از اسید سولفوریک چگونه برای استخراج طلا استفاده کنیم؟

استخراج فلزات یکی از موضوعات بسیار مهم و مورد توجه به حساب می‌آید. یکی از روش­‌های استخراج فلزات که در بین فلزات گرانبها محبوب‌­تر است، روش لیچینگ (هیدرومتالورژی) میباشد.

وقتی فلزات در آب یا اسید قرار می­گیرند، واکنش تولید گاز هیدروژن انجام شده و اتم های فلز به یون­‌های آن تبدیل می­شوند. اما هر اسیدی نمی­تواند تمام فلزات را حل ­کند. یکی از اسیدهای مشهور که در صنعت و حوزه استخراج کاربرد زیادی دارد، اسید سولفوریک است. این ماده یکی از حلال­ های مناسب در بازیابی و استخراج فلزاتی مانند طلا، مس، روی ، سرب، وانادیوم، اورانیوم و … است.

طلا به علت خواص ویژه از جمله مقاومت به خوردگی و زیبایی و همچنین کمیاب بودن، از عناصر گرانبها به شمار می­رود. به این دلیل استخراج و بازیابی آن از موضوعات قابل توجه است. به علت خلوص کم طلا در سنگ معادن و همچنین نیاز به بازیافت مواد حاوی طلا از روش هیدرو­متالورژی برای استخراج این فلز استفاده می‌­شود.

اسید سولفوریک یکی از محلول­های موثر در استخراج طلا به شمار می­رود. از خلوص بالای آن (98%خالص) برای این استخراج بهره می­برند. توانایی دیگر آن در تصفیه و خالص سازی طلا است. این توانایی منجر به این می­شود، که به عنوان ابزاری ارزشمند در فرآیند طلاسازی به حساب آید. اما باید در حفاظت و نگه­داری آن به نکات ایمنی توجه داشت و از خطرات آن آگاه بود تا در صورت بروز اتفاقات غیر منتظره اقدامات مناسب را انجام داد.

هدف این مقاله  شرح مختصری در مورد روش­‌های استخراج طلا با استفاده از اسید سولفوریک می­باشد. به این منظور ابتدا به ویژگی­های کلی اسید سولفوریک پرداخته می­شود و

سپس بحث اصلی استخراج طلا مطرح می‌­شود.

ویژگی­ های شیمیایی و فیزیکی اسید سولفوریک

اسید سولفوریک با فرمول شیمیایی H₂SO₄ در حالت خالص ماده­ای بی­رنگ، شفاف، بی‌­بو، و با گرانروی (وسکوزیته) بالا است. چگالی آن

تقریبا دو برابر آب بوده ، به هر نسبتی در آب حل میشود و انحلال آن در آب بسیار گرمازا است. این اسید به تنهایی قابل احتراق نیست. غلظت­های مختلف از آن برای کاربردهای مختلف عرضه می­شود. اسید سولفوریک می­تواند با فلزات واکنش دهد ودر دماهای بالاتر، واکنش‌پذیری آن افزایش میباشد.

نحوه تولید اسید سولفوریک

ابتدا گوگرد و اکسیژن را در مجاورت هم قرار داده تا گاز گوگرد دی اکسید آزاد شود. سپس گوگرد دی اکسید به کمک کاتالیزور به گوگرد تری اکسید تبدیل می­شود. با دمش گوگرد تری اکسید در آب، اسید پیرو سولفوریک (اولئوم) تولید می­شود. در انتها به اسید پیرو سولفوریک آب اضافه می­شود و اسید سولفوریک تهیه  می‌­شود.

کاربردهای اسید سولفوریک

• تهیه شوینده‌­ها
• تهیه کود کشاورزی
• کاربرد خوراکی به منظور جلوگیری از رشد باکتری
• تصفیه نفت و گاز
• تولید مواد منفجره
• حوضه استخراج
• تولید دارو­های ضد سرطان
• کاربرد تحت عنوان کاتالیزور
• در صنعت نساجی برای ساخت نوعی الیاف خاص
• شستشو و آماده‌­سازی فلزات برای رنگ­ کردن آن‌ها و پوشاندن با پوشش ضد­زنگ همچون لایه پسیو (محافظ) برای سرب(PbSO4)
• الکترولیت در باتری­ ها
• تصفیه آب

علائم تماس با اسید سولفوریک

• التهاب گلو و بینی، سردرد، کاهش میزان تنفس
• التهاب شدید پوستی، سوختگی، ایجاد تاول­های پوستی
• آسیب شدید چشمی و گاهی کوری
• سوراخ شدن مری و معده در اثر بلعیدن

نکات ایمنی در استفاده از اسید سولفوریک

• نگهداری در مکان خشک و خنک
• نگهداری در ظروف شیشه‌ای و پلی اتیلن
• دور نگه داشتن از فلزات ،اکسید فلزات، قلیاها، الکل ها ، اکسید کننده های قوی و اسیدها ی دیگر
• تهویه مناسب در محل نگهداری
• دور نگه داشتن از منابع حرارت و شعله

کاربرد اسید سولفوریک در صنعت طلا

کاربرد اسید سولفوریک برای طلا به دو صورت استخراج طلا و طلا سازی است.

