستخدام الطاولات الهزازة أو من خلال التركيز بالطرد المركزي الثانوي. والهدف هو إزالة السيليكات والكبريتيدات المتبقية، لإنتاج مركز عالي الجودة مناسب للصهر المباشر أو الاستخلاص المكثف.

صهر مراكز الذهب

يمكن صهر مراكز الجاذبية النظيفة أو بعض مراكز التعويم. وتُضاف مواد الصهر المساعدة (البوراكس والسيليكا ورماد الصودا وغيرها) لخفض درجة انصهار الشوائب وتكوين خبث سائل ينفصل عن الذهب المنصهر. ويترسب الذهب على شكل زر أو سبيكة دوريه، ثم يُنقّى لاحقاً إلى درجة نقاء أعلى. ولا يزال الصهر أحد أقدم الطرق وأكثرها مباشرة للانتقال من المركز إلى السبائك.

السياندة لخامات ومراكز الذهب المناسبة

بالنسبة للخامات سهلة التحرير والعديد من المراكز، تُعد السياندة طريقة الاسترداد الكيميائي الرئيسية. وفي ظروف قلوية مضبوطة وبوجود الأكسجين، يذوب الذهب ليكوّن معقداً قابلاً للذوبان من السيانيد الذهبي. ثم يُسترد الذهب المذاب من المحلول، وغالباً عن طريق امتزازه على الكربون المنشط (دوائر الكربون في اللب أو الكربون في الرشح)، يلي ذلك الإزالة من الكربون، والتحليل الكهربائي، والصهر لإنتاج الذهب الدوري. وغالباً ما تُطبق السياندة المكثفة على مراكز الجاذبية لزيادة استرداد الذهب الدقيق المتبقي إلى أقصى حد.

8. طرق استخراج الذهب لأنواع مختلفة من خام الذهب

تعتمد أفضل طريقة للمعالجة على كيفية وجود الذهب في الخام.

نوع خام الذهب طريقة المعالجة المفضلة
الذهب الخشن سهل التحرير التكسير + الطحن + الفصل بالجاذبية
الذهب الحر الدقيق الطحن + التركيز بالطرد المركزي/التعويم
ذهب عروق الكوارتز التكسير + الطحن + الجاذبية/التعويم
الذهب المرتبط بالكبريتيدات الطحن + التعويم + معالجة المركز
الذهب المقاوم للمعالجة الطحن الناعم + المعالجة الأولية المتخصصة + الرشح
الذهب الغريني/الرسوبي الغربلة + الغسل + التركيز بالجاذبية

على سبيل المثال، يمكن أن يحقق خام يحتوي على ذهب خشن متحرر استرداداً جيداً من خلال التكسير متبوعاً بالتركيز بالجاذبية. وعلى العكس من ذلك، قد يتطلب الذهب المحبوس داخل معادن الكبريتيد الطحن الناعم والتعويم والمعالجة الإضافية.

الخلاصة

يتمثل استخلاص الذهب من الصخور أساساً في عملية التحرير والتركيز والاسترداد. يجب أولاً تكسير الصخور الكبيرة الحاملة للذهب، ثم طحنها بدرجة كافية لكشف الذهب أو المعادن الحاملة للذهب. ويتحكم التصنيف في حجم الجسيمات الداخلة إلى دائرة الاسترداد، بينما يوفر الفصل بالجاذبية والتعويم طريقتين مهمتين لتركيز الذهب.

تعتمد الطريقة المثالية على نوع خام الذهب. فقد يستجيب الذهب الخشن سهل التحرير بشكل جيد للتركيز بالجاذبية، بينما قد يتطلب الذهب الدقيق أو المرتبط بالكبريتيدات التعويم ومعالجة إضافية للمركز. أما الخامات المقاومة للمعالجة فقد تتطلب معالجة أولية متخصصة قبل إمكانية استرداد الذهب بكفاءة.

عملياً، ليس بالضرورة أن يكون مصنع معالجة الذهب الأكثر كفاءة هو المصنع الذي يطحن الخام إلى أنعم درجة أو يستخدم أكبر عدد من المعدات. بل هو المصنع الذي يطابق طرق التكسير والطحن والتصنيف والفصل والاسترداد مع الخصائص المعدنية الفعلية وخصائص تحرير الذهب في الخام.

الأسئلة الشائعة

1. ما الخطوة الأولى في استخراج الذهب من الصخور؟

عادةً ما تكون خطوة المعالجة الأولى هي التكسير، وبعد ذلك يمكن غربلة الخام وطحنه وتصنيفه ومعالجته باستخدام طريقة التركيز أو الاسترداد المناسبة.

2. هل يمكن للطاحونة الكروية طحن خام الذهب؟

نعم. تُستخدم طواحين الكرات على نطاق واسع لطحن خام الذهب المكسّر وتحرير المعادن الحاملة للذهب قبل الفصل في المراحل اللاحقة.

3. هل يمكن للفصل بالجاذبية استرداد الذهب الدقيق؟

يمكن للفصل بالجاذبية استرداد الذهب الدقيق، لكن فعاليته تنخفض عندما يصبح حجم الجسيمات دقيقاً للغاية، كما تعتمد فعاليته بدرجة كبيرة على الخصائص المعدنية وظروف التشغيل.

4. ما المعدات المستخدمة لمعالجة خام الذهب؟

تشمل المعدات النموذجية المغذيات، والكسارات الفكية، والكسارات المخروطية، والغرابيل الاهتزازية، وطواحين الكرات، وطواحين SAG، والهيدروسيكلونات، وأجهزة التركيز بالجاذبية، والطاولات الهزازة، وخلايا التعويم، والمكثفات، والمرشحات.

احصل على الحل والسعر الآن!

اترك رسالتك هنا، وسنرسل إليك بريدا إلكترونيا على الفور.

*
*
* واتساب
*
احصل على الخدمة عبر الإنترنت الحصول على الاقتباس