ضرورت رعایت ملاحظات زیست محیطی در استحصال طلا / از لیچینگ سیانوری در اندریان تا آلودگی خاک

یادداشت وارده تبریز بیدار / احمد بایبوردی

کل ذخایر طلای دنیا تقریبا ۳ میلیارد اونس بوده که از این مقدار تقریبا دوسوم آن در آفریقای‌جنوبی قرار دارد. تولیدکنندگان عمده طلا در جهان عبارتند از آفریقای‌جنوبی، ایالات متحده آمریکا، استرالیا، روسیه، کانادا، چین، برزیل و گینه‌نو که از این میان ایران رتبه ۵۷ تولید طلا در رده جهانی را به خود اختصاص داده است. براساس آمارهای وزارت صنعت، معدن و تجارت حدود ۱۵ معدن طلا در ایران وجود دارد. هم‌اکنون اکتشافات طلا در بیشتر استان‌های کشور ازجمله آذربایجان‌شرقی و غربی، کردستان، کرمان، خراسان رضوی و جنوبی، اصفهان، یزد، مرکزی، قم و همدان، ارغش نیشابور، سقز، طرقبه مشهد و سیستان و بلوچستان نیز در دست اجراست. امّا سوال اینجاست که استخراج طلا به چه صورت انجام می گیرد؟!طلا در رگه ها و نهشته های آبرفتی وجود دارد و اغلب از سنگها و دیگر مواد معدنی بوسیله استخراج و عملیات گل شویی طلا در رگه ها و نهشته های آبرفتی وجود دارد و اغلب از سنگها و دیگر مواد معدنی بوسیله استخراج و عملیات گل شویی جدا می گردد. طلا از کانه های آن به روشهای سیانیداسیون (Cyaniding)، ملقمه سازی (Amalgamating) و گداختن (Smelting) استحصال می شود.تصفیه و خالص سازی طلا نیز با الکترولیز آن انجام می گیرد. طلا در آب دریا به مقدار ۲-۱/۰ میلی گرم در تن وجود دارد که هنوز روشی برای استحصال آن یافت نشده است.فرآیند سیانوراسیون در مورد سنگ های معدنی طلادار معمولی به سادگی انجام می گیرد و مصرف سیانور درحد متعارفی است. اما در بعضی از حالات سنگ معدنی دارای کانی هایی است که سیانور مورد نیاز فرآیند سیانوراسیون طلا را مصرف می نمایند، به این کانی ها سیانور کش یا مصرف کننده های سیانور می گویند و اگر کانی های مصرف کننده ی سیانور به مقدارزیادی در کانسنگ موجود باشند و کانسنگ مستقیما سیانوراسیون گردد به علت مصرف بیش از حد سیانور استحصالطلای آن کانسنگ غیراقتصادی می گردد. بنابراین در مورد این گونه سنگ های معدنی عملیاتی قبل از سیانوراسیون باید انجام شود تا از مصرف بیش از حد سیانور توسط این نوع کانی، جلوگیری شود که در ذیل به چند مورد اشاره می گردد. هنگامی که طلا همراه با کانی های آرسنیک، آنتیموان، تلور، جیوه و بعضی عناصرباشد، اکثرا مقدارکمی از طلا درمحلول های سیانوری حل می شوند. مشکل بیشتر از نوع فیزیکی آن می باشد تا یک مشکل شیمیایی، ولی نیازبه اتخاذ روش هایی خاص جهت عملیات سیانوراسیون می باشد. یکی از مشکلات استخراج طلا این است که اکثر ذخایر سطحی طلا تاکنون کشف گردیده اند و کانسارهای رگه ای طلا نسبت به ذخایر انباشتی آن نیاز به معدنکاری زیرزمینی دارند. بنابراین بهره برداری از ذخایر انباشته ای نیاز به منابع عظیم آب دارد. هنگامی که طلا به صورت طبیعی است به آسانی توسط سیانیده کردن باطله ها جدا می شود. اما زمانی که در داخل کانیهای دیگر است، تصفیه و جداسازی آن مشکل است. پیریت-کالکوپیریت و آرسنیورهای همراه طلا، تصفیه و سیانیده کردن آنرا مشکل و پرهزینه می کند. در آمریکا، مخارج سیانیده کردن و فلوتاسیون ۵۰/۲ تا ۷۵/۸ دلار در تن است. در آفریقای جنوبی با وجود اینکه روش های نوین استخراج طلا از انباشته های قدیمی را میسر ساخته است، ولی استخراج رگه ای عمیق طلا و پلاسر قدیمی آن بواسطه بالابودن درجه حرارت، فشار و رطوبت ناشی از عمق زیاد معادن بسیار مشکل است.بطور کلی روشهای متداول استخراج طلا از سنگهای معدنی طلادار، متناسب با چگونگی وجود طلا، شامل: خاکشوئی و یا روش ثقلی،‌ ملقمه کردن،‌ کلراسیون و سیانوراسیون می‌باشد. در سالهای اخیر تکنولوژیهای جدید و متنوعی برای استحصال طلا در جهان مطرح و توسعه یافته است. از این میان روشهای تشویه و اکسیداسیون تحت فشار، راه خود را به صنعت طلا پیدا کرده‌اند،‌ هر چند مشکلات زیست محیطی ناشی از تسویه کانسنگ های سولفوری، این روش را در تنگنا قرار داده است.سادگی روش اکسیداسیون میکروبی و هزینه کم سرمایه گذاری آن، باعث احداث چند کارخانه در نقاط مختلف جهان شده است. در سال ۱۹۹۳ و ۱۹۹۴، دو کارخانه استحصال میکروبی طلا با انتقال دانش فنی از کشور آفریقای جنوبی در استرالیا بنا شده‌اند. در سال ۱۹۹۴ شرکت گلدفیلداشانی کارخانه‌ای برای فرآوری میکروبی ۷۲۰ تن کنسانتره سولفوری طلا در روز، احداث کرده است. با توسعه تکنولوژی فرآوری میکروبی طلا، این روش در مورد استحصال سایر فلزات از قبیل: مولبیدن، کبالت، منگنز و نیز زمینه‌های خاصی مانند فلوتاسیون، رشد چشمگیر در جهان داشته‌اند. مطالعات دقیقی بر روی عامل های موثر در شدت حلالیت طلا و نقره در محلول های رقیق سیانوری توسط اس. ج. اسواینسون و جی. براسکی انجام شده است که نخستین سری آزمایش برای تعیین تاثیرغلظت سیانور بر روی شدت حلالیت طلا و نقره است. در مقیاس صنعتی غلظت سیانور حدود ۰۵/۰ درصد و یا در حدود یک پوند در تن محلول است.

