تبلیغات
مهندسی شیمی (پالایش گاز پتروشیمی) (chemical engineers (refine gase petrochemical - كاربرد بیوتكنولوژی در جدایش طلای مقاوم
مهندسی شیمی (پالایش گاز پتروشیمی) (chemical engineers (refine gase petrochemical
چه فراوان است عبرت ها، و چه اندک اند عبرت گیران! امام علی (ع)

لینکدونی

آرشیو موضوعی

آرشیو

لینکستان

صفحات جانبی

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

كاربرد بیوتكنولوژی در جدایش طلای مقاوم

تعریف طلای مقاوم
با توجه به افزایش بی سابقه قیمت طلا در دهه ۱۹۸۰، پیداكردن راه حل های جدید متالورژیكی برای استحصال طلای مقاوم به عنوان منبعی برای استحصال كانی های با ارزش لازم و ضروری بود. كانسارهای طلای مقاوم شامل طلای موجود در كانسارهای سولفیدی بالاخص پیریت و ارسنوپیریت است كه این نوع طلا حتی با خردایش بسیار زیاد، در سیانور حل نمی شود و یا به عبارت دیگر برای استحصال طلا توسط سیانور باید عیار آن در حد متوسط و در حدود ۳ الی ۷ گرم بر تن باشد، ولی امروزه به دلیل پایین بودن عیار طلاهای موجود و بازیابی كم آنها (كمتر از ۲۰ درصد)


و یا مصرف زیاد سیانور قابل استحصال نیستند، به این طلاها، طلای مقاوم گفته می شود و برای اینكه طلا در سیانور حل شود باید به صورت آزاد باشد كه با استفاده از روش های مختلفی از جمله تشویه، رآكتورها و روش میكروبی، طلا به صورت آزاد درمی آید و بعد قابل استخراج توسط سیانوراسیون می باشد كه به دلیل كاربرد خوب روش بیولیچینگ و هزینه كمتر آن نسبت به روش های دیگر قابل استفاده است. دو روش اول روش هایی هستند كه در بیشتر پروژه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند و امروزه روش میكروبی در مقیاس صنعتی در آفریقای جنوبی، استرالیا، (سه مكان)، برزیل و غنا مورد استفاده قرار می گیرد. بزرگترین معدنی كه از روش بیواكسیداسیون استفاده می كند، پروژه سان سو در غنا است كه ظرفیتی در حدود ۷۰۰ تن در روز دارد. ‏

طلای تولید شده در حوالی سال های ۱۹۹۰ در حدود ۲۴۰۰-۲۲۰۰ تن در سال به صورت ثابت بوده است و قیمت طلا نیز تغییرات چندانی نداشته است. در حدود سال های ۱۹۹۴ طرز استخراج جدیدی از طلا مطرح شد كه بر روی قیمت طلا تاثیراتی گذاشت و برای برابری هزینه های عملیاتی با قیمت طلا باید تمهیداتی صورت پذیرد كه با استفاده از روش های میكروبی و آسان بودن این روش راه حل بسیار مناسبی برای آنها محسوب می شود. افزایش شدید قیمت طلا در یكی دو سال اخیر باعث توجه مجدد به معادن طلای مقاوم شده است.

اصول كلی بیولیچینگ طلای مقاوم
برای استحصال كانی های طلای مقاوم كه با روش سیانوراسیون بازیابی كمی دارند، از روش بیولیچینگ استفاده می شود. به هرحال شباهت های بسیار زیادی بین بیولیچینگ مس و مواد معدنی سولفیدی طلای مقاوم وجود دارد و البته اختلافاتی نیز وجود دارد.
به طور مثال طلا نیز مانند مس باید تا ابعادی كه از نتایج آزمایشگاهی به دست آمده است، خرد شود. اگر ماده معدنی به شدت اسید مصرف كند، به منظور آماده سازی كانه از اسیدسولفوریك غلیظ در حین آگلومراسیون استفاده می شود و اگر ماده معدنی اسید مصرف نكند از محلول برگشتی از عملیاتی قبلی استفاده می شود. بعد از آگلومراسیون، ماده معدنی بر روی پدهای دینامیكی با بسترگر اولی درشت انباشته می شوند. خطوط هوادهی در بسترگر اولی درشت قرار داده می شوند. هوادهی هنگامی كه پد كاملا پر شد، انجام می شود. پدهای فلزات قیمتی با مخلوطی از باكتری های اكسیدكننده آهن كه سولفات فریك تولید می كنند، آبیاری می شوند. زمان قرار گرفتن ماده معدنی تحت تاثیر باكتری به خصوصیات كانی شناسی، میزان اكسیداسیون مورد نیاز برای تبدیل سولفید به سولفور و فاكتورهای دیگر مثل دمای توده های انباشته بستگی دارد. به منظور از بین بردن اسید از پدها و كم كردن میزان آهك و سیانور مصرفی ماده معدنی اكسید شده، توسط آب تمیز شسته می شوند. بعد از شستشو، ماده معدنی اكسید شده، از پدها حمل و با آهك مخلوط می شوند و بر روی پدهای موقت به منظور سیانوراسیون انباشته می شوند و عملیات سیانوراسیون طلای اكسید شده مانند روش های مرسوم انجام می شود.

