طلا  (اکتشاف و استخراج ، فرآوری ،استحصال ، کاربردها )

 

طلا از واژه Jval در زبان سانسكریت ، gold درآنگلوساكسون ،geolo در انگلیسی قدیم و aurum در لاتین گرفته شده كه همگی به معنای طلا ( زرد ) می باشند.طلا فلزی زرد رنگ با نماد Au ، وزن مخصوص بالا (gr/cm332/19)،جرم اتمی 967/196 و عدد اتمی 79 است. این عنصردارای سختی 5/2 تا 3 ، نرم، براق،‌ قابل انعطاف، چكش خوار، شكل پذیر، دارای شکست دندانه ای است. طلای خالص معمولاً حاوی 8 تا 10% نقره و گاهی بیشتر است. با افزایش نقره، رنگ سفید تری ایجاد شده و وزن مخصوص نیز كمتر می‌شود.طلا جزء گروه عناصر آزاد ، طبیعی و خالص بوده و فراوانی آن در پوسته زمین در حدود7- 10 × 4 می باشد.طلا پراكندگی بسیار گسترده‌ای دارد. معمولاً در رگه‌های كوارتزدار در سنگ‌های دگرگونی و اسلیتی و یا در ماسه‌ها و آبرفت‌هایی كه از تجزیه سنگ‌های دیگر حاصل می‌شود، وجود دارد. طلا معمولاً به نمونه‌های فلزی دیگر مانند پیریت طلادار وابسته است.طلا نقش خود را به عنوان ذخیره پولی در هر سطحی حفظ كرده است و بانك های مركزی ملل مختلف آن را به عنوان ذخیره پولی نگهداری می كنند.

 

فهرست عنواین :

 

1) روشهای مختلف برای فرآوری و استحصال طلا از سنگ معدن

2) مراحل مختلف و روشهای متداول فرآوری و استحصال طلا

3)  تقسیم بندی كانی‌های طلا از نظر استحصال

4) دلایل سختی روشهای اندازه‌گیری طلا

5) مهمترین روشهای اندازه‌گیری طلا

6) عوامل عملیاتی در تولید طلا

7) تحقیقات و كاربردهای طلا

 

 

روشهای مختلف برای فرآوری و استحصال طلا از سنگ معدن

 

1) شستشوی ماسه‌های طلادار ( روش ثقلی یا خاکشویی )

 

اولین روشی كه بشر برای بدست آوردن طلا بكار برد شستشوی ماسه‌های طلادار بود. قسمت اعظم طلایی كه در ادوار گذشته استخراج می‌شد، طلای آبرفتی بود و عمل استحصال طلا به روشهای ابتدایی و سنتی صورت می‌گرفت یكی از این وسایل استفاده از لاوك، جعبه شن‌شوئی و... بود.پس از كشف تیزاب سلطانی كانی‌های طلا‌دار را با نمك و شوره و زاج و گرد آجر مخلوط كرده و در كوره‌ای حرارت می‌دادند و بدین ترتیب طلا با توجه به وزن مخصوص بالا در ته كوره باقی می‌ماند. استفاده از روش حرارتی و بكارگیری تركیبات سرب از دیگر روشهای استحصال طلا در زمانهای گذشته بود. این روش در عین حال كه ابتدایی‌ترین روش علمی شناخته شده است، هنوز بعنوان روش مطمئن اندازه‌گیری عیار طلا به كار گرفته می‌شود و اصطلاح علمی كوپلاسیون یا تجزیه حرارتی نامیده می‌شود، در ایران از این روش جهت استخراج طلا از هر نوع خاك محتوی طلا استفاده می‌گردد كه در اصطلاح سنتی بنام نماكاری نامیده می‌شود.

 

2) روش ملقمه كردن طلا توسط جیوه

روش دیگر كه مورد استفاده بشر قرار گرفت استفاده از جیوه می‌باشد. جیوه فلزی است كه با تشكیل ملقمه، طلای موجود در خاك را در خود جمع و حل می‌نماید. بنابراین از این خاصیت برای آزادسازی طلا از كانی‌های دیگر استفاده می‌شود. روش بعدی استفاده از گاز كلر در استخراج صنعتی طلا می‌باشد كه در یك دوره كوتاهی انجام گرفته با كشف روش سیانوراسیون در اواخر قرن نوزدهم بدلیل مشكلات زیست محیطی مورد استفاده صنعتی قرار نگرفته است.در روش ملقمه كردن، طلا توسط جیوه از سایر مواد جدا می‌شود و سپس از طریق تبخیر نمودن از طلا جدا می‌شود. در این روش كه به فرآیند پاشیو مرسوم است، جیوه‌ای كه به محیط زیست وارد می‌شود، بازیابی نمی‌شود.

