مصنع معالجة الذهب بالسيانيد - حلول متخصصة لمعدات وتقنيات فصل الذهب بالسيانيد

يُعد الاستخلاص بالسيانيد الطريقة الكيميائية الأكثر انتشارًا والأعلى معدلًا لاسترداد الذهب في عمليات فصل المعادن من مناجم الذهب. وبالنسبة لمناجم الذهب الصخرية، والمركزات الناتجة عن عملية الانتقاء، وبعض أنواع الخامات الصعبة المعالجة، غالبًا ما تكون مصانع السيانيد هي العنصر الأساسي الذي يحدد عائد الاستثمار في المشروع.لكن مصنع السيانيد هو أيضًا العنصر الذي يتطلب أعلى مستويات الخبرة التقنية والمتطلبات البيئية: فإذا تم اختيار مسار العملية بشكل خاطئ، لن ترتفع نسبة الاستخلاص؛ وإذا تم تكوين المعدات بشكل غير مناسب، سيظل استهلاك السيانيد والفحم مرتفعًا؛ وإذا لم تتم معالجة المخلفات وفقًا للمعايير، فقد يتعثر المشروع في أي لحظة.

تتناول هذه المقالة بناء مصانع السيانيد في مناجم الذهب، وتقدم عرضًا منهجيًّا لكيفية اختيار مسار عملية السيانيد، وكيفية تجهيز المعدات الأساسية، وكيفية المعالجة المسبقة للخامات الصعبة المعالجة، وكيفية معالجة المخلفات وفقًا للمعايير، لتزويد مستثمري مناجم الذهب بمرجع احترافي وقابل للتطبيق لحلول معدات وتقنيات فصل المعادن بالسيانيد.

أولاً: اختيار المسار التقني أولاً: السيانيد على الخام الكامل أم السيانيد على الخام المركّز بالانتقاء

الخطوة الأولى في إنشاء مصنع السيانيد ليست شراء أحواض النقع، بل تحديد مادة السيانيد المستهدفة والمسار التقني. هناك مساران رئيسيان:

1. عملية السيانيد للخليط الكامل (CIL/CIP). بعد تكسير وتطحن الخام الأصلي، يدخل معجون الخام بالكامل مباشرةً إلى عملية الاستخلاص بالسيانيد. يناسب هذا المسار الخامات التي يغلب فيها الذهب في الحالة الحرة، وتكون الصخور المصاحبة بسيطة، ولا تحتوي على عناصر مشوشة مثل النحاس والزرنيخ والأنتيمون والكربون، خاصةً مناجم الذهب من نوع عروق الكوارتز ذات درجة الأكسدة العالية.وتتمثل مزاياها في بساطة العملية وارتفاع معدل الاسترداد؛ أما عيوبها فهي الحجم الكبير للمعالجة، حيث يجب تجهيز خزانات الاستخلاص وأنظمة الامتصاص ومعالجة المخلفات وفقًا للكمية الكاملة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الاستثمار واستهلاك المواد الكيميائية نسبيًا.

2. عملية الاستخلاص بالسيانيد للخام المركّز الناتج عن عملية التعويم. يتم أولاً تركيز كبريتيدات الذهب الحاملة للذهب إلى خام مركّز عن طريق عملية التعويم، ثم يُجرى الاستخلاص بالسيانيد على الخام المركّز فقط، بينما تُعالج مخلفات التعويم بشكل منفصل. يناسب هذا الأسلوب الخامات التي تحتوي على الذهب في شكل كبريتيدات، أو الخامات التي يرتبط فيها الذهب ارتباطًا وثيقًا بالصديديت أو الزرنيخيت.وتتمثل مزايا هذه الطريقة في انخفاض حجم المعالجة بالسيانيد بشكل كبير، وصغر حجم خزانات النقع وأنظمة الامتصاص، وانخفاض الاستثمار، وإمكانية التحكم المركزة في استهلاك السيانيد؛ أما عيوبها فتتمثل في أن معدل الاسترداد من عملية التعويم يحدد الحد الأقصى لمعدل الاسترداد الإجمالي، لذا يجب تصميم مرحلة التعويم بشكل جيد.

