لیچینگ و بیولیچینگ طلا

بيوليچينگ روشي براي استفاده از ميکروارگانيسم ها براي جدا کردن فلزات باارزش از کانسنگ مي باشد. مخصوصاً براي بازيافت فلزات با عيار پايين مانند طلا استفاده مي شود. بيوليچينگ کاني هاي سولفيده روشي صنعتي براي بازيافت طلا از کانسنگ پيريت آرسنيکي و بيوليچينگ مس مي باشد. کانسنگ در تماس با ميکروارگانيسم انتخابي سولفور اکسيده قرار مي گيرد. سولفور شامل ترکيبي ازميکروارگانيسم هاي قبلي، در طول يا بعد از تماس با اسيد سولفوريک براي ليچينگ فلزات از کانسنگ مي باشد. در اين صورت کانسنگ به شکل محلول در مي آيد. فلزات مي توانند از مايع غني از فلز جدا شوند.ليچينگ ميکروبيال کانيهاي سولفيدي (پيريت و آرسنوپيريت) به منظور بازيابي طلا به خواص فيزيکوشيميايي بيوشيميايي و ژنتيک اجزاء شامل باکتريهاي (سولفوبوس و تيوباسيلوس)، برمي گردد. جزئيات شيمي اسيد و ليچينگ بيولوژيکال پيريت و آرسنوپيريت که اغلب به صورت کمپلکس هستند، در واکنش شناخته شده نيست. از مهمترين عوامل مؤثر در اين فرآيند بيوليچينگ ميتوان به PH، پتانسيل احياء، دماي تعادل، ثابت تعادل، سولفور فلزاتواپتيم کردن فعاليت باکتريها اشاره کرد ، در اين فرآيند باکتريها، گوگرد کانيها را با اکسيداسيون محلول حذف مي کنند و طلا با محلول سيانيد استخراج ميشود.در فرآيند تانک ليچينگ، شرايط خاصي براي کاني هاي حذف کننده ماده معدني طلا وجود دارد که اغلب اين کانيها شامل پيريت-آرسنوپيريت و يا هردو هستند. بازيابي طلا توسط استخراج و سيانوراسيون کانيها اغلب آرام و لازمه برخورد بيشتر است که اين روش با ليچينگ تحت فشار و ليچينگ بيولوژيکال انجام ميشود.

مکانيسم ليچينگ

انحلال باکتريايي سولفيدي فلزات، در بيوليچينگ شامل باکتريهايي مانند فرواکسيد تيوباسيلوس، فرواکسيد لپتوسپيريلوم، تيواکسيد تيوباسيلوس، نمونه هاي سيلفولوبوس مي باشد. اين ميکروارگانيسم ها انرژي براي بقاي خود را بوسيله اکسيده کردن قسمت هاي سولفيده کانيها و يون هاي فروس بدست مي آورند. انحلال باکتريايي کانيهاي سولفيده شامل دو مکانيزم مستقيم و غيرمستقيم مي باشند. در طول ليچينگ مستقيم، باکتريها خود را به بلورهاي فلزات سولفيده درون سنگ مي چسباند. در مدت فعاليت بيوشيميايي کهبه نام اکسيداسيون شناخته مي شود، باکتريها بلورهاي سولفيده فلزي را تغيير داده و به صورت محلول سولفات که فلزات در آن حل شده اند، درمي آيند. در طول ليچينگ غيرمستقيم باکتريها به تماس مستقيم با سطح کاني ها نيازي ندارند. نقش باکتريها، اکسيده کردن مجدد آهن هاي فرو و تبديل به فرم فريک همانند عناصر سولفوري اکسيده شده است که در بعضي از نمونه ها تشکيل شده اند. سپس آهن فريک به صورت شيميايي کانيهاي سولفيده را اکسيده کرده و آهن فروس توليد مي نمايد. باکتريها تنها اثر کاتاليزوري داشته و باعث سرعت بخشيدن به اکسيداسيون مجدد آهن فروس به فريک شده که در صورت عدم وجود باکتريها بسيار آهسته انجام خواهد شد. ممکن است اغلب کانيهاي طلا شامل مقداري نقره باشند، معمولاً فلزاتي که به صورت کمپلکس هستند، مثلاً نقره، ميتواند با محلول سيانيد ليچ شود و در هنگام بازيابي طلا معمولاً نقره آن آزاد مي شود و اين مسئله مشکل ساز مي شود. هرچند که بهعلت اختلاف قيمت طلا و نقره، نقره جزء پارامترهايي است که در پروسه بازيابي طلا مؤثر است.اگر طلا از کانسنگ بوسيله ليچينگ سيانيد بازيابي شده باشد، يک PH مناسب لازم دارد تا به صورت سيانيد هيدروژن درآيد. استفاده از تيواوره معمولاً استفاده از سيانور را کاهش ميدهد ولي معمولاً از لحاظ اقتصادي به صرفه نيست، بيوليچينگ شامل مقادير فلزاتي است که ميتوانند با آهن بازيابي شوند.پيريت و آرسنوپيريت از جمله موادي هستند که خواص شبيه به هم دارند ولي نرخ اکسيداسيون پيريت و آرسنوپيريت متفاوت است، اکسيداسيون آرسنوپيريت سريعتر شروع ميشود و اکسيداسيون آرام با اسيدسولفوريک بيشتري شروع ميشود، مشکل مهم ديگر، اضافه کردن کربن آلي به ماده معدني است.اگر ماده معدني حاوي بيش از 15/0 % مواد کربني باشد در طي فرآيند مقداري که با سيانيد طلا کمپلکس ميدهند کم است. حلاليت مناسب دراين واکنش شامل ¯FeHso4 و FeHso4¯² و FeHso4 وAS(oH)3 نسبت به سنتيک است. ليچينگ باکتريايي ميتواند با توسعه مدل هاي سنتيک واکنش بهينه شود و مدل هاي مختلف با کنسانتره پيريت و آرسنوپيريت که در داخلآرسنوپيريت است، نشان داده شده است، نرخ اکسيداسيون آرسنوپيريت سريعتر از اکسيداسيون پيريت است. بنابراين اکسيداسيون سولفيدها را نميتوان مانند سيستم هموژن با نمونه خطي بين اکسيداسيون سولفيدها و آزادي گوگرد نشان داد.