 

 

3) روش سیانوراسیون و واكنش با سیانید سدیم

در كانسار طلای كنگلومرایی ویت واترزراند، در آفریقای جنوبی، قسمت اعظم طلا بصورت ذرات بسیار ریز تشكیل شده است. بعبارتی، تغلیظ مكانیكی و ملقمه سازی امكان پذیر نیست و طلا را باید به شكل محلول درآورد كه این عمل با روش سیانوراسیون و واكنش با سیانید سدیم انجام می گیرد که یكی از مهمترین روش های تولید طلای آزاد دانه ریز می باشند.بدین منظور، بوسیله آسیاب ها و سنگ شكن ها، آسیاهای گلوله ای تر و كلاسیفایرها، ذرات طلا را از مواد سنگی جدا می كنند. در پروژه های جدیدتر، این فرآیند آسیا كردن بطور زیرزمینی انجام می‌ شود. مواد معدنی طلا دار خرد شده كه ذرات طلا یا سولفید زیاد دارند، ممكن است كه برای سیانیدی شدن مناسب نباشند. فرآیندهای مقدماتی، شامل تغلیظ گرانشی، كه پس از آن ملقمه سازی انجام می شود، تقریبا همیشه مورد نیاز است. این شیوه، این امكان را فراهم می كند تا 50% طلا سریعتر از روش سیانوری استحصال شود. تغلیظ و تمركز گرانشی را پیش از این به كمك پارچه ای مخمل انجام می دادند. پارچه را با یك گیره محكم می كردند و دوغاب ماده معدنی خرد شده را از آن عبور می دادند. پارچه می بایست عمود بر جهت جریان قرار می گرفت. ذرات چگالتر در شیارها گیر می كردند ولی ذرات كوارتز سبكتر به كمك نیروی آب شسته می شدند.پارچه مخمل دیگر استفاده نمی شود و به جای آن از كائوچوی موجدار استفاده می كنند (ضخامت mm 10، عمق شیارها mm 3، فاصله بین شیارها mm 6). تجهیزات مكانیكی مدرن یك كمربند طولانی دارند (به عرض 5/1 متر و طول 2/7 متر) كه زاویه شیب آن °110 است. این كمربند با سرعت min / m 4/0 در خلاف جهت جریان سیال كانه دار حركت می كند.

 

تئوری   Vat Leaching

 

روش سیانوراسیون طلا مهمترین روش طلای آزاد ریز دانه می‌باشد. انحلال طلا توسط سیانور قبل از قرن نوزدهم میلادی شناخته شده بود اما تا پایان سال 1890 میلادی بطور اقتصادی مورد استفاده قرار نگرفته بود سیانور در حضور اكسیژن، طلا را حل نموده و بصورت كمپلكس سیانور طلا در می‌آید. معمولاً طلا بصورت اكسیدی قابل لیچ شدن می‌باشد اگر طلا در زون احیاء باشد، یعنی اینكه كربن‌دار باشد، در این حالت مقاومت ثابتی نسبت به عمل سیانوراسیون دارد كه مسئله Refactory Gold پیش خواهد آمد.

عوامل مؤثر در حلالیت طلا عبارتند از :

1) غلظت سیانور

 2) PH  محیط

3) حرارت محیط

4) اكسیژن موجود در محیط

5)  نور و سطح

6)  اندازه ذرات كانه خردایش شده

7) اندازه ذرات طلای آزاد

8) نفوذپذیری كانسنگ

 

******************************************

مطالعات قبل از عملیات لیچینگ :

 

 

1) مطالعات كانی‌شناسی

2) كانی میزبان فلز

3) اندازه ذرات فلزات قیمتی و درجه آزادی آن

4) نوع باطله همراه كانه

5) وجود پاراژنزهای همراه كانسنگ

6) نحوه توزیع طلا در كانسنگ

7) وجود كانیهای سیانوركش

 

این مطالعاتت باید به دقت انجام گیرد زیرا هر یك از عوامل فوق برای هر كانسنگ با خواص ویژه متفاوت خواهد بود.

 

 

 

*************************************************

مراحل مختلف و روشهای متداول فرآوری و استحصال طلا :

 

1**)  روشهای جداسازی طلای آزاد و تغلیظ طلا از كانی‌ها شامل:

الف) روشهای ثقلی

 

1) لاوك شوئی

2) جیك

3) میزهای لرزان

4) میزهای گردان

5) جدا كننده مغناطیس

6) جدا كننده‌های گریز از مركز

7) مخروطهای ری ایچرت  (Reichert)

ب) روش فلوتاسیون

 

2**) روشهای حل كردن فلز طلا از كانی‌ها و كنسانتره‌ها

1) روش غالگذاری (غالكاری(

2)  روش ملقمه

3)  روش كلریناسیون

4) روش سیانوراسیون

5) روش تیوره

6) روش‌های دیگر

3**) روشهای رسوب‌گیری طلا از محلول طلادار (روشهای بازیابی طلا)

 

1) روش پودر روی

2) روش  C.I.P
3)  روشC.I.L

4) روشهای دیگر

4**) ذوب و تخلیص طلا

لازم به توضیح است كه عملیات استحصال فلز طلا از سنگهای معدنی طلادار، متناسب با چگونگی وجود طلا در كانی متفاوت می‌باشد.

 

******************************************************

 تقسیم بندی كانی‌های طلا از نظر استحصال

الف ) كانی‌های طلای طبیعی (ناتیو)

ب ) طلای همراه با سولفیدها: كه در این كانی‌ها طلا بصورت ذرات آزاد یا پراكنده در سولفیدها وجود دارند.