محلول های غلیظ ترباعث تسریع و یا استخراج بیشتر طلا نشده و از آنجایی که اتلاف شیمیایی و مکانیکی محلول قوی تر سیانوربیشتر است، بنابراین بهتر است که غلظت سیانور را در حداقل ممکن نگه داشت. ماکزیمم شدت حلالیت طلا در محلول های سیانور با استفاده از ورق نازک طلای خالص تا غلظت ماکزیمم ۰۵/۰ درصد سیانور سدیم و در بون افزایش قلیاها معین شده است. بنابراین ماکزیمم حلالیت در غلظت ۰۵/۰ درصد سیانور سدیم به دست می آید که معادل غلظتی است که معمولا در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.در معادنی که از روش های سیانوراسیون استفاده می کنند، بایستی از پیش احتیاط های مخصوص و روش های ثبت و کنترل برای جلوگیری از آلودگی محیط اطراف استفاده می شود. در وضعیت های اضطراری، در صورت هر گونه حادثه ی شیمیایی از قبیل انتشار مواد سیانیدی برای خنثی کردن اثرات زیان بار آن می توان از گاز کلر (CI) استفاده کرد. از آنجا که خطر آلودگی ناشی از جیوه وجود دارد، در حال حاضر از ملغمه ی جیوه در عملیات استخراج طلا در مقیاس بزرگ، واقعا تحریم شده است. جیوه و آرسنیک جزء مواد آلوده کننده ی کانی های طلا بوده و در فرآیندهای مشکل آفرین هزینه بر می باشند. سیانید بوی مخصوص بادام تلخ دارد، اگر اسید سیانید ریک را از ابتدا از کاغذ قرمز کنگو و سپس از کاغذ بنزین-استات مس بگذرانیم، کاغذ آخر را آبی رنگ می کند. نمونه را اسیدی کرده و روی بشر را با یک شیشه ساعت که قطره ای از محلول سولفید آمونیم در زیر آن آویزان است پوشانده می شود. پس از ۳۰ دقیقه ( در صورت امکان ) چنانچه یک قطره اسید کلریدریک و سپس محلول کلرید آهن (III) به آن قطره اضافه شود، رنگ قرمز تولید می شود.برای صاف کردن نمونه مقدار بیشتری NaOH اضافه کرده و سپس به محلول آهکی اشباع شده اسید پیکریک اضافه می شود. به تدریج گرم شده رنگ قرمز تولید می شود.آزمایشات در مقیاس بزرگتر جهت تصدیق نتایج بدست آمده از مقیاس آزمایشگاه و نیز بدست آوردن فاکتورهایی مانند اثر گرانروی محلول و یا پتانسیل تجمع ناخالصی های زیان آور در محلول ، به کار می رود. جهت طراحی یک سیستم فروشویی توده – ای ساده با چند نوع سنگ متفاوت اغلب ۲۵۰ تا ۵۰۰ آزمایش بطری غلتان و ۲۵ تا ۱۰۰ آزمایش فروشویی در ستون تراوشی نیاز است . از این رو طی ۱۱۰ سال که از استفاده تجاری سیانور در صنعت طلا می گذرد ، به جرات می توان گفت که میلیونها آزمایش جهت طراحی هزاران پروژه انجام شده است که ب سیاری از ا ین پروژه ها به ان جام ر سیده ا ند و وا حدهای سیانوراسیون آنها احداث شده اند. با توجه به این موضوع می توان گفت که سیانور یکی از مواد شیمیایی است که مطالعات بسیاری بر روی آن انجام شده است و ماده کاملا شناخته شده ای است .