روش های اكسایش سنگ معدنی توسط باكتری
عملیات اكسایش سنگ معدنی توسط باكتری به دو روش انجام می شود:
روش رآكتورهای شیمیایی: ماده معدنی سولفیدی طلای مقاوم شامل طلای محصور شده در كانی های سولفیدی است كه معمولا این نوع طلا با پیریت و آرسنوپیریت همراه است. این نوع طلا برای بازیابی توسط روش سیانوراسیون بعد از مرحله آسیا شدن به صورت آزاد وجود ندارد و باید از سنگ میزبان جدا شود تا قابل دسترسی توسط سیانور باشد.
شش رآكتور شیمیایی صنعتی در آفریقای جنوبی، برزیل، استرالیا و غنا برای آماده سازی فلوتاسیون طلای سولفیدی مقاوم به منظور آزاد شدن طلا برای سیانوراسیون مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایش ها، نشان می دهند كه میزان هزینه های سرمایه ای با افزایش مقیاس كار، كاهش می یابد و روش رآكتورهای شیمیایی برای كارخانه هایی با تولید كمتر از ۲ هزار تن در روز بهترین تكنولوژی موجود می باشد.

روش توده ای: آزادسازی طلا از ماده معدنی مقاوم با عیار كم توسط روش اسیدشویی توده ای توسط معادن زیادی از جمله نیومونت در نوادا مورد بررسی قرار گرفته شده است. روش استفاده شده توسط نیومونت دقیقا مثل روش توضیح داده شده در بخش ۲-۴-۲ می باشد. این روش برای كانی های سولفیدی با عیار كم و حتی در حدود ۲/۰-۴/۰ درصد و با میزان عیار حدود ‏g/t‏ ۳/۲-۱ با بازیابی اقتصادی ۵۰-۶۰ درصد نیز مورد استفاده قرار می گیرد و میزان هزینه مصرفی در این روش در بخش ۲-۴-۴ آورده شده است و هیچ روش دیگری از لحاظ سوددهی و اقتصادی مشابه این روش نمی باشد.

نمونه ای از كاربرد بیولیچینگ طلای مقاوم
اگرچه انجام عملیات بر روی ماده معدنی در مقیاس صنعتی، اقتصادی ارزیابی شده است ولی تمامی عملیات بیواكسیداسیون بر روی كنسانتره فلوتاسیون انجام می شود. کنسانتره فلوتاسیون كانی های سولفیدی مقاوم در رآكتورها اكسیده می شوند تا به حد درجه آزادی مورد نظر برسند. مزیت بیواكسیداسیون در مقایسه با دیگر روش ها این است كه برای تعداد زیادی از مواد معدنی مخصوصا آن دسته ای كه طلا با آرسنوپیریت وجود دارد اكسیداسیون كامل برای دستیابی به بازیابی بالای طلا لازم نمی باشد و این به خاطر ارجحیت ارسنوپیریت نسبت به پیریت است. مواد بر جای مانده اكسید شده از مواد شسته شده برای بازیابی طلا توسط روش سیانوراسیون فرستاده می شوند. محلول حاصل به منظور خنثی شدن آهن و آرسنیك موجود در آن و رسیدن این دو عنصر به حد استانداردهای زیست محیطی، توسط آهك شسته می شوند.

اختلافات زیادی بین هزینه های عملیاتی و هزینه های سرمایه گذاری كلی وجود دارد. محاسبه واحد هزینه سرمایه گذاری، نسبت به هزینه سرمایه گذاری كلی به ظرفیت برای سه عملیات اولی براساس تكنولوژی بیومین است. در پروژه یوآن مین از تكنولوژی بك تك استفاده شده است كه هزینه سرمایه گذاری بسیار پایینی نیاز دارد اما به دلیل موقعیت حساس معدن اجازه هیچ گونه مطالعه ای برای بررسی فاكتورهای دیگر موثر بر هزینه وجود ندارد. هزینه های عملیاتی نیز بین ۳ معدن با یكدیگر متفاوت هستند و به دلیل كمبود اطلاعات لازم برای نتیجه گیری هیچ گونه نتیجه قطعی حاصل نمی شود. به هرحال این مطلب را می توان بیان كرد كه هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی مثل بازدهی اقتصادی به ظرفیت عملیاتی، عیارطلا، عیار سولفور و میزان سولفیدی كه باید اكسید شود، بستگی دارد.