 

ج) تلوریدهای طلا، كه معمولا در كنار طلای ناتیو یا طلای همراه سولفیدها دیده می‌شوند، Calaverite، Krennerite كانی‌هایی هستند كه شامل 40 درصد طلا و Sylvanetite حدود 25 درصد طلا دارد .

 

د ) طلا در سایر مینرال ها مانند آرسنیك و آنتیموان و یا با پورفیرهای مس و یا با مینرال های سرب و روی و یا با مواد كربن‌دار وجود دارد.

*******************************

 

دلایل سختی روشهای اندازه‌گیری طلا

امروزه از طلا به عنوان ردیاب مس در پی‌جوئی كانسارهای مس و مولیبدن پورفیری استفاده می‌كنند.

با وجود محاسن ردیابی- اكتشافی كه طلا دارد ولی روشهای اندازه‌گیری آن به دلایل زیر از مشكل‌ترین روشها می‌باشند:

1 ) عیار عادی كم (ppb 1 تا 5  )

2 ) پراكندگی نامنظم در كانیها، سنگ، خاك و رسوبات

3 ) تمركز شدید بعد از آزاد شدن از كانی و سنگها به علت وزن مخصوص زیاد

4) وجود ناخالصی‌هایی مانند نقره، مس و 22 عنصر دیگر كه به صورت جانشینی و یا در سطوح بلورین كانیهای طلا‌دار قرار می‌گیرند.

برای سنگها و كانیهایی كه قطر بلوری آنها در حد یك میلی متر باشد 5/2 كیلوگرم نمونه وزن مطلوبی است. برای رگه‌ها و كانیهای هیپوژن، وزن نمونه‌ها باید بیشتر از 5 كیلوگرم باشد. وزن نمونه‌های خاك و رسوبات بین 300 تا 700 گرم متغیر است نمونه‌برداری از خاكها بیشتر باید از افق باشد. اگر فرض كنیم كه طلا به صورت یك ذره یك میلی‌گرمی در كل نمونه‌ای از سنگ و كانی پخش باشد پراكندگی آن بعد از پودر شدن نمونه یك كیلوگرمی بسیار نامنظم است.

حل مشكلات اندازه گیری طلا  (ریدل 1983 ) :

 

1) افزایش وزن نمونه‌های سنگی و پودر شده

2 ) كاهش قطر ذرات طلا در نمونه‌های پودر شده

3 ) تمركز ذرات درشت و تجزیه شیمیایی جداگانه آنها

برای رفع مشكلات اول معمولا وزن نمونه‌های پودر شده جهت تجزیه شیمیایی باید بین 2 تا 5 گرم و در اكثر موارد 10 گرم باشد. برای روشهای وزن سنجی، وزن نمونه‌های پودر شده بین 15 تا 150 گرم متغیر است. مشكل دوم را می‌توان با آسیاب نمودن نمونه بصورت پودر بسیار ریز حل كرد. برای این كار نمونه آسیاب شده را از الك منهای 150 عبور می‌دهد. البته این روش بسیار وقت‌گیر است. جدول شماره 1  رابطه بین قطر و تعداد ذرات طلا در یك گرم نمونه را نشان می‌دهد.

 

قطر ذرات ( میلیمتر )
 درصد ذرات طلا
 تعداد ذرات طلا در یک گرم نمونه
 
50%
 10
 85000
 
40%
 10
 166000
 
30%
 10
 393000
 
20%
 10
 1327000
 
10%
 10
 10616000
 
005/0
 20
 169582000
 
002/0
 20
 2653928000
 
001/0
 10
 10615711000
 

 

جدول شماره 1: رابطه بین قطر و تعداد ذرات طلا در یك گرم نمونه

در مورد مشكل سوم باید ذرات درشت طلا را بوسیله الك كردن جدا نمود. چنانچه 95 درصد نمونه پودر شده از الك منهای 150 عبور كند، ذرات درشت طلا تا حدود 5 درصد روی الك باقی می‌ماند. بنابراین با تجزیه شیمیایی ذرات درشت طلا نسبت به وزن بقیه نمونه می‌توان عیار مناسبی را برای طلا در نمونه‌ها منظور داشت.

روش هایی برای حل كردن نمونه‌های پودر شده و آزاد نمودن طلا به صورت محلول

1) انحلال اسیدی

2 ) ذوب و انحلال

در روش اول نمونه را در تیزاب سلطانی (3 قسمت اسید كلریدریك و 1 قسمت اسید نیتریك) حل می‌كنند. در این تیزاب سلطانی فقط طلای آزاد و سولفیدهای طلادار (آرسنوپیریت، پیریت و كالكوپیریت) را حل می‌كنند ولی بر روی سیلیكاتها اثر ندارد.  امروزه ذوب و انحلال اسیدی كه بیشتر برای روش وزن سنجی كاربرد دارد. نمونه را در دمای 1025 درجه سانتیگراد به مدت 385 دقیقه حرارت می‌دهند تا نمونه كاملا ذوب شود و سپس توسط اسیدنیتریك و یا تیزاب سلطانی حل می‌كنند. جدول شماره 2 خلاصه‌ای از روشهای انحلال نمونه‌های طلا را نشان می‌دهد.