كيف يتم الاختيار؟ يعتمد ذلك على حالة وجود الذهب. إذا كان الذهب موجودًا في الكبريتيدات (البيتيت أو الزرنيخيت المحتوي على الذهب)، فإن التطفو هو الطريقة الرئيسية، ويتم إرسال الخام المركّز إلى عملية الصهر أو المعالجة بالسيانيد؛إذا كان الذهب في الغالب في حالة حرة، وكانت الصخور المصاحبة بسيطة، ولا تحتوي على عناصر مزعجة، فإن المعالجة المباشرة بالسيانيد للطين الكامل (CIL/CIP) تكون أكثر مباشرة. أما بالنسبة للخامات الصعبة المعالجة التي تحتوي على الزرنيخ والكربون، فيجب معالجتها مسبقًا قبل المعالجة بالسيانيد، وإلا فإن معدل الاستخلاص سينخفض بشكل كبير.

ثانياً، كيفية الاختيار بين CIL وCIP: النقع مع الامتصاص أم النقع أولاً ثم الامتصاص

بعد تحديد مسار عملية الاستخلاص بالسيانيد للطين الكامل، يتعين أيضًا الاختيار بين CIL (طريقة الاستخلاص بالفحم) وCIP (طريقة معجون الفحم).مبدأ العمل في كلا الطريقتين متشابه — في ظروف قلوية (pH 10-11)، يتم إذابة الذهب باستخدام محلول السيانيد ليشكل مركب سيانيد الذهب، ثم يتم استخلاص الذهب من المحلول باستخدام الفحم النشط — والفرق يكمن في طريقة تنظيم عمليتي الاستخلاص والامتصاص.

طريقة CIL (طريقة النقع بالفحم): النقع والامتصاص في وقت واحد، وعملية مدمجة. تتم عملية النقع والامتصاص بالفحم النشط في خزان نقع واحد في وقت واحد، حيث يُضاف الفحم النشط في الخزان الأخير ويتحرك عكس التيار، ليتلامس مع معجون الخام في الاتجاه المعاكس. وتتمثل مزاياها في قلة عدد الخزانات، ومدمجية العملية، وانخفاض التكلفة النسبية، مما يجعلها مناسبة لمحطات التعدين الصغيرة والمتوسطة إلى الكبيرة.

طريقة CIP (طريقة معجون الفحم): يتم الترشيح أولاً ثم الامتصاص، مما يتيح تحكمًا أكثر دقة. يتم إكمال عملية الترشيح أولاً، ثم يدخل معجون الخام إلى خزان الامتصاص قبل إضافة الفحم النشط، وتجري عمليتا الترشيح والامتصاص في خزانين منفصلين، مما يتيح وقتًا أطول للترشيح. وهي مناسبة للخامات التي تتميز بسرعة ترشيح عالية وتحتاج إلى تحكم مرحلي، وتستخدم عادةً في مصانع الفرز الكبيرة.

منطق الاختيار: إذا كانت سرعة استخلاص الخام سريعة، وكان الهدف هو الحصول على عملية مدمجة واستثمار اقتصادي، فيُختار CIL؛ أما إذا كانت سرعة استخلاص الخام بطيئة أو كانت هناك حاجة إلى تحكم دقيق في وقت الاستخلاص، أو كان حجم المعالجة كبيرًا، فيُختار CIP.بالنسبة للخامات الصعبة المعالجة التي خضعت لمعالجة مسبقة، حيث تم القضاء على تأثير «اختطاف الذهب»، غالبًا ما تكون العملية المدمجة لنظام CIL أكثر اقتصادية؛ أما إذا كانت خصائص الخام معقدة وديناميكيات الاستخلاص بطيئة، فإن نظام CIP يكون الخيار الأكثر أمانًا. يجب التحقق من الاختيار المحدد من خلال اختبارات الاستخلاص واختبارات المقارنة بين CIL وCIP.

ثالثًا: تكوين المعدات الأساسية: من عملية الاستخلاص إلى الذهب المركب

فيما يلي تسلسل المعدات الأساسية لمصنع السيانيد الخاص بالذهب، مرتبة حسب مراحل العملية:

مرحلة التكسير والطحن (المرحلة التمهيدية): التكسير الخشن باستخدام الكسارة الفكية + التكسير المتوسط والناعم باستخدام الكسارة المخروطية، ثم الطحن في المطحنة الكروية (طحن على مرحلتين: النوع الشبكي + النوع الفائض) + جهاز التصنيف الحلزوني/الدوامة الهيدروليكية في دائرة مغلقة.تحدد دقة الطحن درجة تفكك ذرات الذهب المنفصلة، وهي الأساس لمعدل الاستخلاص — فإذا لم تستوفِ دقة الطحن المعايير المطلوبة، فلن تجدي نفعًا مهما زاد عدد أحواض الاستخلاص في المراحل اللاحقة.

