عملية الامتصاص باستخدام معجون الكربون والسيانيد للطين الكامل من مناجم الذهب الصخرية - حل عالي الكفاءة لاستخراج الذهب - الترويج لتقنيات التعدين المتخصصة
عملية امتصاص الكربون بالسيانيد للطين الكامل في مناجم الذهب الصخري - حل عالي الكفاءة لاستخراج الذهب - الترويج لتقنيات تكرير المعادن المتخصصة
لا مفر من اتخاذ قرار جوهري عند استخراج الذهب من مناجم الذهب الصخرية: هل يتم اتباع طريقة التخصيب بالفلترة، أم طريقة الامتصاص بالسيانيد والكربون من الطين الكامل؟ تتناسب طريقة الفلترة مع الخامات التي تحتوي على الذهب في شكل كبريتيدات، والتي يكون فيها الذهب متناثرًا في حبيبات دقيقة، حيث يتم تخصيب الذهب في الخام المركّز ثم معالجته لاحقًا؛أما عملية الامتصاص بالسيانيد والكربون (CIP/CIL) فتسلك مسارًا مختلفًا — حيث يتم طحن الخام الأصلي ثم نقعه مباشرةً، واستخدام الفحم النشط لاستخلاص الذهب المذاب، وتتميز هذه العملية بقصر مدتها وقلة المعدات المطلوبة، فضلاً عن مسار الاسترداد المباشر.
تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في مجال مناجم الذهب الصخرية، لكن «إمكانية الاستخدام» و«الاستخدام الجيد» أمران مختلفان. فعدم ارتفاع معدل الاستخلاص، وانخفاض كفاءة الامتصاص بالفحم النشط، وتراكم الفحم المحمل بالذهب، وارتفاع استهلاك المواد الكيميائية، كلها مشكلات شائعة في المواقع.تتناول هذه المقالة بشكل شامل الشروط الملائمة لعملية الامتصاص بالمعجون الكربوني السيانيد للطين الكامل، والمعلمات التقنية، وتكوين المعدات، وخطة استخلاص الذهب.
أولاً، التقييم الأولي: هل منجم الذهب الصخري الخاص بك مناسب لعملية الامتصاص بالمعجون الكربوني السيانيد على الطين الكامل؟
الشرط الأساسي لعملية السيانيد على الطين الخام هو أن يتم «اتصال» الذهب بالسيانيد وحله. لذا، يتركز تقييم الملاءمة على ثلاث نقاط:
أولاً، حالة وجود الذهب.
إذا كان الذهب موجودًا بشكل أساسي في حالة حرة أو شبه حرة، ويمكن فصله وكشفه بشكل كامل بعد الطحن، فإنه يُعد مادة مثالية لعملية السيانيد الكامل للطين.أما إذا كان الذهب محاطًا بحبيبات دقيقة داخل شبكات بلورية من الكبريتيت أو الزرنيخيت (من النوع الشبيه بـ«كارلين»)، فلن يتفكك مهما دقّت عملية الطحن، وستكون نسبة الاستخلاص المباشر منخفضة جدًّا، لذا يجب أولًا تركيز كبريتيدات الذهب عن طريق التعويم، ثم إجراء معالجة مسبقة لفتح الغلاف قبل استخدام السيانيد.
ثانياً، محتوى العناصر المسببة للتداخل.
فالأرسين يستهلك السيانيد ويؤدي إلى تخميل سطح حبيبات الذهب؛ أما المواد الكربونية فتقوم بـ«اختطاف الذهب»، حيث تعيد امتصاص مركبات السيانيد الذهبية المذابة؛ كما أن الأنتيمون يتداخل أيضًا مع عملية الاستخلاص؛ وارتفاع محتوى المواد المستهلكة للسيانيد، مثل كبريتيدات النحاس والحديد، يؤدي إلى ارتفاع تكلفة المواد الكيميائية.إذا كانت مستويات هذه العناصر مرتفعة، فإن استخدام عملية السيانيد المباشرة على الطين الكامل يصبح غير اقتصادي، ويجب إجراء معالجة مسبقة أو التحول إلى مسار التعويم.
ثالثًا، الجدوى الاقتصادية لطحن الخام.
يتطلب الاستخلاص بالسيانيد للخام الكامل طحن كامل الخام الخام إلى درجة الدقة المطلوبة للفصل، ويُعد استهلاك الطاقة في عملية الطحن أحد أكبر بنود التكلفة في العملية بأكملها. إذا كان توزيع الذهب في الخام دقيقًا للغاية، بحيث يتطلب طحنًا فائق الدقة لفصله، فقد تلتهم تكلفة الطحن الأرباح، وفي هذه الحالة يكون «تركيز كمية صغيرة من الخام المركّز عن طريق التعويم ثم طحنها بشكل دقيق» أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية.