نرخ انحلال طلا در سیانور نسبتا پایین است و بنابراین صنعت به دنبال واکنش هایی است که نرخ استخراج طلا در آنها بالاتر با شد. با توجه به قی مت بالای طلا هر ا فزایش کو چک در میزان بازیابی طلا می تواند جالب توجه باشد . همچنین م حدودیتهایی که از جا نب سازمانهای م حیط زی ستی بر ا ستفاده از سیانور اعمال می شود ، باعث جستجوی صنعتگران بدنبال ماده ای به عنوان  جایگزین سیانور شده است .

علیرغم مطالعات زیادی که در زمینه جایگزینی سیانور انجام شده است ، تعداد محلول هایی که به عنوان جایگزین سیانور معرفی می شوند، ب سیار م حدود ا ست و اک ثر آن ها ن یز برای کانسنگ های مقاوم طلا کاربرد دارند. به عنوان یک اصل کلی ، فروشویی طلا با حلالهای اسیدی زمانی می تواند مفید با شد که کان سنگ یا کن سانتره اک سیدی مورد ن ظر با شد که در این مورد برای فروشویی با سیانور به مقادیر زیادی آهک نیاز است . جدول ۱ جایگزین های پیشنهادی سیانور را نشان می دهد.

استفاده از روش قدیمی استخراج در معدن طلای اندریان و آلودگی آب و هوا و خاک

معدن طلای اندریان که در مراتع و محدوده روستاهای اندریان ، میوه رود ،آستارگان و روستای جوانان گروه( قلب جنگلهای ارسباران منطقه دیزمار بخش خاروانا در شهرستان ورزقان)قرار گرفته است استحصال معدن طلای اندریان از روش لیچینگ سیانوری که روشی قدیمی است. در این واحد روزانه بیش از نصف مصرف سیانید سدیم حدود یک تن که ماده ای خطرناک می باشدو از مشتقات سیانور است در فضای تبخیر شده و در نهایت با بارش باران جذب خاک منطقه و آبهای زیرزمینی می گردد که باعث آلودگی آب وهوا وخاک منطقه می گردد(میزان دقیق تبخیر و نفوذ در ژئوممبران همان مقداری است که بعد الکترولیز محلول وجداسازی طلا محلول باقی مانده مجددا به مخزن ذخیره جهت پمپاژ روی هپ استفاده میشود کاهش میزان ظرفیت محلول در مخزن مساوی با همان میزان تبخیر ونفوذ است که تقریبا روزانه ۱مترمکعب یا همان یک تن می باشد. از آنجایی که لیچینگ سیانوری در ارتفاعی بیشتر از ۱۰۰۰متر از روستاها و رودخانه های مجاور درحال انجام است ، نفوذ و نشت سیانور به منابع زیرزمینی همچون آبهای زیرزمینی و چشمه ها از یک طرف و خطر نشت سیانور به رودخانه های مجاور که تهدیدی برای محیط زیست منطقه می تواند مطرح شود.خطرات تبخیر سیانور درمحیط کمتر از نشت و نفوذ آن در بستر زمین یا رودخانه های مجاور نیست. در فاصله کمتر از ده کیلومتر از این معدن ،آبشار گل آخور که یکی از قطب های گردشگری استان آذربایجانشرقی است قرارگرفته که با روند کنونی آینده ای مبهم برای این منطقه پیش بینی می شود. پیش بینی شرکت برای حذف سیانور از باطله ها   شستشوی  آن عنوان کرده است حال سوال این است بعد از شتشو این فاضلاب  نیز به دلیل  عدم  احداث سیستم مناسب تصفیه برای فاضلاب  خطرناک  به کجا هدایت خواهد شد واین خود یک معظل زیست محیطی برای منطقه خواهد بود و یاانتقال  این باطله های آلوده حتی بعد ازشستشوی آن که جز مواد خطرناک به خاک های زراعی منطقه وآبهای سطحی  می باشد به کجا تخلیه خواهد شد  اما احداث هپ به ارتفاع ۱۰متر که از لحاظ فنی یک امر  غیر استاندارد بوده وباعث تخریب لایه محافظتی ودر نتیجه نفوذ محلول سیانید سدیم به  خاک منطقه خواهد شد .

