استخراج طلا با کربن اکتیو

ما در این پست از مجله حقایق آب می خواهیم به پاسخ پرسش کربن فعال چیست ، فرآیند فعال سازی آن چگونه است، بررسی نحوه استخراج طلا با کربن اکتیو و کربن مناسب برای این کار بپردازیم .

آشنایی با کربن فعال

کربن اکتیو به دسته‌ای از مواد کربنی گفته می‌شود که فشرده و پوک هستند. کربن فعال برای اهداف متفاوت به کاربرد برده می شود. این ماده باارزش می‌تواند رنگ، بو و مزة نامناسب آب را از بین ببرد. به همین جهت شرکت‌های تصفیه آب از آن برای دستگاه‌های تصفیه‌ خانگی و صنعتی استفاده می‌کنند. همچنین برای پاکسازی هوا در اماکن شلوغ از رستوران گرفته تا شرکت‌ها و کارخانه‌های مواد غذایی و شیمیایی کاربرد دارد. امروزه نیز استخراج طلا با کربن اکتیو انجام می شود.

 فرآیند فعال‌سازی کربن چگونه انجام می‌شود؟

کربن فعال طی فرایندی که به آن پیرولیز مواد کربنی گفته می‌شود به دست می‌آید. موادی که در ساختار خود عنصر کربن دارند مانند چوب، زغال‌سنگ، و هسته داخل میوه‌ها و همچنین پوست خارجی میوه‌ها به‌خصوص نارگیل برای این کار مناسب‌ هستند. این مواد بدون وجود هوا وارد پروسه پیرولیز می‌شوند.

پیرولیز مولکول‌های غیرآلی را از بین می‌برد و ماده‌ای پودری از کربن آن باقی می‌ماند. این پودر بسیار فشرده است. این سه روش می توانند پودر حاصل را فعال کنند: فعال‌سازی کربن با بخار، فعال‌سازی به ‌وسیله کربن‌دی‌اکسید و فعال‌سازی با روش‌های شیمیایی. در میان این روش‌ها فعال‌سازی به کمک بخار کمترین آسیب را به محیط زیست وارد می‌کند.

نحوه ی استخراج طلا با کربن اکتیو

برای استخراج طلا با کربن اکتیو، آب و سیانیدهایی مانند سیانید کلسیم، سیانید سدیم یا سیانید پتاسیم به سنگ معدن یا ضایعات اضافه می شوند تا دوغاب را ایجاد کنند. طلا خارج می شود و با سیانید مخلوط می شود و به یک محلول تبدیل می شود. سپس از کربن اکتیو برای جداسازی و ذخیره طلا استفاده می شود که در آخرین مرحله از فرآیند حذف می شود.

مراحل این فرایند را به صورت زیر می توان نام برد:

• تهیه محلول سیانیدی: در مرحله اول سنگ معدن طلا خرد و آسیاب می‌شود. سپس با استفاده از محلول سیانید سدیم یا سیانید پتاسیم، طلا از سنگ معدن استخراج می شود و به صورت محلول در می‌آید.
• افزودن کربن اکتیو : کربن فعال به محلول سیانیدی دارای یون‌های طلا اضافه می‌شود. کربن فعال به دلیل دارا بودن سطح گسترده و منافذ بسیار زیاد، طلا را از محلول جذب می‌کند.
• جداسازی طلا از کربن فعال: پس از پر شدن کربن اکتیو با طلا، برای بازیابی طلا از کربن فعال، فرایند الکترو استریپینگ یا شستشو با محلول‌های ویژه انجام می‌شود. این فرآیند باعث جدایی طلا از کربن و بازیافت آن به صورت جامد می‌شود.
• بازیافت و استفاده مجدد کربن اکتیو: کربن فعال پس از استخراج طلا دوباره بازسازی می شود  و در چرخه‌های بعدی استخراج مورد استفاده قرار می گیرد.

سه روش اصلی برای استخراج طلا با کربن فعال وجود دارد :

• کربن در پالپ ( CIP )
• کربن در لیچ یا صافی ( CIL )
• کربن در ستون ( CIC )

برای استخراج طلا با کربن اکتیو به روش پالپ (خمیر):

استخراج طلا با استفاده از کربن اکتیو به روش CIP  یکی از روش‌های متداول برای جداسازی طلا از معدن‌های طلایی است. این روش در فرآیند استخراج طلا از سنگ‌های معدنی استفاده می‌شود و شامل مراحل زیر می‌شود:

• خرد کردن معدن: در مرحله اول سنگ معدن طلا باید خرد و به اندازه‌ی مناسب پودر شود تا طلا از سنگ‌های دیگر جدا شود.
• کربن فعال: برای جداسازی طلا از مواد دیگر معدن، خمیری از کربن فعال و سرباره‌ها به معدن اضافه می‌شود. این خمیر باعث جذب طلا از محلول معدنی می‌شود.
• مخلوط کردن و پمپاژ: محلول خمیری به معدن اضافه شده و با مخلوط شدن مواد، ترکیب‌ها ، واکنش‌ شیمیایی میان طلا و کربن اکتیو را آسان می‌کنند. این خمیر به کمک پمپ‌ها به سیستم‌هایی جابه جایی داده می‌شود.
• فیلتراسیون: خمیر معدنی به فیلترها می‌رسد تا مواد جامد (سرباره‌ها و کربن اکتیو) از محلول جدا شوند. سرباره‌ها از یک طریق جدا می‌شوند و کربن اکتیو دارای طلا به مرحله بعدی منتقل می‌شود.
• جذب طلا: کربن اکتیو که دارای طلا است، به وسیله مواد شیمیایی یا فرآیندهای حرارتی از طلا جدا می‌شود.
• بازیابی طلا: پس از جداسازی از کربن اکتیو، طلا به صورت مایع یا جامد بازیابی می‌شود و به مرحله بعدی ارسال می‌شود.
• بازیافت کربن اکتیو: کربن فعال دارای طلا پس از جداسازی از طلا می‌تواند دوباره استفاده شود یا مورد بازیافت قرار گیرد.