الاستنتاج: هناك طريقة واحدة للتحقق من ذلك: أخذ عينات تمثيلية من الخام لإجراء اختبارات استخلاص بالسيانيد للخام الكامل (بما في ذلك اختبارات مقارنة بين CIL وCIP)، وترك البيانات المتعلقة بمعدل الاستخلاص تتحدث عن نفسها. إن البدء مباشرة في تشغيل خط استخلاص بالسيانيد للخام الكامل دون وجود بيانات تجريبية يمثل أكبر مخاطر الاستثمار في مناجم الذهب الصخري.
ثانياً، كيفية الاختيار بين CIP وCIL: الفرق بين عمليتي الامتصاص بالفحم
بعد التأكد من إمكانية تطبيق عملية النض بالسيانيد على الخام الكامل، يتعين الاختيار بين CIP وCIL. كلاهما يعتمدان على «النض بالسيانيد + الامتصاص بالفحم النشط»، والفرق يكمن في التسلسل الزمني:
CIL (طريقة النض بالفحم)
يتم إجراء عملية الاستخلاص والامتصاص في وقت واحد، حيث يتم الاستخلاص والامتصاص بالتزامن. يُضاف الفحم النشط من الخزان الأخير، ويتحرك عكس التيار، ويتلامس مع معجون الخام في الاتجاه المعاكس. تتميز هذه العملية بأنها مدمجة، وتحتوي على عدد قليل من الخزانات، وتكلفتها الاستثمارية منخفضة نسبيًا، وهي مناسبة لمحطات الفرز الصغيرة والمتوسطة إلى الكبيرة، وتعد التكوين الأكثر انتشارًا حاليًا.
CIP (طريقة معجون الفحم)
يتم إتمام عملية الاستخلاص أولاً، ثم يدخل الملاط المعدني إلى خزان الامتصاص لإضافة الفحم النشط. توفر هذه الطريقة وقتًا أطول للاستخلاص، كما تتيح تحكمًا أكثر دقة في مراحل الاستخلاص والامتصاص، وهي مناسبة للخامات ذات سرعة الاستخلاص العالية والتي تتطلب تحكمًا مرحليًا، وتُستخدم عادةً في مصانع الفرز الكبيرة.
تحديد النوع المناسب: يتم تحديده بناءً على البيانات الديناميكية لاختبارات الاستخلاص — بالنسبة للخامات ذات سرعة الاستخلاص العالية، فإن طريقة CIL (الاستخلاص والامتصاص المتزامنان) تتميز بكفاءة عالية وتكلفة منخفضة؛ أما بالنسبة للخامات التي تتطلب وقت استخلاص أطول أو تحكمًا دقيقًا على مراحل، فإن طريقة CIP تكون أكثر ملاءمة. ويتم تحديد ذلك بشكل شامل مع الأخذ في الاعتبار حجم المعالجة وميزانية الاستثمار.
ثالثًا، المعلمات التقنية: النقاط السبع الحاسمة التي تحدد معدل الاستخلاص
1. التحكم في درجة الحموضة (pH).
تتم عملية الاستخلاص في ظروف قلوية، وعادةً ما يتم التحكم في درجة الحموضة (pH) في نطاق 10-11، ويتم تعديلها باستخدام الجير أو هيدروكسيد الصوديوم. إذا كانت درجة الحموضة منخفضة جدًّا، فإن السيانيد يصبح عرضة للتطاير والفقدان، أما إذا كانت مرتفعة جدًّا، فإنها تؤثر على سرعة الاستخلاص واستهلاك الجير. يجب أن تكون إضافة الجير مستمرة ومستقرة.
2. درجة دقة الطحن.
يحدد درجة تفكك الذهب، وهو المتغير الأول في معدل استرداد الذهب بالسيانيد من الطين الكامل. إذا لم تكن درجة النعومة كافية، فلن يتم تحرير الذهب المغلف، أما الطحن المفرط فيزيد من استهلاك الطاقة ويؤدي إلى تحويل الخام إلى طين، مما يؤثر على عمليات التكثيف والامتصاص. يتم تحديد درجة النعومة من خلال اختبارات الطحن واختبارات الاستخلاص معًا.
3. تركيز السيانيد وكميته.