مرحلة التكثيف والتجفيف (قبل الترشيح): تقوم آلة التكثيف بتجفيف وتكثيف الملاط المعدني بعد الطحن، للتحكم في تركيز الخام المُغذى إلى عملية الترشيح. يؤثر ارتفاع تركيز الملاط المعدني سلبًا على ديناميكيات الترشيح، بينما يؤدي انخفاضه إلى زيادة الحمل على المواد الكيميائية وخزانات الترشيح.

مرحلة الترشيح والامتصاص (الجزء الأساسي): خزانات الترشيح (مزودة بأجهزة التحريك والتهوية، ومتصلة على التوالي)، ونظام الامتصاص بالفحم النشط، وغربال فصل الفحم المحمل بالذهب (غربال فصل الفحم/جهاز الرفع الهوائي)، وجهاز استخراج الفحم.تؤثر شدة التحريك وكمية التهوية في خزانات الاستخلاص بشكل مباشر على سرعة عملية الاستخلاص؛ ويمنع غربال فصل الفحم الفقدان الفحم النشط مع الملاط، بينما يقوم جهاز استخراج الفحم برفع الفحم المحمل بالذهب من الخزان واستخراجه — وترتبط هذه المعدات التفصيلية ارتباطًا مباشرًا باستهلاك الفحم ومعدل الاسترداد. كما تتطلب تقنية CIL تجهيز خزانات استخلاص الفحم عالية الكفاءة ذات الدوارات المزدوجة، لتحقيق عملية الاستخلاص والامتصاص في آن واحد.

مرحلة التحليل الكهربائي: يدخل الفحم المحمل بالذهب إلى جهاز التحليل الكهربائي بعد غسله بالحمض، حيث يتم استخلاص الذهب وتحويله كهربائيًا إلى طين ذهبي. تناسب أجهزة التحليل الكهربائي التي تعمل في درجة حرارة وضغط عاديين المعالجة التقليدية، بينما تتميز الأجهزة التي تعمل في درجات حرارة و ضغط عاليين بكفاءة معالجة أعلى وتحليل أكثر شمولاً، مما يجعلها مناسبة للمناجم الكبيرة أو الخامات التي يصعب تحليلها.

مرحلة الصهر: تُصهر طين الذهب في فرن صهر الذهب، مما ينتج عنه سبائك ذهب نقية.

مرحلة الاستبدال بمسحوق الزنك (اختيارية): تُستخدم لاسترداد الذهب من سوائل التعدين الثمينة الناتجة عن النقع الكمي، وسوائل التعدين الثمينة الناتجة عن الغسل العكسي بتقنية CCD، وتشتمل على معدات التصفية والتصفية، وبرج إزالة الأكسجين بالفراغ، وجهاز إضافة مسحوق الزنك، وأعمدة/خزانات الاستبدال، وآلة الترشيح بالضغط لطين الذهب.يجب تصفية السائل الثمين حتى تقل نسبة المواد العالقة عن <10 جزء في المليون، ويجب أن يقل الأكسجين المذاب بعد إزالة الأكسجين عن <1 ملليغرام/لتر، وعادةً ما تزيد نسبة الاستبدال عن 99%. يناسب هذا السائل الثمين الذي يحتوي على نسبة عالية من الفضة أو الذي لا يعطي نتائج جيدة مع الامتصاص بالفحم النشط.

مرحلة معالجة المخلفات: تُجفف مخلفات النقع عن طريق جهاز التكثيف وآلة الترشيح بالضغط، ثم تُصرف المخلفات جافة أو تُنقل إلى خزان المخلفات؛ أما المخلفات المحتوية على السيانيد فيجب أن تخضع لمعالجة إزالة السمية (مثل طريقة الكلورة القلوية) حتى تفي بالمعايير قبل تصريفها، مع إعادة تدوير المياه.

