هل من الصعب استخراج الذهب ذي الحبيبات الدقيقة؟ كيف يتم اختيار تقنيات CIP/CIL وحلول مصانع التعدين المتكاملة؟
هل يعد استخراج الذهب ذي الحبيبات الدقيقة أمرًا صعبًا؟ كيف يتم اختيار تقنية CIP/CIL وحلول مصانع التعدين المتكاملة
يُعد الذهب ذو الحبيبات الدقيقة أحد «التحديات الصعبة» المعترف بها في مجال استخراج وتصنيع الذهب. حيث تكون حبيبات الذهب متناثرة بحجم دقيق للغاية بحيث يصعب فصلها بشكل كافٍ بالطحن التقليدي، أو تكون مغلفة في شكل ذهب غير مرئي داخل الكبريتيدات أو السيليكات، مما يؤدي غالبًا إلى انخفاض معدل الاستخلاص المباشر بالسيانيد.أكثر ما يشغل بال العديد من مالكي المناجم عند حصولهم على خام الذهب ذي الحبيبات الدقيقة هو: هل يجب معالجة هذا الخام باستخدام تقنية CIP أم CIL؟ وهل يجب إجراء عملية التخصيب بالطفو أولاً؟ وكيف يتم تجهيز مصنع التعدين الكامل؟ يشرح هذا المقال، وفقًا للمنطق التقني، الصعوبات التي تواجه استخراج وتصفيّة الذهب ذي الحبيبات الدقيقة، واختيار تقنيتي CIP/CIL، وتصميم مصنع التعدين الكامل.
أولاً: لماذا يصعب فصل الذهب ذي الحبيبات الدقيقة
تكمن جذور صعوبة استخراج الذهب ذي الحبيبات الدقيقة في مصطلح «التفكك».
أولاً، الحبيبات متناثرة بشكل دقيق، مما يجعل من الصعب تحقيق تفكك كافٍ أثناء الطحن. تتخلل حبيبات الذهب، التي يبلغ حجمها ميكرومتر أو حتى أقل من الميكرومتر، الصخور المحيطة أو الكبريتيدات؛ وحتى عند طحنها إلى الدرجة المعتادة من النعومة، تظل جزء من حبيبات الذهب مغلفة، ولا يتم تفككها بشكل كافٍ، وبالتالي لا يتلامس محلول السيانيد مع الذهب، مما يؤدي بطبيعة الحال إلى انخفاض معدل الاستخلاص.
ثانياً، ارتفاع نسبة الذهب المغلف. غالباً ما يتواجد الذهب ذو الحبيبات الدقيقة في شكل ذهب مغلف داخل الكبريتيت أو الزرنيخيت أو المواد السيليسية، وتكلفة فتح هذه المغلفات بالطحن الفيزيائي مرتفعة، بل إن الفصل قد يتعذر حتى عند الطحن إلى درجة دقة عالية.
ثالثًا، التداخل الناتج عن التحول إلى الطين. يتفاقم تحول الصخور غير المعدنية إلى طين أثناء عملية الطحن الدقيق، مما يؤدي إلى ارتفاع لزوجة الملاط المعدني، مما يؤثر على كفاءة الاستخلاص والامتصاص؛ كما يتلوث الفحم النشط بالطين المعدني، مما يؤدي إلى انخفاض قدرة الفحم المحمل بالذهب على الامتصاص.
رابعاً، تداخل العناصر المصاحبة. في رواسب الذهب ذات الحبيبات الدقيقة التي تحتوي على الزرنيخ والكربون والأنتيمون، يستهلك الزرنيخ السيانيد، ويستحوذ الكربون على الذهب، ويؤثر الأنتيمون سلباً على عملية الاستخلاص، وقد لا تتجاوز نسبة الاستخلاص بالسيانيد التقليدي سوى 20-50٪.
ثانياً: كيفية اختيار بين CIP وCIL
تعد كل من CIP (طريقة معجون الكربون) وCIL (طريقة النقع بالكربون) من العمليات السائدة لاستخراج الذهب بالسيانيد من الطين الكامل، ويكمن الاختلاف الجوهري بينهما في تسلسل عمليات النقع والامتصاص.