يؤدي التركيز المنخفض جدًا إلى بطء عملية الاستخلاص، بينما يؤدي التركيز المرتفع جدًا إلى إهدار المواد الكيميائية وزيادة الضغوط البيئية المتعلقة بتحليل السيانيد. يجب تعديله ديناميكيًا وفقًا لخصائص استهلاك السيانيد في الخام، مع التحكم الدقيق من خلال نظام إضافة المواد الكيميائية المخصص.
4. مدة الاستخلاص وعدد مراحل الخزانات.
يضمن التوصيل التسلسلي للخزانات المتعددة توفر وقت الاستخلاص الكافي، بينما يعتمد عدد المراحل على ديناميكيات عملية الاستخلاص. إذا كان الوقت غير كافٍ، فلن يذوب الذهب بالكامل، أما إذا زاد عدد المراحل، فسيؤدي ذلك إلى إهدار الاستثمار. عادةً ما تتراوح عملية CIL بين 4 و6 مراحل متصلة تسلسليًا، ويتم تحديد العدد المحدد من خلال التجارب.
5. تركيز الفحم النشط وإدارة الفحم المحمل بالذهب.
يؤثر تركيز الفحم على معدل الامتصاص؛ ويجب رفع الفحم المحمل بالذهب وإزالة الامتصاص منه في الوقت المناسب، لتجنب فقدان قدرة الامتصاص بعد «تشبع» الفحم. يجب أن تتناسب سعة جهاز رفع الفحم وسعة المعالجة الكهربائية لإزالة الامتصاص مع الإنتاج اليومي للفحم المحمل بالذهب — وهذا هو أكثر نقاط عدم التوازن شيوعًا في الموقع.
6. الأكسجين المذاب.
يتطلب الاستخلاص بالسيانيد مشاركة الأكسجين، لذا يجب تهوية خزانات الاستخلاص. يؤدي نقص التهوية إلى بطء عملية الاستخلاص، بينما يؤدي الإفراط فيها إلى ارتفاع استهلاك الطاقة.
7. التكثيف والتجفيف.
يجب تعديل تركيز معجون الخام بعد الطحن ليتوافق مع متطلبات عملية الاستخلاص، وتعد عملية نزع الماء في جهاز التكثيف والترسيب مرحلة حاسمة، ويحتاج الخام الذي يحتوي على نسبة عالية من الطين إلى نظام لإضافة مواد التلبد.
رابعًا: تكوين مجموعة المعدات الكاملة: من الخام الأصلي إلى الذهب المركب
خط امتصاص الكربون بالسيانيد للطين الكامل في مناجم الذهب الصخرية، وسلسلة المعدات الكاملة هي كما يلي:
مرحلة التكسير والطحن:
مغذي اهتزازي → كسارة فكية (تكسير خشن) → كسارة مخروطية (تكسير متوسط ودقيق) → غربال اهتزازي دائري → مطحنة كروية (مرحلة أولى من النوع الشبكي + مرحلة ثانية من النوع الفائض، أو تكوين أحادي المرحلة حسب الحجم)→ جهاز التصنيف اللولبي/الدوامة الهيدروليكية في دائرة مغلقة. يتبع مبدأ «الكسر الكثيف والطحن القليل»، حيث يعمل قسم التكسير بكثافة بينما يستهلك قسم الطحن كهرباء أقل.
مرحلة التكثيف والتجفيف:
تقوم آلة التكثيف عالية الكفاءة بضبط تركيز الملاط المعدني، ويتم تزويدها بنظام مواد التلبد عند ارتفاع نسبة الطين.
مرحلة الاستخلاص والامتصاص:
حوض الترشيح (مزود بخلاط ونظام تهوية، عدة أحواض متصلة على التوالي، مع إضافة سيانيد الصوديوم والجير لضبط درجة الحموضة) → حوض ترشيح الكربون عالي الكفاءة ثنائي الدوار (CIL: الترشيح والامتصاص في آن واحد) أو حوض الامتصاص(CIP) → غربال فصل الفحم (لفصل الفحم المحمل بالذهب عن الملاط المعدني، حيث يجب أن تتناسب أبعاد فتحات الغربال مع حجم حبيبات الفحم؛ فإذا كانت كبيرة، يتسرب الفحم، وإذا كانت صغيرة، يتسبب ذلك في انسداد الملاط) → جهاز رفع الفحم (يستخدم جهاز الرفع الهوائي لاستخراج الفحم المحمل بالذهب) → نظام إضافة الفحم النشط.
مرحلة التحليل الكهربائي:
التنظيف الحمضي (إزالة الشوائب مثل كربونات الكالسيوم والحديد، ومنع تكوّن الترسبات) → معدات التحليل الكهربائي (تناسب المعالجة العادية في درجة الحرارة والضغط العاديين، بينما يوفر التحليل في درجات الحرارة والضغط العاليين تحليلاً أكثر شمولاً، وهو مناسب للمعادن الكبيرة أو المعادن التي يصعب تحليلها) → خزان التحليل الكهربائي → فرن صهر الذهب لإنتاج الذهب المركب.