معادن برای اكسیداسیون پیریت و آرسنوپیریت كه طلا در آنها به صورت قفل شده است، از رآكتورهای شیمیایی بزرگ و خودهواده استفاده كرده اند. در كارخانه یوآمین استرالیا كه از تكنولوژی بك تك استفاده شده است، از باكتری ترموفیلیك نزدیك به خانواده سولفوباسیلوس ترموسولفیدواكسیدان استفاده شده است. اكسیداسیون در دمای بین ۵۵-۴۵ درجه سیلیسیوس انجام می شود. شش معدن دیگر از روش بیوكس كه تركیبی از و فرواكسیدانس است و دمای فعالیت آنها ‏oc‏۴۵-۴۰ است، استفاده كرده اند.
تنها معدن طلا، معدن نیومونت است كه از روش كپه ای برای اكسیداسیون طلا در مقیاس بزرگ استفاده كرده است. در روش اكسیداسیون توسط باكتری، سنگ ها باید تا ابعاد ۷/۱۲ میلیمتر خرد شوند. كپه ماده معدنی به مدت ۱۰۰ تا ۲۷۰ روز هوادهی و آماده می شوند. ماده معدنی اكسید شده از پدها جمع آوری، خنثی و سپس شسته می شوند. بسته به نوع كانی موجود و ابعاد ماده معدنی بازیابی طلا بین ۸۰-۶۰ درصد متغیر است. برای مواد معدنی با عیار پایین كه معمولا هزینه های آنها اقتصادی نمی باشد و یا معادن خیلی كوچكی كه نمی توان سرمایه گذاری زیادی برای آنها انجام داد، آماده سازی ماده معدنی اكسید شده، انجام می شود.

آینده بیوتكنولوژی طلا
یكی از روش های جدید در استحصال طلا كه آینده بسیار درخشانی خواهد داشت، روش ژئوكت می باشد. این روش توسط كمپانی ژئوبیوتكس ابداع شد كه از پروسس اكسیداسیون مواد معدنی توسط باكتری استفاده می كند كه این روش هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی كم با بازیابی بسیار بالا برای اسیدشویی توده ای در رآكتورهای پیوسته دارد. هر دو روش بیواكسیداسیون توده ای و مخزنی مورد قبول صنعت هستند و در مقیاس صنعتی در كل جهان استفاده می شوند.

در عملیات ژئوكت طلا از باكتری اكسیدكننده گوگرد و آهن كه شامل تیوباسیلوس فرواكسیدانس، تیوباسیلوس تیواكسیدان و لیپتوسپیلیریوم فرواكسیدانس است، به منظور اكسیداسیون و لیچینگ كانی های سولفیدی در هیپ ها استفاده می كند. در دو سال گذشته، شركت مذكور روش ژئوكت را برای لیچینگ كانی های مس ابداع كرده است و مطالعات بسیار زیادی در مورد لیچینگ كالكوپیریت در درجه حرارت بالا با استفاده از میكروگانیسم های ترموفیلیك (باكتری های درجه حرارت بالا) انجام داده است.
بعد از اینكه كنسانتره توسط روش فلوتاسیون پیوسته به دست آمد، پالپ كنسانتره بر روی سنگ میزبان یا پایه پوشانده ‏‎(coating)‎‏ می شود كه ممكن است از سنگ باطله و یا سنگ معدنی كم عیار به عنوان مبنا استفاده شود. سنگ میزبان حتما باید در محدوده ابعادی ۲۰-۶ میلیمتر باشد و كنسانتره، پوششی به ضخامت یك میلیمتر بر روی سنگ میزبان ایجاد می كند. نسبت میزان سنگ میزبان نسبت به كنسانتره به طور ایده آل در حدود ۵:۱ تا ۱۰:۱ می باشد. از روی نوار نقاله ای كه پالپ كنسانتره را برای هیپ می آورد، كنسانتره به صورت اسپری بر روی سنگ میزبان پاشیده می شود.