طريقة CIL (الترشيح بالكربون)
يتم إجراء عملية الاستخلاص والامتصاص بالفحم النشط في وقت واحد؛ حيث يُضاف السيانيد والفحم النشط إلى معجون الخام في خزان الاستخلاص، ويتم الاستخلاص والامتصاص في نفس الوقت. تتميز هذه العملية بتصميمها المضغوط وقلة عدد الخزانات، مما يجعلها مناسبة لمصانع التعدين الصغيرة والمتوسطة إلى الكبيرة. يُضاف الفحم النشط في الخزان الأخير، ويتحرك عكس التيار نحو الأمام، ليتلامس مع معجون الخام في الاتجاه المعاكس.
CIP (طريقة معجون الكربون)
يتم إتمام عملية النقع أولاً، ثم ينتقل المزيج إلى خزان الامتصاص لإضافة الكربون النشط. تجري عمليتا النقع والامتصاص في خزانين منفصلين، مما يتيح وقتًا أطول لعملية النقع، وهو مناسب للخامات التي تتسم بسرعة نقع عالية وتحتاج إلى تحكم مرحلي، ويُستخدم عادةً في مصانع الفرز الكبيرة.
معايير الاختيار
- في حالة الذهب ذي الحبيبات الدقيقة الذي تكون سرعة نضبه بطيئة ويتطلب وقت نضب أطول، يُعد اختيار طريقة CIP أكثر أمانًا، حيث يتم التحكم في عمليتي النضب والامتصاص بشكل منفصل، مما يضمن توفر الوقت الكافي لعملية النضب.
- في حالة العمليات المدمجة، حيث تكون أولوية التحكم في الاستثمار، وسرعة الاستخلاص مقبولة، يُفضل اختيار طريقة CIL، حيث يقل عدد الخزانات وتقل المساحة المطلوبة.
- في الحالات التي يمكن فيها اختيار أي من الطريقتين، يجب الرجوع إلى البيانات التجريبية: منحنى وقت الاستخلاص، ومعدل الامتصاص، وحساب استهلاك الفحم، وترك البيانات تتحدث عن نفسها.
ولكن يجب التأكيد على ما يلي: إذا كان الذهب ذو الحبيبات الدقيقة مغلفًا بشكل شديد، فلن ترتفع نسبة الاستخلاص باستخدام CIP/CIL وحدهما، ويجب أولاً إجراء عملية التخصيب بالفلترة أو المعالجة المسبقة. لا تعتبر CIP/CIL حلاً سحريًّا، ويجب تحديد مسار العملية وفقًا لحالة وجود الذهب.
ثالثًا: كيفية تصميم مخطط مصنع كامل لمعالجة الذهب ذي الحبيبات الدقيقة
لا توجد تكوينات «موحدة» لمصانع فصل الذهب ذي الحبيبات الدقيقة، بل يتم تحديد المسار وفقًا لدرجة التغليف والعناصر المصاحبة.
المسار الأول: التخصيب بالفلترة + معالجة الخام المركّز بالسيانيد (CIP/CIL)
ينطبق هذا المسار على رواسب الذهب ذات الحبيبات الدقيقة المغلفة بالكبريتيدات والتي يمكن تركيزها بالفلترة الهوائية. يتم طحن الخام حتى تفكك الكبريتيدات الحاملة للذهب إلى جزيئات منفردة، ثم يتم إنتاج خام الذهب المركّز عن طريق الفلترة الهوائية، وبعد إعادة طحن الخام المركّز يتم استخلاصه بالسيانيد (CIP/CIL)، أو يتم إرساله مباشرةً إلى عملية الصهر.تعمل عملية التعويم على تركيز الذهب في الخام المركّز، مما يقلل من كمية المعالجة بالسيانيد في المراحل اللاحقة، ويخفض تكلفة المواد الكيميائية. ويُعد هذا أحد المسارات الأكثر استخدامًا للذهب ذي الحبيبات الدقيقة.
المعدات الأساسية: معدات التكسير والطحن، آلة التعويم، معدات إعادة طحن المركزات، خزانات النقع، نظام الامتصاص بالفحم النشط، معدات التحليل الكهربائي لإزالة الامتصاص، أفران صهر الذهب.