 

روش انحلال
 وزن نمونه پودرشده ( گرم )
 لوله آزمایش و وسایل دیگر
 حلال اسید و زمان به هم زدن
 آب و حلال های آلی
 
سرد
 10
 200*250 میلیمتر
 20میلی لیتر اسید برومیک

( 15 دقیقه )
 20 تا 30 میلی لیتر آب و 10 میلی لیتر MIBK
 
گرم
 2
 0
 25 میلی لیتر اسید برومیک

( 15 ثانیه )
 0
 
گرم
 10
 200*25 و استوانه مدرج
 40 میلی لیتر تیزاب سلطانی 50 میلی لیتر
 0
 
 
 
 
 40 میلی لیتر تیزاب سلطانی و 50 میلی لیتر اسید کلریدریک برای مواد باقیمانده
 20 تا 30 میلی لیتر MIBK  و 10 میلی لیتر MIBK
 
گرم
 10
 استوانه مدرج
 100 میلی لیترتیزاب سلطانی و 100 میلی لیتراسید کلریدریک برای مواد باقی مانده
 20 تا 30 میلی لیتر و 10 میلی لیتر MIBK
 

 

جدول شماره 2: روشهای انحلال برای كانی‌ها و سنگهای پودر شده

 

 

روش های ساختن محلول‌های شاهد

 

اندازه‌گیری طلا در نمونه‌ها باید بر اساس محول‌های شاهد بسیار دقیق صورت گیرد. سه روش مهم برای ساختن محلول‌های شاهد پیشنهاد می‌شود:

 

1 ) ساختن محلول ppm1000 طلا (1000 میلی گرم در لیتر  ) :

یك گرم طلای خالص را در اسید برومیك (HBr-Br2) و با تیزاب سلطانی حل می‌كنند و حرارت می‌دهند تا برم خارج شود. بعد از سرد شدن باید محصول مذكور را با اسید برومیك یا اسید كلریدیك دومولار تا 1000 میلی لیتر رقیق نمود. چنین محلولی ppm1000 طلا دارد.

2 ) تهیه محلول طلا ( 1 میلی گرم در لیتر ) :

برای ساختن این محلول 1/0 میلی لیتر از محلول ppm1000 را بوسیله 100 میلی لیتر اسید برومیك و یا اسید كلریدیك دومولار رقیق می‌نماییم. یك میلی لیتر از این محلول 1 میلی گرم در لیتر طلا دارد.

3 ) تهیه محلول شاهد از تركیبات و املاح طلا:

در این روش معمولا از كلرور مضاعف طلا و سدیم استفاده می‌شود،‌ به طوری كه 504/0 گرم سدیم كلرور اوریت را در 25 میلی لیتر اسید كلریدریك یك نرمال حل نموده و حجم محلول را با آب مقطر به 50 میلی لیتر می‌رسانیم تا محول 5 میلی گرم طلا ساخته شود (1 میلی لیتر). برای ساختن محلول‌های دقیق‌تر می‌توان محلول 5 میلی گرم را توسط اسید كلریدریك نیم نرمال رقیق كرد.

رعایت نكات زیر در این امر ضروی است:

الف) اسیدها باید برای محلولهای شاهد و نمونه‌ها یكسان باشند. اسید نیتریك (115+1) و اسید كلریدریك (15+1) و یا اسید برومیك

ب) محلول‌ها را باید هر دو هفته یكبار تهیه نمود و در ظرف پلی اتیلن ریخته شوند.
ج) باید توجه داشت كه حداكثر غلظت عناصر تداخل پذیر بیشتر از 50 گرم در تن (50 میلی گرم در لیتر) نباشد (پلاتین، پالادیوم، نقره، مس و غیره) برای جدا نمودن طلا پس از انحلال اسیدی از حلالهای آلی مانند تولوئین، دی بوتیل سولفید (DBS)، میتل ایزوبوتیل كتن (MIBK) و استات بوتیل استفاده می‌نمایند. یكی از محاسن این روشها و حلال های مذكور این است كه از تداخل عناصر همراه با طلا جلوگیری شود.

مهمترین روشهای اندازه‌گیری طلا

1 )  روش وزن‌سنجی یا روش ذوب احیایی توسط بوته‌های رسی نسوز:  این روش قدیمی‌ترین روش اندازه‌گیری طلا و فلزات قیمتی دیگر در مواد معدنی مختلف است كه به صورت زیر انجام می‌گیرد:

الف )  15 تا 150 گرم از نمونه معدنی پودر شده را با 5/146 گرم كمك ذوب كه از تركیبات زیر تشكیل شده مخلوط می‌كنند:

-اكسید سرب 80 گرم

-كربنات سدیم 40 گرم

-پودر سلیس 12 گرم

-بوراكس سدیم 12 گرم

-فلوئورید سدیم (نقش بوراكس سدیم را دارد(

-پودر زغال یا مواد احیا كننده 5/2 گرم

ب) مخلوط شماره الف (نمونه و كمك ذوب) را درون كوره یا بوته رسی (رس نسوز) می‌ریزند و به مدت 35 دقیقه در دمای 1025 درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند.

