مقدمه

طلا از فلزات گرانبهایی است که به مقدار بسیار کمی در زمین وجود دارد. طلا به عنوان فلزی با ارزش و قیمتی و با ویژگی­های منحصر به فرد شناخته می­شود. این فلز با ارزش در بسیاری از اشیائی که در اطراف ما قرار دارند، وجود دارد. طلا به روش های متفاوتی استخراج می­شود که هر کدام مزایا و معایب خود را دارا هستند. در این مقاله به شرح مختصری از روش­های استخراج طلا به روش­های مختلف پرداخته می­شود.

لیچینگ طلا

لیچینگ طلا فرایندی در صنایع شیمیایی است که طی آن طلای موجود در سنگ معدن یا در قطعات بازیافتی، با انحلال در حلال معینی از ماده پایه جدا شده و سپس طلای انحلال یافته به روش‌های مختلف از حلال استخراج می‌شود. روش های مختلف برای لیچینگ طلا بوسیله محلول استفاده شده برای لیچینگ شناخته می­شوند.

مواد مورد استفاده برای استخراج

• تیزاب سلطانی (ترکیب اسید نیتریک و اسید کلریدریک با نسبت مولی ۱ به ۳)
• اسید نیتریک 65 درصد یا 55 درصد
• اسید سولفوریک98درصد
• اسید کلریدریک 37 درصد یا 33 درصد
• سولفات آهن
• سیانیت سدیم
• متابی سولفیت سدیم
• هیدروکسید سدیم یا سود سوز آور
• بوراکس یا بوره
• اوره
• کلرید مس
• کلرید قلع
• کمک ذوب (خمیر کمک ذوب)

کاربرد بعضی از مواد در استخراج طلا

کاربرد بعضی از مواد نامبرده شده به شرح زیر است.

تیزاب سلطانی

تیزاب سلطانی اسیدی بسیار قوی است که برای حل کردن طلا استفاده می­شود و ترکیبی از اسید نیتریک و اسید کلریدریک با نسبت مولی ۱ به ۳ است. تیزاب سلطانی توانایی حل کردن فلزات نجیب همچون پالادیوم، پلاتین را نیز دارد. نقش اسید نیتریک اکسنده بودن آن در محلول است. برای واکنش بهتر تیزاب با ماده مورد نظر، بهتر است واکنش این دو را روی شعله انجام دهیم. بعد از انجام واکنش و خارج شدن طلا باید اسید نیتریک را خنثی کنیم. زیرا حضور آن مانع احیای طلا توسط احیاکننده ها می­شود. واکنش زیر برای حل شدن طلا انجام می­گیرد:

Au + HNO3 + 4HCl = AuCl4^– + H⁺ + NO + 2H2O

اسید نیتریک

اسید نیتریک مس و نقره را در خود حل می کند. از این رو برای حذف و جداسازی فلزاتی مانند مس ، نیکل و روی از فلزات گرانبها، می­توان از آن استفاده کرد. طلا در اسید نیتریک حل نمی­شود. برای این کار ابتدا، قطعه ها را به اسید نیتریک آغشته می­کنیم و زمان می­دهیم که تا جایی که ممکن است طلا از فلزات پایه جدا شود. پس از آن محلول را از طلایی که حل نشده جدا می­کنیم و سپس برای حل کردن طلا از تیزاب کاری می­کنیم. برای تیزاب کاری به مواد جدا شده، اسید کلریدریک اضافه می کنیم و اسیدنیتریک را نیز به محلول اضافه کرده تا تیزاب سلطانی تولید شود.

شکل2: اسید نیتریک

اسید کلریدریک

اسید کلریدریک که معروف به جوهر نمک می‌باشد، نمی تواند فلزهای گرانبها و نجیب همچون طلا را در خود حل کند. اما از آن می توان برای حل کردن فلزات پایه مانند آهن ، مس، قلع و... استفاده نمود.

شکل3: اسید کلریدریک

استخراج طلا با استفاده از بوراکس

این فرایند یک روش مناسب و با آسیب بسیار کم محیط زیستی برای استخراج طلا است. در این روش سنگ حاوی طلا را در یک بوته ذوب قرار می دهند و به آن بوراکس (بورات سدیم) اضافه می کنند.

بوراکس که یکی از نمک های اسید بوریک است، نقطه ذوب مخلوط سنگ معدن را کاهش می دهد و توده مذاب را سیال تر می کند. نقطه ذوب پایین، به طلا این توانایی را می دهد تا با استفاده از منابع گرمای مقرون به صرفه و کم توان استخراج شود. در این روش طلا به پایین بوته فرو می رود در حالی که سایر مواد سنگی مانند سیلیکون، کوارتز، سنگ معدن یا در واقع تمام اکسیدها به سمت بالا می روند.