الطريقة الثانية: معالجة السينيد للطين الكامل (CIP/CIL)
ينطبق هذا المسار على خامات الذهب ذات الحبيبات الدقيقة التي يغلب عليها الذهب الحر، ودرجة تغلفه خفيفة، ولا تحتوي على عناصر متداخلة مثل الزرنيخ والكربون والأنتيمون. بعد التكسير والطحن، يتم إجراء عملية التكثيف والتجفيف، ثم يتم نقل الخام إلى خزانات النقع للمعالجة بالسيانيد، ثم الامتصاص باستخدام تقنية CIP أو CIL، ثم إزالة الامتصاص من الفحم المحمل بالذهب عن طريق التحليل الكهربائي والصهر.
المعدات الأساسية: معدات التكسير والطحن، آلة التكثيف، خزان النقع، نظام الامتصاص بالفحم النشط، غربال فصل الفحم المحمل بالذهب، معدات التحليل الكهربائي لإزالة الامتصاص، فرن صهر الذهب، آلة الترشيح بالضغط لمخلفات التعدين.
الطريقة الثالثة: المعالجة المسبقة + السيانيد
ينطبق هذا المسار على خامات الذهب الدقيقة الصعبة المعالجة التي يكون الذهب فيها مغلفًا بإحكام بالكبريتيدات أو السيليكا، والتي تكون معدلات الاستخلاص بالسيانيد التقليدية فيها منخفضة. بعد التخصيب بالفلترة للكبريتيدات المحملة بالذهب، يتم تحميص الخام المركّز أو إخضاعه للأكسدة الحيوية أو الأكسدة تحت الضغط أو الأكسدة الكيميائية لفتح الغلاف المحيط به، ثم يتم استرداد الذهب باستخدام السيانيد.يعتمد اختيار طريقة المعالجة المسبقة على محتوى الكبريتيدات ومحتوى الزرنيخ ودرجة التغليف. تقدم GoldProcessingPlant حلولًا حصرية للمعالجة المسبقة باستخدام المواد الكيميائية للخامات الصعبة التي تحتوي على الزرنيخ والكربون؛ وبالنسبة للخامات التي لا ترتفع فيها معدلات الاستخلاص التقليدية، يتم فك تغليف الذهب باستخدام تقنية مركبة ونظام مواد كيميائية مخصص.
الطريقة الرابعة: الجمع بين الفصل بالجاذبية + التعويم + السيانيد
ينطبق هذا المسار على المعادن المعقدة التي تتواجد فيها حبيبات الذهب الخشنة جنبًا إلى جنب مع حبيبات الذهب الدقيقة المغلفة. يتم تكوين دائرة الطحن باستخدام آلة الفصل بالطرد المركزي لاستخلاص الذهب الخشن المنفصل مسبقًا، بينما يتم استخلاص كبريتيدات الذهب عن طريق التعويم، ثم يتم معالجة مخلفات التعويم بالسيانيد وفقًا لدرجة النقاء. ويحدد اختيار نقاط التقاطع في العملية المركبة معدل الاستخلاص الإجمالي.
يجب تحديد المسار المحدد من خلال إجراء اختبارات قابلية الاستخلاص باستخدام عينات تمثيلية من الخام.قد تختلف درجة تغليف الذهب ذي الحبيبات الدقيقة بشكل ملحوظ بين أقسام المنجم المختلفة، لذا يجب أن تغطي الاختبارات جميع الأقسام، وتشمل اختبارات الفصل بالجاذبية، واختبارات التعويم المفتوحة/المغلقة، واختبارات الاستخلاص بالسيانيد، واختبارات المقارنة بين CIL وCIP باستخدام الطين الكامل.
رابعاً: النقاط الأساسية لتجهيز مصانع استخلاص الذهب ذي الحبيبات الدقيقة
مرحلة الطحن: يحتاج الذهب ذو الحبيبات الدقيقة إلى درجة طحن كافية لضمان التفكك، ويتم الطحن على مرحلتين: مرحلة أولى باستخدام مطحنة كروية شبكية + مرحلة ثانية باستخدام مطحنة كروية ذات تدفق فائض، وتشكل المرحلة الثانية مع جهاز الدوامة الهيدروليكية دورة مغلقة.يتم تحديد درجة الطحن بناءً على التجارب، مع مراعاة درجة الانفصال واستهلاك الطاقة، حيث يؤدي الطحن المفرط إلى زيادة الطين.