ج) ریختن مواد حاصل از ذوب (مرحله ب) به درون یك قالب فولادی مشبك دایره‌ای و مسطح

د) تشكیل دكمه‌های سربی حاوی نقره و فلزات دیگر (20 تا 25 گرم) بعد از سرد شدن محصول ذوب (سرباره(

هـ) شكستن سرباره و آزاد نمودن دكمه‌های سربی

و) چكش كاری، آزاد نمودن و مسطح كردن دكمه‌های سرب

ز) ریختن دكمه‌های سربی در یك ظرف مسطح با تركیب شیمیایی اكسید منیزیم

ح)  حرارت دادن ظرف اكسید منیزیم به مدت نیم ساعت در دمای 950 درجه سانتیگراد به طوریكه سرب بخار شود و یا جذب اكسید منیزیم گردد.

ط) جداسازی و تمیز نمودن دكمه‌های حاوی نقره و طلا (چون در این مرحله سرب، جذب اكسید منیزیم شده و از دكمه‌ها جدا می‌گردد)

ی) وزن نمودن دكمه‌های نقره و طلا

ك) انحلال دكمه‌ها توسط اسید نیتریك جهت حل نمودن نقره و شستشوی محصول باقیمانده با آب مقطر

ل) وزن نمودن طلا (حدود 2 میكروگرم  )

م) محاسبه نهایی وزن طلا و نقره در كل نمونه (كانیها و سنگها )

نکته : واكنش‌های اساسی كه در طی پدیده ذوب در روش وزن‌سنجی صورت می‌گیرد به شرح زیر است:

فلزات قیمتی (طلا و نقره) در نمونه با سرب (احیاء شده از اكسید سرب) آلیاژ تشكیل می‌دهند.در صورتی كه سیلیس، آلومینیوم و تركیبات سیلیكاتی دیگر به صورت سرباره سیلیكاتی در می‌آیند. بنابراین فلزات قیمتی به صورت آلیاژ سربی یا دكمه‌های سربی تشكیل می‌شوند. حساسیت روش وزن سنجی 100 میلی گرم در تن یا ppb10 طلا می‌باشد.

2 )  روش جذب اتمی شعله‌ای (FAA) : این روش از دقیق‌ترین روشها برای اندازه‌گیری طلا می‌باشد. در این روش تداخل حاصل از فلزات همراه با طلا را می‌توان در مرحله جداسازی توسط حلال‌های آلی از بین برد و طلا را با دقت نسبتاً خوبی اندازه‌گیری نمود. مخلوطی از هوا- استیلن بهترین سوخت برای شعله می‌باشد. علیرغم محاسن خوبی كه این روش دارد برای پلاتین، پالادیم، آلومینیوم، آهن، كلسیم، یون سیانور و یون سولفات در بالاتر از 50 گرم در تن (ppm50) ایجاد تداخل می‌نماید.

 

3 ) روش جذب اتمی گرافیتی (GFAA): در این روش یك واحد گرافیتی (كوره گرافیتی) جانشین شعله می‌گردد. در این روش كوره گرافیتی توسط جریان الكتریكی در دمای بالا حرارت داده می‌شود. در طی این پدیده نمونه ابتدا خشك شده و سپس به حالت اتمی در می‌آید و نهایتاً اندازه‌گیری می‌شود. دقت این روش نسبتا بالا و در مرزهای پائینی از (ppb) است.

4 ) روشهای نشری : در این روش‌ها معمولا از سیستم آرگون- پلاسما برای سنجش نمونه‌های جامد و یا محلول استفاده می‌شود. دقت اندازه‌گیری در حد میلی گرم در تن است.

5 ) روشهای رادیواكتیو  : در روشهای رادیو اكتیو نمونه‌ها جریان‌های نوترونی بمباران می‌شود و عناصر به حالت ایزوتوپی در می‌آیند و نهایتا عیار طلا بر حسب نمونه‌های شاهد اندازه‌گیری می‌شود. دقت این روش در حد 1/0 میلی گرم در تن است. در این روشها منبع انرژی كالیفرنیم 252 می‌باشد.

6 ) روش فلوئورسانس اشعه X (XRF) : این روش بدلیل تداخل زیاد عناصر زمینه كه همراه طلا هستند از دقت بسیار خوبی برخوردار نمی‌باشد.

7 ) روش وزن ‌سنجی- ژئوشیمی  : این یكی از روشهای عادی و متداول‌ برای اندازه‌گیری طلا است كه به ترتیب زیر انجام می‌شود.

الف) ده گرم از نمونه معدنی پودر شده را با 75 گرم از كمك ذوب روش وزن سنجی مخلوط می‌كنند.

ب) 2 قطر نیترات نقره به نمونه اضافه می‌نمائیم و بر اساس مراحل «ب» الی «د» ذوب كرده و نهایتا سرد می‌نماییم.