به دلیل خاصیت آبرانی كنسانتره، لایه بسیار نازكی بر روی سطح سنگ میزبان به صورت پوشش تشكیل می شود. پوشش به وجود آمده با محلول به كار رفته در هیپ و یا باران های شدید شسته نمی شود. به خاطر سایز نسبتا یكنواخت سنگ میزبان فضاهای نسبتا كوچكی در هیپ به وجود می آید كه این سوراخ ها مقاومت كمی در برابر جریان هوا و محلول به وجود می آورند. بادبزن های فشار پایین توسط لوله هایی كه در زیر هیپ قرار داده شده اند، هوای لازم برای فعالیت باكتری را فراهم می كنند. سرعت جریان هوا، به منظور كنترل درجه حرارت هیپ در پایین ترین دمای لازم برای فعالیت باكتری تنظیم می شوند. هوا، همچنین میزان اكسیژن لازم برای عملیات اكسیداسیون را فراهم می سازد.

فضای بین ذرات با پوشش نازكی از كنسانتره تركیب می شوند و شرایط ایده آل برای بیواكسیداسیون را ایجاد می كنند. دانه های سولفیدی مواد معدنی تحت جریان مستقیم از محلول و جریان معكوس از هوا قرار می گیرند. نتایج حاصله به میزان اكسیژن منتقل شده و میزان سرعت اكسیداسیون بستگی دارد. به طور ایده آل، اكسیداسیون در مدت ۳۰ تا ۶۰ روز تكمیل می شود. این روش در مقابل اسیدشویی توده ای كه حتی با آگلومراسیون، اكسیداسیون ۲۰۰ تا ۳۰۰ روز به طور می انجامد، زمان كوتاهی است.

به طور ایده آل، كنسانتره سولفیدی بر روی مواد معدنی سولفیدی كم عیار كه به عنوان باطله دمپ می شوند پوشش داده می شود. عملیات باكتری بر روی كنسانتره همچنین باعث اكسیداسیون مواد سولفیدی سنگ میزبان نیز می شود و این گونه فلز بیشتری برای بازیابی در دسترس است. این مسئله باعث اقتصادی شدن بیشتر این روش می شود. بقیه مواد معدنی آسیا و شناور می شوند و این كنسانتره ای است كه شكاف های سنگ میزبان را می پوشانند. اگر از سنگ باطله استفاده شود، این سنگ به وسیله شستشو و سرند كردن از كنسانتره جدا می شود و دو مرتبه برای عملیات با كنسانتره جدید به مسیر برگردانده می شود.

در عملیات ماده معدنی طلای مقاوم، فلز با ارزش در رسوب جامد باقی می ماند كه برای جدا كردن آن از پد به عملیات مجددی نیاز است. در عملیات مس و دیگر فلزات سولفیدی پایه، فلز در حلال حل می شود در حالی كه مواد رسوب كرده در پدها باقی می مانند و این فلز محلول به وسیله شستشو بازیابی می شود. برای مواد معدنی طلای مقاوم از نمونه پدهای منفصل یا ‏on-off‏ استفاده می شود كه مواد اكسید شده از پد حمل می شوند و پد دو مرتبه مورد استفاده قرار می گیرد. به هرحال برای مس و دیگر فلزات پایه از پدهایی استفاده می شود كه هر میزان عملیات گسترده باشد ابعاد پد را گسترش می دهند و از پدهای قبلی استفاده نمی شود. به خاطر انعطاف پذیری موجود در روش مذكور به مصرف كننده اجازه داده می شود كه از فلوشیت های پیوسته به منظور بهینه كردن شرایط ماده معدنی استفاده شود.

انتخاب فلوشیت بهینه برای روش ژئوكت به فاكتورهای زیر بستگی دارد: عیار ماده معدنی، كانی شناسی و خصوصیات شیمیایی ماده معدنی، خصوصیات كنسانتره، درجه شكست ماده معدنی، سختی بیواكسیداسیون، در دسترس بودن مواد یا ماده معدنی كم عیار برای سنگ پایه، وجود آب و كیفیت آن و خصوصیات محل مثل وجود امكانات ویژه برای عملیات.

درباره وبلاگ

این وبلاگ كمك كوچكی به تمام عزیزان جویای علم میباشد مخصوصا مهندسین شیمی و دانشجویان محترم. از پیشنهادات و انتقادات شما عزیزان استقبال میكنیم. ما را در كامل كردن این وبلاگ یاری كنید.
التماس دعا
mohammad_p138787@yahoo.com
مدیر وبلاگ : محمد پالار

آخرین پست ها

جستجو

نظرسنجی

  • كدام داتشگاه را قویترین گروه مهندسی شیمی میدانید؟










نویسندگان

مهندسی شیمی
مهندسی شیمی

مترجم سایت