علاوه‌براین، به سبب استفاده از سیانوراسیون برای استحصال طلا در این معدن علاوه بر سیانور شاهد آزادسازی اسید هستیم. انواع و اقسام باطله‌ها به اشکال مختلف از جمله آب خروجی معدن و مایع محلول خارج شده از تونل استخراج سیناراسیون و کیک فیلتر حاصل از رسوب روی کربن مصرفی و دوغاب و استخراج کانه به صورت جامد و محلول‌های آبی و محلول حاوی ذرات کربن وجود دارد. وآلودگیِ رودخانه‌ها و چشمه‌های اطراف معدن طلای اندریان از مهم‌ترین مسایل زیست محیطی منطقه خواهد بود اما فاضلاب‌های شیمیایی معدن طلا  اندریان و مواد سمی حاصل از فعالیت معدنی در طول زمان از بین نمی‌روند و شاهد آن خواهیم بود  که مراتع بکر روستای اندریان به تلی ازخاک تبدیل شده  چرا که  آزادسازی سیانور  چه درمحیط کار و چه در فضای آزاد عواقبی همچون آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی و رودخانه ها و به دنبال تبخیر آن باران های اسیدی با بیماریهای همچون سرطان را به دنبال دارد .

پیشنهادات:

– استفاده از روش هابر

مبدعان روش هابر ادعا می کنند که این روش تنها روش غیر آلاینده محیط زیست جهت استح هال طلا ست . در ا ین روش تمام فرآیند مانند فرآیند مرسوم سیانوراسیون طلا ست. با ا ین ت فاوت که یک حلال انحصاری به جای سیانور استفاده می شود. مواد شیمیایی مورد استفاده در این روش در مقادیر بالا در دسترس هستند و هزینه سرمایهای تجهیزات این روش نسبتا کمتر از روش های مرسوم دیگر است .HGP  برای کانسارهای کم عیار و پرعیار و نیز برای فرو شویی های توده ای و ن یز فرو شویی در تا نک منا سب ا ست . همچ نین بازیابی طلا از محلول هم با کربن فعال و هم با روش Merrill-Crowe امکانپذیر است .HGP برای طلاهای بسیار دانهریز مؤثرتر است و در مقابل طلاهای مقاوم که روش سیانوراسیون کارایی ندارد، کارا می باشد. حدود ۱۰۰ تن از انواع کانسنگ های مختلف با این روش در پایلوت تست شده اند و از نتایج این آزمایشات موارد زیر قابل ذکر است :

۱- روش هابر یک روش جدید جهت فرآوری کانسنگ های طلایی است که مزایای زیادی را با این روش ارائه می دهند.

۲-  HGP طلا را با سرعت بیشتری در خود حل می کند و نرخ بازیابی آن بیشتر است .

۳-  HGP به روش های مرسوم بازیابی طلا مانند کربن فعال پاسخ مثبت داده است .

۴-  HGP به هیچ ابزار یا سخت افزار اضافی یا مسایل مهندسی خاص در طراحی و استفاده صنعتی نیازی ندارد .