ج) در این مرحله با اضافه نمودن اسید كلریدریك، نقره به صورت كلرید نقره رسوب می‌كند و طلا را در تیزاب سلطانی حل می‌كنند. محلول حاصل را با آب مقطر رقیق نموده و كلرور نقره در ته ظرف آزمایش رسوب می‌كند و سپس محلول را از كاغذ صافی عبور می‌دهند.

د) 2 میلی لیتر از محلول را از طریق لوله تغذیه كننده وارد سیستم كوره گرافیتی دستگاه جذب اتمی می‌نمایند عیار طلا را اندازه‌گیری می‌كنند.

هـ) روش محاسبه به این ترتیب است:

Au = ( C*V /W) * 100

Au = عیار طلا در سنگ ( ppb )

C = غلظت طلا در محلول (  میکرو گرم در میلی متر )

V = حجم نمونه ( 2 میلی گرم )

W = وزن نمونه پودر شده

100 = ضریب رقت محلول

در این روش دقت و حساسیت اندازه‌گیری ppb2 می‌باشد كه محدوده غبار عادی طلا را در سنگهای مختلف پوسته زمین نشان می‌دهد.

8 ) روش رنگ سنجی : در این روش با استفاده از معرف‌ها و محلولهای رنگین طلای موجود در نمونه‌های سنگی و رگه‌ای به صورت لكه‌های قرمز تا قرمز تیره رنگ مشخص می‌شود. روش كار به ترتیب ذیل می‌باشد:

الف) گذاشتن كاغذ معرف داخل یك محلول ثابت كننده طلا (نقره را از طلا جدا می‌كند)
ب) شستن كاغذ به صورت 20 دقیقه با آب مقطر و نهایتا خشك نمودن آن.

ج) گذاشتن كاغذ در تیزاب سلطانی برای یك دقیقه

د) اسیدزدایی كاغذ توسط یك كاغذ صافی مخصوص

هـ) قرار دادن سطح صیقلی نمونه (كانی- سنگ) بر روی كاغذ معرف طلا به مدت یك دقیقه

و) اضافه نمودن معرف رنگی رودانین

در صورتیكه PH كاغذ اسیدی باشد رنگها ظاهر نمی‌گردند. در چنین حالتی باید كاغذ را در استات سدیم و اسید استیك قرار دهیم و دوباره بعد از شستن و خشك نمودن با معرف رودانین آزمایش نماییم. به جای معرف رودانین می‌تون از بنزیدین استفاده كرد كه رنگ طلا را بنفش نشان می‌دهد. اگر قطر ذرات طلا در حد 02/0 میلی متر باشد یك دقیقه وقت لازم است تا رنگها ظاهر شود.
از كلیه موارد فوق چنین نتیجه‌گیری می‌شود كه روشهای وزن سنجی و جذاب اتمی به علت ساده بودن،‌ اقتصادی بودن روش و حساس بودن روش می‌توانند از تاثیر خوبی برخوردار باشند.

 

عوامل عملیاتی در تولید طلا

1 ) ضرورتهای محیطی:

در معادنی كه از روشهای سنتی مانند سیانیداسیون (Cyanidation) سنتی استفاده می‌نمایند. بایسیتی از پیش احتیاط‌های مخصوص و روشهای ثبت و كنترل برای جلوگیری از آلودگی محیط اطراف استفاده گردد. در وضعیت‌های اضطراری، در صورت هرگونه حادثه شیمیایی از قبیل، انتشار مواد سیانیدی جهت خنثی نمودن اثرات زیان بار آن می‌توان از گاز كلر (Cl) استفاده نمود. از آنجا كه خطر آلودگی ناشی از جیوه وجود دارد، در حال حاضر استفاده از ملقمه جیوه در عملیات استخراج طلا در مقیاس بزرگ، واقعا تحریم شده است. جیوه و آرسنیك جزء مواد آلوده كننده كانیهای طلا بوده و در فرآیندهای استخراج مشكل آفرین و هزینه بر می‌باشند. سایر آلوده كننده‌های پتانسیلی كه بعنوان محصولات فرعی عملیات استخراج طلا به حساب می‌آیند عبارتند از:

تلوریوم (Tellurium)، بیسموت (Bismuth)، آنتیموان (Antimony)و تالیم (Tallium) دو سولفید آهن یعنی پیریت (Pyrite) و پیروتیت (Pyrrhotie) كه معمولا در كانسارهای طلا رخ می‌دهند می‌توانند بعنوان یك جریان آلودگی تلقی شوند، البته از آنكه اكسید شده و تشكیل سولفات‌ها و دیگر تركیبات محلول را بدهند. آلودگی ناشی از عملیات روی كانسارهای آبرفتی را می‌توان از طریق حوضچه‌های درست طراحی شده، كاهش داده و یا كاملا حذف نمود. انبارهای موقتی مخصوص ضایعات و باطله حاصل از آسیا و محصولات استخراج شده، بایستی تحت رسیدگی دقیق قرار گرفته و هزینه‌های كنترل مربوطه بایستی در نظر گرفته شوند. لازم به توجه است كه ضرورت‌های توسعه یافته امنی معادن در سالهای اخیر از فاكتورهای مهم هزینه بر محسوب می‌شود.