مرحلة الانتقاء بالطفو (إن أمكن): تُجمَّع آلات الانتقاء بالطفو في مجموعات للانتقاء الأولي، والانتقاء التمهيدي، والانتقاء الدقيق، مع تعديل نظام المواد الكيميائية وفقًا لخليط كبريتيدات الذهب. تتطلب الخامات المحتوية على الزرنيخ تثبيط الزرنيخيت أو الانتقاء بالطفو المنفصل لمركزات الذهب والزرنيخ.
مرحلة النقع والامتصاص: خزانات النقع (مزودة بأجهزة التحريك والتهوية)، ونظام الامتصاص بالفحم النشط، وغرابيل فصل الفحم المحمل بالذهب (غرابيل فصل الفحم/رافعات الهواء). تستخدم تقنية CIL خزانات نقع بالفحم عالية الكفاءة مزودة بدوارين، حيث يتم النقع والامتصاص في آن واحد؛ بينما تستخدم تقنية CIP خزانات نقع متعددة متصلة تسلسليًا + خزانات امتصاص.
مرحلة إزالة الامتصاص والكهرباء: معدات إزالة الامتصاص في درجة حرارة وضغط عاديين (مناسبة للمعالجة التقليدية) أو معدات إزالة الامتصاص في درجات حرارة وضغط عاليين (كفاءة معالجة أعلى، وإزالة أكثر شمولية، مناسبة للمعادن الكبيرة أو المعادن التي يصعب إزالة الامتصاص منها)، خزانات التحليل الكهربائي، أفران صهر الذهب.
مرحلة التركيز والتجفيف: جهاز التكثيف، جهاز الترشيح بالضغط (التصريف الجاف للخلفيات، تجفيف الخام المركّز). في حالة الخام ذي الحبيبات الدقيقة، يجب توفير ما يكفي من مرافق التحويل إلى طين، والتكثيف، والترشيح بالضغط.
المعدات المساعدة: مغذي، ناقل حزامي، خزان خلط، مضخة الطين، مضخة نقل الفحم.
تغطي GoldProcessingPlant المعدات الخاصة بسلسلة معالجة خام الذهب بالكامل: التكسير والغربلة، الطحن والتصنيف، الفصل بالجاذبية، التعويم، النض والامتصاص (أنظمة CIL/CIP)، استبدال مسحوق الزنك، أنظمة التحليل والكهرباء (في درجة حرارة وضغط عاديين/درجة حرارة عالية وضغط عالي)، التركيز والتجفيف، التغذية والنقل.تُباع الوحدات بشكل فردي أو كمجموعات كاملة، ويتم تجهيزها وفقًا لخصائص الخام ومتطلبات العملية، وليس وفقًا للمخزون المتوفر.
خامساً: أربعة أخطاء شائعة في استخراج الذهب ذي الحبيبات الدقيقة
- المشكلة الأولى: استخدام عملية السيانيد على الطين الكامل رغم وجود ذهب مغلف بشدة. يكون الذهب ذو الحبيبات الدقيقة مغلفًا بالكبريتيدات أو السيليكات، ولا يمكن فصله مهما كان الطحن دقيقًا، مما يجعل معدل الاستخلاص بالسيانيد منخفضًا لدرجة لا تجديها حسابيًا. لذا يجب أولًا إثراء الذهب بالانتقاء بالطفو أو معالجته مسبقًا.
- الخطأ الثاني: دقة الطحن غير كافية، مما يؤدي إلى فصل غير كامل. الذهب ذو الحبيبات الدقيقة حساس لدقة الطحن؛ فإذا لم تستوف الدقة المعايير المطلوبة، فلن يتم استخلاصه سواء بالفلترة أو بالسيانيد. يجب تحديد دقة الطحن من خلال التجارب، وليس بناءً على التخمين.
- المشكلة الثالثة: تجاهل تأثير الطين على عملية الامتصاص أثناء الاستخلاص. يؤدي الطحن الدقيق إلى زيادة تكوين الطين، مما يرفع لزوجة الملاط المعدني، ويؤدي إلى تلوث الفحم النشط بالطين المعدني، وبالتالي انخفاض القدرة على الامتصاص. يجب توفير كميات كافية في مراحل التكثيف وإزالة الطين، وتعديل نظام المواد الكيميائية عند الضرورة.