مرحلة معالجة المخلفات:
جهاز تكثيف المخلفات → آلة الترشيح باللوح والإطار (التصريف الجاف للمخلفات) → نظام إزالة السيانيد ومعالجة مياه الصرف (الامتثال لمعايير حماية البيئة).
المعدات المساعدة:
مضخة الطين، مضخة استخراج الكربون، ناقل الحزام، خزان الخلط، نظام تحضير وإضافة المواد الكيميائية، التجهيزات الكهربائية للتشغيل التدريجي وتثبيت الجهد (يمكن تزويد المشاريع الخارجية بمولدات ديزل).
ثلاثة معايير أساسية لتقييم تكوين المعدات:
أولاً، تكامل المجموعة الكاملة أفضل من التجميع العشوائي. عدد مراحل أحواض النض، ومواصفات أحواض نض الفحم، وفتحات غربال فصل الفحم، وسعة جهاز استخراج الفحم، وسعة معالجة التحليل الكهربائي، هذه المعلمات الخمسة تشكل معادلات مترابطة.عند تجميع المعدات من مصنعين مختلفين، لا تتطابق الوصلات والمعلمات، مما يؤدي عند التشغيل إلى تسرب الفحم، وانسداد الخزانات، وتراكم الفحم المحمل بالذهب. ولا يمكن ضمان التوافق بين «الخام — العملية — المعدات» إلا إذا تولى فريق واحد الإشراف على تصميم العملية وتصنيع المعدات.
ثانياً، التصميم حسب خصائص الخام، وليس وفقاً للمخزون المتوفر. يجب ترقية الأجزاء المعرضة للتدفق في الخامات عالية السيليكون والكاشطة إلى سبائك عالية الكروم أو مطاط مقاوم للتآكل؛ وفي بيئة النقع الحمضية، يجب استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المضاد للتآكل أو الطلاء الداخلي؛ أما في ظروف البرد الشديد والارتفاعات العالية وعدم استقرار التيار الكهربائي، فيجب إجراء تعديلات غير قياسية.
ثالثًا، التصميم المتزامن للمرافق البيئية. يجب تخطيط معالجة مياه مخلفات عملية السيانيد، ونظام إزالة السيانيد، والتصريف الجاف لمخلفات التعدين بشكل متكامل في مرحلة وضع الخطة، ولا يجوز إنجاز بناء المصنع أولًا ثم إضافة المرافق البيئية لاحقًا.
خامساً، خطة استخراج الذهب عالية الكفاءة: في أي الحالات يجب استخدام العملية المركبة
إذا أظهرت اختبارات عينات الخام أن عملية السيانيد المباشرة للطين الكامل غير اقتصادية، فيجب التحول إلى المسار المشترك:
ارتفاع درجة تغليف الذهب، وانخفاض معدل الاستخلاص المباشر:
يتم أولاً تركيز كبريتيدات الذهب المحتوية على الذهب عن طريق التعويم للحصول على خام مركّز، ثم يتم إجراء معالجة مسبقة للخام المركّز (باستخدام مواد كيميائية حصرية/التحميص/الأكسدة تحت الضغط/الأكسدة الحيوية) لفك التغليف، ثم يتم إجراء عملية السيانيد. وتكمن قيمة عملية التعويم في تقليص كمية الخام الخام الكبيرة التي تحتاج إلى معالجة مسبقة إلى كمية صغيرة من الخام المركّز، مما يقلل من تكاليف الاستثمار والمواد الكيميائية.
تأثيرات تداخل الزرنيخ والكربون واضحة:
يتم تثبيط المواد الكربونية أثناء عملية الفرز بالفلوت أو إجراء عملية فرز بالفلوت منفصلة لمركزات الذهب والزرنيخ، ثم يتم الاستخلاص بعد إزالة تأثيرات «اختطاف الذهب» و«التخميل» من خلال المعالجة المسبقة.
تواجد الذهب الحر ذي الحبيبات الخشنة مع الذهب المغلف ذي الحبيبات الدقيقة:
يتم تزويد دائرة الطحن بجهاز فصل مركزي لاسترداد الذهب ذي الحبيبات الخشنة مسبقًا، مع استخدام عملية التعويم لتركيز الكبريتيدات، ثم معالجة الخام المركّز مسبقًا قبل إخضاعه لعملية السيانيد. ويؤدي الجمع بين «الفرز الثقيل + التعويم + السيانيد» إلى «استرداد مبكر وكبير» للذهب ذي الحبيبات الخشنة، مما يمنع فقدانه بسبب الطحن المفرط.