 

2 ) انرژی مورد نیاز

بر طبق مطالعات انجام شده در سال 1976 با بهره‌گیری از الگوهای ویژه‌ای مشخص شد كه مقدار انرژی لازم برای بازیابی یك تن طلای فلزی از یك عملیات استخراج معدن به روش زیرزمینی، تقریبا دو برابر مقدار مورد لزوم برای بازیابی همان مقدار در عملیات روباز می‌باشد. تنها به صرف مقایسه مقدار انرژی مورد لزوم برای تولید یك تن خالص طلا از كلیه منابع اولیه حدود 59000 میلیون واحد گرمایی بریتانیا (B.T.U) می‌باشد و این رقم با حدود 1500 میلیون (B.T.U) برای بازیابی یك تن خالص نقره از كلیه منابع اولیه مربوطه مقایسه می‌شود.

3 ) مشكلات (Problems)

 

شاید مساله اصلی و مشترك بین مصرف كننده و تولید كننده طلا یكی باشد و آنهم قیمت است و این مساله از دیرباز وجود داشته و در آینده نیز وجود خواهد داشت. از طرفی مساله نوسانات شدید قیمت طلا، خود دلایل و مسائلی متنوع و مستقیم با شرایط عمومی جهان به ویژه در دهه گذشته نهفته است. مدلهای اندازه‌گیری اقتصادی كامپیوتری، قیمت طلا را با استفاده از تركیب فاكتورهای اجتماعی سیاسی و اقتصادی در سالهای اخیر پیش‌بینی می‌نمایند. پیش‌بینی قیمت طلا بطور غیرعادی پیچیده می‌باشد، زیرا طلا نه تنها به عنوان یك فلز قیمتی و تزئینی و صنعتی می‌باشد، بلكه به عنوان یك واسطه ارزی و یا استاندارد ارزش پولی در نظر گرفته می‌شود و قیمت طلا بر خلاف سایر ارقام نه تنها تابع عرضه و تقاضا می‌باشد، بلكه تابع فاكتورهای غیرقابل پیش بینی نظیر حوادث پیش بینی نشده جهانی، پایدار و ثبات و عدم ثبات ملت ها و دولت ها از لحاظ سیاسی و اقتصادی و سطح تورم اقتصادی جهان می‌باشد. مصرف كنندگان صنعتی طلا كه با قیمت‌های مخرب مواجه شده‌اند،‌ به فكر جایگزینی مواد دیگر در محصولات تولیدی خود و یا كمتر نمودن میزان مصرف خود می‌باشند.یك مساله بالقوه دیگر، ركود پایدار پیش بینی شده در تولید فلزی آفریقای جنوبی است كه از سال 1987 آغاز گردیده و در اثر كاهش ممكن است میزان اكتشاف و توسعه افزوده شده و روشهای استخراج و تولید بهبود یافته و اقدامات معدنی در جهان كه ممكن است تحت تاثیر این كاهش تولید در آفریقای جنوبی واقع گردند عبارتند از:

كاهش و نزول درجات كانی، كمبود سرمایه و نیروی كار ماهر، تورم، هزینه‌های بالا در استخراج‌های عمیق، سطح بالای هزینه مورد لزوم برای توسعه اولیه معادن جدید، آشوب‌ها و اضطراب‌های كارگری و كاهش یاد شده اثرات عمیقی را كاملا در اقتصاد جهانی طلا و صنعت استخراج طلا بر جای خواهد گذاشت.