رابعًا، المعالجة المسبقة للخامات الصعبة: لا تلوم خزانات النض إذا لم ترتفع نسبة النض

تبلغ نسبة الاستخلاص بالسيانيد التقليدية للخامات الذهبية الصعبة المعالجة — التي تحتوي على الزرنيخ أو الكربون أو مشبعة بحبيبات دقيقة — عادةً 20-50% فقط. إذا تم إدخال هذه الخامات مباشرةً إلى مصنع السيانيد، فستُهدر المواد الكيميائية بالكامل في تفاعلات غير فعالة، لذا يجب معالجتها مسبقًا:

الخامات المحتوية على الزرنيخ: إنتاج خامات الذهب والزرنيخ المركزة عن طريق التعويم → استخدام مواد كيميائية حصرية/التحميص/الأكسدة الحيوية/الأكسدة تحت الضغط → عملية الاستخلاص بالسيانيد. حيث يغلف الزرنيخ الذهب داخل مركبات الزرنيخ السامة (الزرنيخيت) والحديديت الزرنيخي، وما لم يتم فتح هذا الغلاف، لن يتمكن محلول الاستخلاص من الوصول إليه.

الخامات المحتوية على الكربون: يتم تثبيط المواد الكربونية عن طريق عملية الفرز بالطفو، أو استخدام المعالجة المسبقة مثل الكلورة أو الأكسدة الكيميائية لإزالة تأثير «اختطاف الذهب». حيث تقوم المواد الكربونية بإعادة امتصاص مركبات الذهب والسيانيد المذابة إلى الحالة الصلبة، وإذا لم يتم تعطيل نشاط المواد الكربونية، فلن يمكن استرداد الذهب المستخلص.

الخامات المغلفة ذات الحبيبات الدقيقة (نوع كارلين): الطحن الدقيق → التخصيب بالفلوتة للكبريتيدات → المعالجة المسبقة لفتح الغلاف → الاستخلاص بالسيانيد. لا يمكن للطحن التقليدي فصل الذهب غير المرئي، لذا يجب الاعتماد على المعالجة المسبقة.

الخامات المحتوية على الأنتيمون: المعالجة المسبقة بالانتقاء أو النقع القلوي، لإزالة تداخل معدن الأنتيمونيت.

يعتمد اختيار طريقة المعالجة المسبقة على محتوى الزرنيخ/الكربون/الأنتيمون وحالة وجودها، ويجب التحقق من ذلك من خلال اختبارات فصل المعادن المقارنة، مع حساب العائد الاقتصادي من زيادة معدل النضوب مقابل تكلفة المعالجة المسبقة.

خامساً: السلامة والبيئة في مصنع السيانيد: لا يمكن التغاضي عن معالجة المخلفات

يُعد الامتثال لمعايير حماية البيئة في مصانع السيانيد مسألة حياة أو موت للمشروع، لذا يجب إدراج معالجة المخلفات في الخطة منذ مرحلة التصميم:

إزالة السموم من مخلفات التعدين المحتوية على السيانيد: استخدام طرق مثل طريقة الكلورة القلوية لتأكسد وتفكيك السيانيد الموجود في المخلفات، ثم تصريفها أو إعادة استخدامها بعد استيفاء المعايير. يجب تصميم عملية إزالة السموم بالتزامن مع عملية الاستخلاص، ولا يمكن إضافتها لاحقًا.

التصريف الجاف للمخلفات: تُستخدم آلة التكثيف + آلة الترشيح بالضغط لضغط المخلفات وتحويلها إلى كومة جافة من الكعكة المرشحة، وتتميز هذه الطريقة بمعدل إعادة تدوير المياه المرتفع ومخاطر بيئية منخفضة، وهي الخيار السائد حاليًا. يجب تزويد ساحة التخزين الجافة بطبقة مانعة للتسرب في القاع، ونظام لاعتراض المياه وتجميع السوائل المتسربة.

دورة إعادة تدوير المياه: يتم إعادة استخدام المياه الصافية والمحلول المرشح من مخلفات الترشيح في مراحل مثل طحن المعادن وغسلها، مما يقلل من استهلاك المياه الجديدة وكمية التصريف.

الرصد والطوارئ: يجب تجهيز نظام رصد آلي لتركيز السيانيد ودرجة الحموضة (pH) ومعدل التدفق، ووضع خطة طوارئ، وإجراء تقييم الأثر البيئي والتسليم النهائي وفقًا لمتطلبات حماية البيئة المحلية.