۵- جابهجایی مواد شیمیایی مورد نیاز در این روش به اندازه سیانور مشکل نیست ، از این رو هدایت باطلهها آسانتر است .

۶-  در آزمایشات مشاهده شد که HGP ، ۸۹ درصد طلای کم عیار ناحیه Cripple Creek کلرادو و ۹۳ درصد طلای پرعیار کنسانتره ناحیه ویکتورویل کالیفرنیا را بازیابی کرده است . در هر دو حا لت ز مان فرو شویی ۶ ساعت بوده ا ست . ب نابراین ز مان فرو شویی کمتری نسبت به سیانور مورد نیاز است .

۷-  هزینه های مواد شیمیایی در مقایسه با روش سیانوراسیون کمتر است .

۸-  این روش در مورد کانسنگ هایی که بسیار دانه ریز و آزاد هستند و نیز کانسنگ هایی که بسیار دانه ریزند و دارای سیلیکات محصور شده اند، پاسخ بسیار مثبتی می دهد. همچنین روش هابر برای کانسنگ های آهکی ، کانسنگ ای حاوی منگنز ، آرسنیک و آنتیموان نیز مؤثر شناخته شده است .HGP حتی می تواند طلای موجود در باطلههای یک عملیات سیانوراسیون را استخراج کند. تنها اشکال عمده HGP این است که توانایی انحلال نقره را ندارد. همچنین این روش اقتصادی تر از روش سیانوریزاسیون می باشد. اگرچه مفاهیم  فروشویی توده ای فلزات گرانبها ساده به نظر میرسد، اما انتخاب روش به عوامل مختلفی بستگی خواهد داشت . ضوایط زیست محیطی حاکم بر جوامع استفاده از روش های قدیمیتر مانند سیانوریزاسیون که باعث آلودگیهای زیست محیطی میشود را م حدود کرده ا ست . ا مروزه تما یل به ا ستفاده از روش تیو سولفات لیچینگ و نیز رزین های تبادل یون افزایش داشته و تحقیقات گسترده ای در این زمینه در حال انجام است . اگر بتوانیم این مسائل را مدیریت کنیم مسلماً آسیبی به محیط زیست وارد نخواهد شد و پایشی هم که ما به صورت چاه ایزومتری داریم ما را به لحاظ محیط زیست موظف کرده که پایش آنلاین را در معادن طلا داشته باشیم. یعنی یکی از شروط مجوزهایی که محیط زیست می‌دهد این است که حتماً پایش آنلاین انجام شود. این روزها فعالان معدنی مسائل زیست محیطی را رعایت می‌کنند زیرا به هر حال در آن محیط قرار است نسل بعدی بیاید و زندگی کند.

منابع:

۱-اجاقی, عقیل؛ منوچهر اولیا زاده؛ محمدحسین دره بیدی و احمد امینی، ۱۳۸۳، مقایسه روش های سیانوراسیون و ذوب مستقیم برای استحصال طلا ازکانسنگ های پیچیده، هشتمین کنگره سالانه انجمن مهندسین متالورژی ایران، تهران، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی موارد،https://www.civilica.com/Paper-CIMS08-CIMS08_118.html

۲-حمیدی مهدی ،مولایی فاطمه ،حسین سیاوشی. ۱۳۹۲.مروری بر روش های بازیابی طلا و مقایسه  آنها.اولین کنفرانس ملی فناوری های نوین در شیمی ومهندسی شیمی.تهران ایران

[۳] C. Jiayong,D. Tong,Z. Guocai, Z. Jin, (1996), “Leaching and recovery of gold in thiosulfate based system-A research summary at ICM“, Transactions of Indian Institute of Metallurgy, ۴۹ (۶), pp.841-849.

]۴[ R. M. Genik-Sas-Berezowsky, V. B. Sefton, (1976), “Recovery of gold and silver from oxidation leach residues by ammoniacal thiosulfate leaching“.

]۵[ J. B. Hiskey and V. P. Alturi, (1988), “Dissolution chemistry of gold and silver in different lixiviants“, Mineral Processing and Extractive Review, 4, 95-134.

]۶[ Yannopoulos. J. C.(1990), “The extractive metallurgy of gold”, First Ed., Springer

.

]۷[ CSRIO. “Alternatives to cyanide for leaching of gold” Process issue 2, 2000.

]۸[ C. Jiayong, D. Tong, Z. Guocai, Z. Jin, (1996),”Leaching and recovery of gold in thiosulfate based system-A research summary at ICM“.