شکل4: بوراکس

سولفات آهن

سولفات آهن یکی از ارزان ترین و در دسترس ترین مواد شیمیایی برای جداسازی طلا از تیزاب سلطانی می باشد. این ماده با محلول کلرید طلا واکنش داده و گاز دی اکسید گوگرد تولید می­کند که این گاز باعث رسوب کردن طلا از محلول می­شود .از معایب سولفات آهن این است که باعث ته نشینی سایر فلزات نیز می­شود. برای رسوب دادن طلا با سولفات آهن کافی است مقداری سولفات آهن را در آب حل کنید و محلول حاصل را به محلول تیزابی اضافه کنید تا طلا از محلول جداسازی شود.

شکل5: سولفات آهن پودری

متابی سولفیت سدیم

متابی سولفیت سدیم یکی از بهترین گزینه ها برای رسوب دادن طلا و جداسازی آن از تیزاب سلطانی است. این ماده پودر سفید رنگی است که به طور انتخابی طلا را ته­نشین می­کند. زمانی که متابی سولفیت سدیم با آب مخلوط شود و به تیزاب اضافه گردد، گاز دی اکسید گوگرد بهتری آزاد می­کند و نتیجه بهتری نسبت به سولفات آهن می­دهد. برای رسوب دادن طلا باید به مقدار کافی پودر مورد نظر را به تیزاب اضافه کرده تا طلا درون ظروف رسوب کند. همچنین می­توان به جای اضافه کردن متابی سولفیت به طور مستقیم به تیزاب ، آن را ابتدا در آب گرم حل کرده و سپس به تیزاب اضافه نمود و تیزاب را روی حرارت قرار داد. هنگامی که به تیزاب حرارت داده شود، مقدار متابی سولفیت بیش تری باید افزود که باعث می­شود عمل ته نشینی در کم تر از در زمان کوتاه­تری انجام شود.

شکل6 و7: متابی سولفیت سدیم

اوره

از اوره برای کشاورزی به عنوان کود استفاده می­شود. برای استخراج طلا، از اوره برای خنثی سازی اسید نیتریک هنگام بازیابی طلا از تیزاب سلطانی استفاده می­شود.

شکل8: اوره و ترکیب شیمیایی آن

گاز دی اکسید گوگرد

گاز دی اکسید گوگرد می­تواند طلا را از تیزاب سلطانی جدا سازی کند. برای انجام این کار بایدگاز دی اکسید گوگرد به محلول کلرید طلا دمیده شود تا پودر طلا در محلول رسوب کند.

اگزالیک اسید

استفاده از اگزالیک اسید نسبت به روش های دیگر به هزینه­بر تر است. به همین دلیل برای رسوب دادن و جدا سازی طلا از آن استفاده نمی­شود، بلکه با هدف خالص سازی و تولید طلای با عیار بسیار بالا از این روش استفاده می­شود.

شکل9: اگزالیک اسید

نیتریت سدیم

نیتریت سدیم به عنوان یک روش ارزان و مناسب برای رسوب دادن طلا به شمار می­رود. جدا کردن طلا با نیتریت سدیم همانند سایر روش ها می­باشد. پودر این ماده به محلول وارد می­شود و سپس طلا رسوب می­کند.

شکل10: نیتریت سدیم

کلرید قطع

یکی از راه ها برای تشخیص طلا در بین محلول‌های اسیدی استفاده از پودر کلرید قلع است. محلولی که برای این تشخیص استفاده می­شود، با حل نمودن پودر کلرید قلع در آب و افزودن کمی اسید کلریدریک آماده می­شود. اگر تغییر رنگ صورت گرفت، نشانه حضور فلز گرانبها در نمونه است. هر فلز گرانبهایی رنگ مختص به خود را دارد. این محلول توانایی تشخیص دادن طلا از فلزات دیگر را دارد .اما قیمت این ماده خیلی بالا است و همچنین محلول درست شده بیشتر از یک هفته باقی نمی­ماند.

شکل11: کلرید قطع

پودر روی

از روی به دلیل داشتن پتانسیل احیای پایین می­توان به عنوان احیا کننده طلا و سایر فلزات مورد استفاده قرار داد. علت استفاده از پودر روی به جای شمش آن سطح تماس بیشتر پودر آن نسبت به حالت شمشی است. اندازه پودر روی نیز بسیار مهم است.

شکل12: پودر روی

در پایان

در این مقاله به چند مورد از مواد که می­توان برای استخراج طلا استفاده کرد اشاره شد. به ویژگی­های هر کدام پرداخته شد. که طبق نیاز می­توان از هر کدام از روش ها و مواد استفاده نمود.