سادساً: التسليم بنظام EPC ودورة المشروع

فيما يتعلق ببناء مصانع السيانيد لتعدين الذهب، يمكن لشركة GoldProcessingPlant تقديم خدمة EPC جاهزة للتسليم، حيث تنسق بين تصميم العمليات وتصنيع المعدات وتوجيه التركيب والتشغيل التجريبي المتكامل وتدريب الموظفين، وتتحمل المسؤولية عن مؤشرات الإنتاج النهائية.حدود التسليم واضحة: تتولى GoldProcessingPlant المسؤولية عن الجوانب التقنية والمعدات والتشغيل التجريبي، بينما يتولى العميل مسؤولية الأعمال الإنشائية وعمال التركيب المحليين وتجهيز الموقع (توصيل المياه والكهرباء والغاز وتسوية الأرض) والإجراءات المتعلقة بالامتثال للوائح المحلية. ويضمن هذا التقسيم للعمل ضمان جودة المشروع من جانب واحد، كما يساعد العميل على توفير قدر كبير من تكاليف العمالة.

لا يوجد إلزام بالباقات: يمكن الاكتفاء بإجراء تجارب فصل المعادن والتحقق من صحة العمليات، أو الحصول على عرض أسعار لتصميم العمليات واختيار المعدات فقط، أو شراء المخططات الهندسية فقط، أو شراء وحدة واحدة أو مجموعة كاملة من المعدات (خزانات النض، وأنظمة الامتصاص، ومعدات التحليل الكهربائي، وما إلى ذلك)، أو الاستعانة بمهندس للتشغيل والتجريب في الموقع فقط.يمكن خصم تكاليف تجارب فصل المعادن الأولية وتكاليف التصميم بالكامل من قيمة المعدات عند توقيع عقد المعدات أو عقد EPC لاحقًا.

فيما يتعلق بمدة المشروع، تستغرق مشاريع مناجم الذهب العادية حوالي 8-15 شهرًا من بدء التصميم التقني حتى بدء الإنتاج: التصميم التقني وعروض أسعار اختيار المعدات 7-15 يومًا → تصميم الرسومات الهندسية 20-30 يومًا → تصنيع المعدات 60-120 يومًا → الشحن 30-60 يومًا → التركيب والتشغيل التجريبي 60-150 يومًا.تتضمن مصانع السيانيد أنظمة النقع والامتصاص وإزالة الامتصاص والكهرباء، وتستغرق فترة التشغيل التجريبي وقتًا أطول نسبيًا، لذا يجب تخصيص وقت كافٍ لذلك؛ كما يجب تخصيص وقت إضافي للمشاريع الخارجية لتغطية فترات التخليص الجمركي والمرحلة الانتقالية.

سابعًا: الالتزام بالمؤشرات: توقعات معقولة بناءً على خصائص الخام

يتم تحديد معدل الاسترداد بناءً على الخصائص الطبيعية للخام (حجم الجسيمات المتداخلة، والعلاقات التكافلية، وحالة التواجد).لا تتعهد شركة GoldProcessingPlant بأرقام مطلقة بعيدة عن الواقع، بل ما يمكنها التعهد به هو: من خلال التصميم الدقيق للعمليات، تصميم عملية تحقق أعلى معدل استرداد ممكن في ظل ظروف هذا الخام، والسعي الدائم للتميز في اختيار المعدات والتحكم في العمليات. يتفق الطرفان في العقد على معايير قبول معقولة تستند إلى نفس مصدر الخام ونفس ظروف التشغيل.يتواجد المهندسون في الموقع خلال مرحلة التشغيل التجريبي، حيث يعملون على تحسين درجة طحن الخام ونظام المواد الكيميائية ومعلمات النقع، حتى يتم إنتاج ذهب مطابق للمواصفات، كما يقومون بتدريب فريق العميل نظريًّا وعمليًّا لضمان قدرته على تعديل نظام المواد الكيميائية ودرجة طحن الخام ومعلمات النقع بشكل مستقل.

يتمثل المنطق الأساسي لبناء مصنع السيانيد للذهب في: تحديد مسار العملية أولاً بناءً على حالة وجود الذهب (السيانيد على الطين الكامل أم السيانيد على الخام المركّز بالانتقاء)، ثم اختيار CIL أو CIP وفقًا لخصائص النض، ومعالجة الخامات الصعبة مسبقًا قبل النض، وتصميم إزالة السموم من المخلفات وتصريفها جافًا بشكل متزامن.تتمحور تهيئة المعدات حول ثلاثة أهداف هي معدل الاستخلاص، واستهلاك الفحم، والامتثال لمعايير حماية البيئة، ويجب أن تكون كل مرحلة مدعومة بالبيانات حتى يتسنى الحفاظ على استقرار معدل الاسترداد.