تحقیقات و كاربردهای طلا

مدتی است روی فرآیند جدایش كپه‌ای كانیهای كم عیار (Heap Leaching) توسط اداره معادن آمریكا تحقیقات گسترده‌ای در حال انجام می‌باشد. این فرآیند موجب كاهش عمومی هزینه‌های استخراج طلا می‌گردد. همچنین فرآیند استخراج طلا با استفاده از كربن فعال شده، از محلول جدایش حاصل از فرآیند جدایش كپه‌ای فرآیند مؤثری برای كانیهای كم عیار تلقی می‌گردد. كاربردهای موفقیت آمیز فرآیند مزبور در تعداد رو به افزایش معادن آمریكا و كشورهای دیگر آشكار گردیده است، لازم به تذكر است كه این تسهیلات برای جدایش به گونه‌ای طراحی می‌شوند كه مسائل و مشكلات فصلی از قبیل یخ زدن محلول های جدایش را سبك و برطرف نمایند، موارد مواجه شده در خلال جدایش كانسارهای زیاد هوازده در مناطق استوایی Tropical با پیشرفت تكنولوژی جدایش در حال كم شدن می‌باشند. در حال حاضر اداره معادن آمریكا همچنین در حال سرمایه‌گذاری و بررسی دقیق امكان عملی بودن استخراج طلا و نقره از طریق تزریق یك محلول جدایش از میان سوراخهای ایجاد شده در پیكره كانی و سپس بازیابی دوباره محلول و فرآیند نمودن آن برای بازیابی فلزات حل شده در آن می‌باشد. این تكنیك كه بنام عملیات استخراج در محل (insits) شناخته می‌شود، در مورد استخراج بعضی از انواع كانسارهای معدنی با موفقیت به كار گرفته شده است. تحقیقات در زمینه نحوه‌ها و موارد كاربرد طلا به مقدار زیاد بستگی به كیفیت رو به رشد و استفاده اقتصادی محصولات آن دارد.به ویژه از طرف سازندگان فرآورده‌های الكترونیكی، آبكاری نقطه‌ای و ترجیحی مورد توجه بیشتر قرار گرفته است. تحقیقات روی توسعه آبكاری طلا از لحاظ كیفی با استفاده از تكنولوژی پیشرفته رسوب دهی الكتریكی در حال تداوم می‌باشد، همچنین سرمایه گذاریهای روی آبكاری طلا از طریق electroless (آبكاری بدون برق) همانند آبكاری (Laser - ehanced) كه مزیت‌هایی بر روشهای سنتی دارند، در حال انجام می‌باشند. همچنین استفاده از فیلمهای طلا در رفلكتورهای مادون قرمز (Infraed - reflectors) در وسایل گرمادهی تابشی و شیشه پنجره‌های ساختمانهای مهندسی و طلا و آلیاژهای (طلا- كروم) جهت استفاده در كلكتورها و متمركز كننده‌های ادوات تبدیل انرژی خورشیدی، در حال بررسی بوده و تحقیقاتی در زمینه قابلیت ایجاد اتصال آلیاژهای لحیم كاری سخت كه محتوی طلا باشند برای لحیم كاری‌های سخت در كمپرسورهای موتور هواپیما و دیگر مواردی كه عملكرد بالا و دقیقی مورد نظر می‌باشد، در حال انجام است. تحقیقات جدید نیز روی خواص كاتالیزوری (Catalytic) طلا در مواردی كه نیاز به كاتالیزورهای كاملا انتخابی باشد، از قبیل پالایش نفت خام، پیشنهاد گردیده است.

 

نکته :  در ایران توجه خاصی به فرآوری طلا نشده است و ذخایر قابل توجهی در مناطق مختلف کشور مانند زرشوران تکاب، آق دره تکاب و کوه زر دامغان وجود دارند که هر یک ویژگی های خاص خود را داشته و باید از روش های ویژه ای برای استحصال طلای آنها استفاده کرد. پس از شناسایی اندیس‌های طلادار در مناطقی از كشور توسط سازمان زمین‌شناسی و اكتشافات معدنی كشور مسئله فرآوری و استحصال آن مطرح و در نهایت با همكاری شركت Jingxe از كشور چین روش نسبتاً ساده و ارزان قیمت Vat Leaching برای ذخایر اكسیدی پیشنهاد گردید كه این تجربه برای اولین بار در كشور در سطح وسیعی انجام گرفت.یكی از مشكلات استخراج طلا این است كه اكثر ذخایر سطحی طلا تاكنون كشف گردیده اند و كانسارهای رگه ای طلا نسبت به ذخایر انباشتی آن نیاز به معدنكاری زیرزمینی دارند. بنابراین بهره برداری از ذخایر انباشته ای نیاز به منابع عظیم آب دارد. هنگامی كه طلا به صورت طبیعی است به آسانی توسط سیانیده كردن باطله ها جدا می شود. اما زمانی كه در داخل كانیهای دیگر است، تصفیه و جداسازی آن مشكل است. پیریت-كالكوپیریت و آرسنیورهای همراه طلا، تصفیه و سیانیده كردن آنرا مشكل و پرهزینه می كند. در آمریكا، مخارج سیانیده كردن و فلوتاسیون 50/2 تا 75/8 دلار در تن است. در آفریقای جنوبی با وجود اینكه 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 مشكل است.

بطور كلی روشهای متداول استخراج طلا از سنگهای معدنی طلادار، متناسب با چگونگی وجود طلا، شامل: خاكشوئی و یا روش ثقلی،‌ ملقمه كردن،‌ كلراسیون و سیانوراسیون می‌باشد.

 در سالهای اخیر تكنولوژیهای جدید و متنوعی برای استحصال طلا در جهان مطرح و توسعه یافته است. از این میان روشهای تشویه و اكسیداسیون تحت فشار، راه خود را به صنعت طلا پیدا كرده‌اند،‌ هر چند مشكلات زیست محیطی ناشی از تسویه كانسنگ های سولفوری، این روش را در تنگنا قرار داده است.سادگی روش اكسیداسیون میكروبی و هزینه كم سرمایه گذاری آن، باعث احداث چند كارخانه در نقاط مختلف جهان شده است. در سال 1993 و 1994، دو كارخانه استحصال میكروبی طلا با انتقال دانش فنی از كشور آفریقای جنوبی در استرالیا بنا شده‌اند. در سال 1994 شركت گلدفیلداشانی كارخانه‌ای برای فرآوری میكروبی 720 تن كنسانتره سولفوری طلا در روز، احداث كرده است. با توسعه تكنولوژی فرآوری میكروبی طلا، این روش در مورد استحصال سایر فلزات از قبیل: مولبیدن، كبالت، منگنز و نیز زمینه‌های خاصی مانند فلوتاسیون، رشد چشمگیر در جهان داشته‌اند.