- المشكلة الرابعة: تحديد CIP/CIL دون إجراء اختبارات على عينات الخام. يجب حساب سرعة استخلاص الذهب ذي الحبيبات الدقيقة ومعدل الامتصاص واستهلاك الفحم باستخدام بيانات التجارب؛ فاختيار CIP أو CIL، وعدد الخزانات المطلوبة، ومدة الاستخلاص، كلها أمور تحددها التجارب.تتمثل منهجية GoldProcessingPlant في فحص الخام أولاً، ثم إجراء التجارب، ثم اختيار المعدات — حيث يُرفق تقرير التجارب مباشرةً بقائمة اختيار المعدات والميزانية الأولية.
سادساً: لماذا تختار GoldProcessingPlant لتصميم حلول الذهب ذي الحبيبات الدقيقة
الأولوية للتقنية، لا للاعتماد على القوالب الجاهزة
تختلف حالة وجود الذهب ذي الحبيبات الدقيقة عن تلك الموجودة في عروق الكوارتز أو الصخور المتحولة، لذا لا ينبغي أن تكون معلمات العملية متشابهة. نتمتع بخبرة تزيد عن 20 عامًا في تصميم عمليات فصل الذهب وتصنيع المعدات، ونتميز بالتخصص في العمليات الأساسية مثل CIP/CIL والفلترة والفرز بالجاذبية والنقع في أكوام، كما أننا بارعون في معالجة الخامات الصعبة الفصل والكتل المعدنية المعقدة.
قدرات متخصصة في معالجة الخامات الصعبة
بالنسبة لخامات الذهب الصعبة المعالجة التي تحتوي على الزرنيخ والكربون، والذهب المغلف في حبيبات دقيقة، والخامات المتعددة المعادن المتعايشة، والخامات المؤكسدة عالية الطين، لدينا تقنيات مركبة وحلول متخصصة ملائمة؛ حيث تعمل حلول المعالجة المسبقة الحصرية باستخدام المواد الكيميائية على فتح الذهب المغلف، بدلاً من استخدام عملية قياسية واحدة للتعامل مع جميع خامات الذهب.
التصنيع الذاتي للمعدات، والتكامل بين العمليات والأجهزة
يتم تصنيع جميع المعدات، بما في ذلك الكسارات، والطواحين الكروية، وآلات التعويم، وأنظمة الامتصاص بالاستخلاص CIL/CIP، ومعدات التحليل الكهربائي، وأفران صهر الذهب، بشكل مستقل بالكامل؛ حيث يعمل مهندسو العمليات ومهندسو الميكانيكا كفريق واحد متكامل، ويتم تصنيع المعدات وفقًا للرسومات الهندسية الخاصة بالعمليات، مما يضمن تجنب مشكلة عدم التوافق بين «الرسومات التصميمية وأبعاد المعدات».يوجد قاعدتان رئيسيتان للتصنيع، تبلغ مساحتهما الإجمالية حوالي 50 ألف متر مربع، وتبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية أكثر من 500 وحدة، ويتم تصدير المنتجات إلى أكثر من 50 دولة ومنطقة، مع الالتزام الصارم بنظام إدارة الجودة ISO9001، كما حصلت المنتجات على شهادة CE.
الخبرة في المشاريع العالمية
تغطي مشاريعنا مناطق إنتاج الذهب الرئيسية في غانا وماري وتنزانيا في أفريقيا، وبيرو وكولومبيا في أمريكا الجنوبية، وروسيا وكازاخستان في آسيا الوسطى، بالإضافة إلى دول جنوب شرق آسيا، وتتراوح سعة المعالجة بين 30 و5000 طن في اليوم، ونتمتع بخبرة واسعة في مجال اللوجستيات عبر الحدود وإجراءات التخليص الجمركي ومعايير البناء في مختلف البلدان.