استخراج طلا به روش کربن در لیچ

استخراج طلا با  کربن موجود در لیچ یا CIL زمانی اتفاق می افتد که کربن فعال قبل از هر گونه شستشو به دوغاب اضافه شود. طلا به طور همزمان  هم شسته و هم جذب می شود.

استخراج طلا به روش کربن در ستون

در روش سوم  استخراج طلا با کربن در ستون یا CIC، یک فرآیند کاملا متفاوت است. پس از شسته شدن، محلول طلا به ستون های عظیمی که با کربن فعال بسته بندی شده اند ریخته می شود.

بهترین کربن فعال برای استخراج طلا چه ویژگی‌هایی دارد؟

کربن فعالی که برای استخراج طلا انتخاب می کنیم  دارای ویژگی‌های ویژه ای است تا فرآیند جذب و بازیابی طلا را مفید کند.  برخی از  ویژگی‌های بهترین کربن فعال استخراج طلا به صورت زیر است :

•  کربن فعال استخراج طلاباید دارای سطح ویژه باشد تا باعث جذب بهتر مولکول‌های طلا باشد. سطح ویژه بالا به معنی وجود تعداد زیادی منافذ ریز در ساختار کربن است که فضای بیشتری برای جذب طلا ایجاد می‌کند.
• کربن اکتیو منافذی با اندازه مناسب باید داشته باشد تا بتواند مولکول‌های طلا را به خوبی جذب کند. پخش خوب منافذ عملکرد جذب را افزایش می دهد و کیفیت را بالا می برد و به جداسازی بهتر طلا کمک می‌کند.
• مقاومت مکانیکی بالای کربن اکتیو یعنی در طول فرآیند کار جذب و بازیابی، دچار شکستگی یا فرسایش نمی شود و مقاوت مکانیکی باعث می شود کربن فعال بتواند در شرایط سخت و تحت فشارهای مکانیکی مختلف کارایی خود را حفظ کند.
• کربن فعال نسبت به تغییرات شیمیایی محیط، مقاوم است و کربن اکتیو در مواجهه با محلول‌های سیانیدی باید پایداری زیادی داشته باشد زیرا در فرآیند استخراج طلا کاربرد دارد.
• ظرفیت جذب بالای کربن فعال باعث می شود مقدار بیشتری طلا را در خود نگه می‌دارد، و این امر به بهبود کارایی کلی فرآیند استخراج کمک می‌کند.
• کربن فعال باید طوری باشد که نسبت به سایر روش های استخراج طلا هزینه ی کمتری داشته باشد .
• کربن فعال با داشتن عمر طولانی مدت زمان بیشتری در فرآیند استخراج مورد استفاده قرار می گیرد و باعث کاهش هزینه‌های تعویض و نگهداری می‌شود.
• هر چه مقدار ید کربن فعال بیشتر باشد، منافذ آن توسعه یافته تر است و ظرفیت حمل طلا و نرخ جذب کربن فعال در شرایط کاری خاص بیشتر می شود.

کدام کربن فعال برای استخراج طلا مناسب است؟

بهترین کربن فعال برای استخراج طلا از پوست نارگیل به دست می آید ضخامت پوسته نارگیل باید به 5-7 میلی متر برسد و قبل از استفاده باید سه بار غربال و شسته شود.
کربن فعال پوسته نارگیل دارای مقدار ید تا 1900 میلی گرم در گرم است . در ادامه به برخی از دلایل استفاده از آن اشاره می کنیم:

• قابلیت بازیافت: کربن فعال به دست آمده از پوسته نارگیل به دلیل قابلیت بازیافت بسیار محبوب است. پوسته نارگیل اغلب به عنوان پسماندی بدون استفاده است اما ما به جای  دفن و تبدیل آن به زباله ای بی مصرف، می‌توانیم  آن را به کربن فعال تبدیل کنیم.
•  جذب بالا: در ساختار پوسته نارگیل از پوروس استفاده شده است که آن را به یک جذب کننده قوی تبدیل می‌کند. این ساختار باعث می شود تا پوسته نارگیل مولکول‌های طلا را به خوبی جذب کند و برای استخراج طلا موثر باشد.
• پایداری شیمیایی: پوسته نارگیل پایداری شیمیایی بسیار خوبی در مقابل تغییرات شیمیایی در محلول‌های سیانیدی دارد.
• هزینه کم: پوسته نارگیل به دلیل تولید و بازیافت آسان و هزینه کم، از لحاظ اقتصادی مهبود است. در مقایسه با سایر منابع کربن فعال مانند کربن فعال صنعتی، کربن بر پوسته نارگیل هزینه‌های عملیاتی را  کاهش می‌دهد.
• پتانسیل بازیافت طلا: کربن فعال بر پایه پوسته نارگیل به بازیابی طلا با کیفیت بالا کمک کند. ساختار پوروس پوسته نارگیل ویژگی جداسازی و استخراج طلا را بهبود می بخشد و امکان بازیافت طلا به صورت موثر‌تر فراهم می‌کند.