يحدد اختيار نقاط العملية المركبة (موضع عملية الفصل بالجاذبية في دائرة الطحن، وما إذا كان يجب إعادة طحن مخلفات عملية الفرز بالطفو وإعادة نقعها) معدل الاسترداد الإجمالي، ويجب التحقق من الجدوى الاقتصادية من خلال التجارب.
سادساً: مرجع الاستثمار ودورة المشروع
التقديرات الاستثمارية: على سبيل المثال، بالنسبة لمجموعة المعدات الرئيسية لنظام CIP/CIL (بالآلاف من الدولارات الأمريكية، باستثناء الأعمال الإنشائية والتركيب واللوجستيات والمواد المساعدة): تبلغ التكلفة اليومية لمعالجة 100 طن حوالي 350,000-500,000، و200 طن حوالي 450,000-750,000،و300 طن حوالي 600,000 - 900,000، و500 طن حوالي 900,000 - 1,350,000، و1,000 طن حوالي 1,500,000 - 1,900,000، و1,500 طن حوالي 2,050,000 - 2,700,000.يتوافق الحد الأدنى من النطاق مع التكوين القياسي، والخامات المؤكسدة العادية، وظروف التشغيل العادية؛ بينما يتوافق الحد الأعلى مع التخصيص غير القياسي، والخامات المعقدة، والحلول ذات التكوين الأكثر اكتمالاً. يجب تحديد عرض الأسعار المحدد بناءً على نوع الخام، ومسار العملية، والظروف الميدانية.
مدة المشروع: عادةً ما تتراوح بين 8 و15 شهرًا — تصميم العمليات والحلول التقنية: 7-15 يومًا → التصميم الهندسي: 20-30 يومًا → تصنيع المعدات: 60-120 يومًا → النقل: 30-60 يومًا → التركيب والتشغيل التجريبي: 60-150 يومًا،يُخصص للمشاريع الخارجية فترة احتياطية إضافية تبلغ حوالي 30 يومًا لإجراءات التخليص الجمركي. يمكن تقليص المدة الإجمالية للمشروع من خلال التنسيق المعقول بين المراحل المختلفة، وتقديم عينات تمثيلية من الخام في أقرب وقت ممكن لبدء التحقق من العملية، وهو الخطوة الأولى لتقليص المدة الإجمالية للمشروع.
سابعاً: عملية الامتصاص بالمعجون الكربوني السيانيد للطين الكامل، وهي نظام متكامل وليست آلة منفردة
تبدو عملية الامتصاص بالمعجون الكربوني السيانيد للطين الكامل بسيطة — طحن الخام، النض، إضافة الفحم، غربلة الفحم، التحليل الكهربائي لإزالة الامتصاص، والصهر.لكن مصانع التعدين التي تحقق المؤشرات المطلوبة فعليًّا تعتمد على التوافق بين نظام عوامل مثل مدة الاستخلاص، وتركيز الفحم، وغربال الفصل، وجهاز استخلاص الفحم، وقدرة التحليل الكهربائي لإزالة الامتصاص، بالإضافة إلى التناغم بين العناصر الثلاثة: «الخام — العملية — المعدات».
التسلسل الصحيح هو: أخذ عينات تمثيلية من الخام → إجراء تحليل خصائص الخام واختبار النقع بالسيانيد للطين الكامل (مقارنة بين CIL وCIP)→ في حالة تأكيد الجدوى، يتم تحديد المعلمات وتجهيز مجموعة المعدات الكاملة؛ أما في حالة عدم الجدوى، فيتم التحول إلى المسار المشترك للفلترة + المعالجة المسبقة + السيانيد → إقامة مهندسين في الموقع لضبط العملية حتى الحصول على الذهب. إن تخطي مرحلة الاختبار وشراء المعدات مباشرةً هو أكبر مخاطر الاستثمار في مناجم الذهب الصخري.
إذا كنت تخطط لإنشاء مصنع لفرز الذهب من الصخور باستخدام تقنية الامتصاص بالكربون والسيانيد للطين الكامل، أو إذا كان نظام CIP/CIL الحالي يعاني من مشاكل مثل انخفاض معدل الاستخلاص، وتسرب الكربون وانسداد القنوات، وتراكم الكربون المحمل بالذهب، وعدم كفاية قدرة إزالة الامتصاص، فنرحب باتصالك بـ GoldProcessingPlant لإجراء اختبارات العينات وتشخيص العملية.