کاربرد  اسید سولفوریک در طلاسازی

کاربرد اسید سولفوریک در طلا سازی در سه زمینه تصفیه طلا، حکاکی و تشکیل پتینه روی جواهرات، چربی­گیری و تمیز کردن جواهرات است.

تصفیه طلا

یکی از کاربرد های اسید سولفوریک ، تصفیه و خالص کردن طلا است. این اسید ناخالصی‌های طلا مانند نقره و مس را حل می کند و طلای خالص به شکل رسوب باقی می ماند.

حکاکی بر روی طلا

برای حکاکی و تشکیل پتینه روی جواهرات میتوان از این اسید استفاده کرد.

تمیز کردن طلا

یکی دیگر از توانایی های اسید سولفوریک حذف لایه اکسیداسیون از سطوح طلا است.

استخراج طلا توسط اسید سولفوریک

اسید سولفوریک به تنهایی نمی­تواند طلا را در خود حل کند و از آن نمی­توان در مفهوم عام هیدرومتالورژی که حل کردن فلز مورد نظر و جداسازی آن است، استفاده کرد. اما روش های دیگری وجود دارند که با حل کردن فلزات دیگر فلز مورد نظر استخراج می شود. در فرآیند استخراج فلزات گرانبها از اسید سولفوریک برای حل کردن فلزات پایه و صرفا جهت خالص سازی استفاده می­شود.

دو روشی که توسط اسید سولفوریک برای بازیابی طلا استفاده می­شود روش مستقیم و روش آبکاری معکوس است. فرق این دو روش در اعمال جریان توسط باتری است.

استخراج طلا به روش مستقیم

در این استخراج ابتدا مواد اضافی مثل پوشش‌­ها و پلاستیک­‌ها جدا می­شوند. سپس مقداری اسید سولفوریک 98% اضافه

می­شود. در این حین دما باید کمی بالا برود تا واکنش پذیری این ماده بیشتر شود. باید زمان داده شود تا اسید سولفوریک مواد و فلزات پایه را در خود حل کند. بعد از این مراحل ممکن است مقداری اسید کلریدریک اضافه شود تا به فرایند رسوب­دهی کمک شود. رسوب ایجاد شده که حاوی طلا است ، جدا می­شود و برای بازیابی طلا از سایر ناخالصی­‌ها تیزاب کاری می­شود.

آبکاری معکوس طلا

پایدار بودن طلا و رسانایی الکتریکی بالای آن باعث شده است که در لوازم الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد. به منظور جلوگیری از هدر­رفت این فلز و استفاده مجدد از آن می­توان از آبکاری معکوس طلا استفاده کرد.

تجهیزات آبکاری معکوس طلا

برای این کار لازم است ابتدا یک سلول اسید سولفوریک تهیه کرد که از ۳ بخش مخزن ، الکترولیت و یک منبع تغذیه یا باتری تشکیل شده است. محلول الکترولیت آن از مقداری آب مقطر، اسید سولفوریک غلیظ ۹۵% و گلیسیرین تهیه می­شود. فرآیند آبکاری معکوس در دمای ۵۰ تا ۶۰ درجه سانتی گراد انجام می­شود.

در سلول اسید سولفوریک، سرب، کاتد و فلز آبکاری شده، آند است. وقتی جریان الکتریسیته برقرار شود ، بخش روکش که از جنس طلا است ، جدا شده و بخش های داخلی کامل در الکترولیت حل می­شوند در انتها طلا  با مقداری ناخالصی در ته سلول رسوب می کند. پس از این مرحله رسوبات جمع آوری شده و فیلتر می­شوند. رسوب با تیزاب کاری بازیافت می­شود و طلا در تیزاب با تبدیل شدن به یون حل می­شود.

استفاده از اسید سولفوریک در استخراج طلا یکی از روش‌های کارآمد و موثر است که به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد این اسید، توانسته است جایگاه ویژه‌ای در صنعت معدن‌کاری پیدا کند. هر چند استفاده از این روش مزایای زیادی دارد، اما نیاز به رعایت نکات ایمنی و مدیریت صحیح مواد زائد نیز ضروری است. در نهایت، اسید سولفوریک به عنوان یک ماده شیمیایی پرکاربرد در بسیاری از صنایع مختلف نقش مهمی ایفا می‌کند و همچنان به عنوان یکی از ابزارهای اصلی در استخراج و فرآوری فلزات با ارزش مانند طلا مورد استفاده قرار می‌گیرد.