تقسيم مرن، دون إلزامية الربط
يمكن للعميل الاكتفاء بإجراء تجارب فصل المعادن، أو شراء تصميم العمليات وخطة اختيار المعدات فقط، أو شراء المعدات فقط، أو الاستعانة بمهندسين لإجراء التشغيل التجريبي في الموقع فقط، كما يمكنه اختيار نموذج EPC (التصميم والمشتريات والبناء) الجاهز للتسليم. ويمكن خصم رسوم تجارب فصل المعادن ورسوم التصميم المدفوعة مسبقًا بالكامل من قيمة المعدات عند توقيع عقد شراء المعدات أو عقد EPC لاحقًا.
الدعم الفني المستمر
نتحمل مسؤولية جودة المعدات خلال فترة الضمان، ونواصل بعد انتهاء فترة الضمان توفير قطع الغيار على المدى الطويل، وتقديم الاستشارات الفنية واقتراحات تحسين العمليات. تتغير درجة نقاء الذهب ذي الحبيبات الدقيقة ودرجة تغليفه باختلاف مرحلة الاستخراج، لذا يجب تعديل معلمات الاستخلاص وفقًا لذلك، ونحن دائمًا هنا لمساعدتكم.
يعد استخراج الذهب ذي الحبيبات الدقيقة عملية صعبة، وتكمن الصعوبة في فصل الذهب عن الصخور، ودرجة تغليفه، والتداخل الناتج عن الطين. وتعد تقنية CIP/CIL هي التقنية السائدة للسيانيد الكامل للطين، ولكن بشرط أن يكون من الممكن فصل الذهب عن الصخور — فالخامات شديدة التغليف يجب أولاً تركيزها بالفلترة أو معالجتها مسبقًا، وإلا فإن تقنية CIP/CIL لن تتمكن من تحسين معدل الاستخلاص.
تتمثل منهجية GoldProcessingPlant في: النظر أولاً إلى نوع الخام وحالة وجوده، وتحديد مسار العملية، ثم اختيار المعدات وفقًا للعملية، وأخيرًا إرسال مهندسين إلى الموقع لضبط العملية حتى يتم استخراج الذهب.بالنسبة للذهب ذي الحبيبات الدقيقة، يتم اتباع مسار «التخصيب بالفلوتة + السيانيد للخام المركّز أو المعالجة المسبقة + السيانيد»، ويتم اختيار CIP/CIL بناءً على بيانات الاختبارات؛ فإذا تم اتباع هذا المسار بشكل صحيح، فسيتم ضمان معدل الاسترداد وعائد الاستثمار.
سواء كنت في مرحلة الاستكشاف، أو ترغب في التحقق من قابلية الذهب ذي الحبيبات الدقيقة للفرز، أو تخطط لبناء مصنع جديد للفرز، فإن GoldProcessingPlant قادرة على تقديم الاستشارات المتخصصة وخطة التنفيذ الكاملة.
يتمثل جوهر خطة استخراج وتجهيز الذهب ذي الحبيبات الدقيقة في «استكشاف الخام أولاً، وتحديد المسار، واختيار CIP/CIL، وتجهيز المعدات»:يتم الاختيار من بين مسارات مثل التخصيب بالفلترة + السيانيد للخام المركّز، أو السيانيد للخام الخام بالكامل، أو المعالجة المسبقة + السيانيد، أو الجمع بين الفصل بالجاذبية + الفلترة + السيانيد، وفقًا لدرجة تغليف الذهب والعناصر المصاحبة؛تناسب تقنية CIP الخامات التي تكون سرعة استخلاصها بطيئة وتتطلب وقتًا أطول للاستخلاص، بينما تناسب تقنية CIL الحالات التي تتطلب عملية مدمجة وإعطاء الأولوية للاستثمار، ويتم تحديد الخيار النهائي بناءً على منحنى وقت الاستخلاص ومعدل الامتصاص وبيانات اختبار استهلاك الفحم.يتم تكوين المعدات وفقًا للسلسلة الكاملة التي تشمل الطحن، والفلترة، والترشيح بالامتصاص، والتحلل بالكهرباء، والتركيز والتجفيف، لتجنب أربعة أخطاء شائعة وهي: فرض معالجة السينيد للطين الكامل على الذهب المغلف، وعدم كفاية دقة الطحن، وإهمال عملية تحويل الخام إلى طين، وتحديد استخدام CIP/CIL دون التحقق من فعاليتها.