دما در لیچینگ و بیولیچینگ طلا

دما پارامتري است که در فعاليت متابوليکي و سرعت ثابت واکنش اثر دارد. اثردما روي اکسيداسيون آرسنوپيريت مشخص نيست. محدوده دمايي براي مسوسولفيليک و اسيدوفيليک تيوباسيل ها بين 4 تا 40 درجه است، اما بهترين ميزان آن در حدود 23_28 است. ليچينگ به صورت تانک اغلب براي ليچينگ باکتريايي کنسانتره ها زير رنج عمل کنترل، انجام مي شود. درحال حاضر بيشتر مکان ها از سوي باکتري مسوفيليک اشغال شده است.

عملکرد باکتري ها در لیچینگ و بیولیچینگ طلا

پرورش باکتري ها در دماي بين 45 تا 60 درجه، در PH پايين تر از 2 و ميزان هواي کافي امکان پذير است. اين واکنش ها به دو صورت مستقيم و غيرمستقيم استفاده مي شود، در روش مستقيم باکتري ها به کاني هاي سولفيده مي چسبند واکسيدهاي آهن و سولفور در کانيهاي يون هاي فلزي در داخل محلول آزاد مي شوند. در روش غيرمستقيم باکتريها به کاني هاي درگير حمله کرده و در فرآيند اکسيداسيون باعث تبديل کاني هاي فروس به فريک مي شود.آهن فريک عامل اکسيداسيون قوي بوده و به کاني هاي سولفيدي حمله مي نمايد.

آزادسازی زیستی طلا

باکتریهای اسید دوست اکسید کننده سولفور و ترکیبات آهن‌دار قادر هستند کانسنگ های سولفیدی معین حاوی کپسولهای طلای ابتدایی را اکسید کنند‌. در نتیجه دستیابی به طلای پیچیده را به وسیله عوامل لیچینگ از قبیل سیانور بهبود ببخشند. اکسیداسیون زیستی طلا هزینه کمتری دارد و نسبت به دیگر فاکتورهای فرایندهای اولیه اکسیداسیون، از قبیل اکسیداسیون فشاری و تشویه، آلودگی کمتری دارد.

بیولیچینگ طلای مقاوم

برای استحصال کانیهای طلای مقاوم که با روش سیانوراسـیون بازیـابی کمـی دارنـد، از روش بیولیچینـگ اسـتفاده مـی شـود. به هرحال، شباهتهای بسیار زیادی بین بیولیچینگ مس و مواد معدنی سولفیدی طلای مقاوم وجود دارد و البتـه اختلافـاتی نیـز وجـود دارد. به طور مثال، طلا نیز مانند مس باید تا ابعادی که از نتایج آزمایشگاهی بدست آمده است، خرد شود. اگر ماده معدنی به شدت اسید مصرف کند، به منظور آماده سازی کانه از اسیدسولفوریک غلیظ در حـین آگلومراسـیون اسـتفاده مـی شـود و اگر مـاده معـدنی اسـید مصرف نکند، از محلول برگشتی از عملیات قبلی استفاده می شـود. بعـد از آگلومراسـیون، مـاده معـدنی بـر روی پـدهای دینـامیکی بـا بستر گراولی درشت انباشته میشوند. خطوط هوادهی در بستر گراولی درشت قرار داده می شوند. هوادهی هنگامی که پـد کـاملا پرشـد، انجام می شود. پدهای فلزات قیمتی با مخلوطی از باکتریهای اکسیدکننده آهن که سولفات فریک تولید می کنند، آبیاری مـی شـوند. زمان قرار گرفتن ماده معدنی تحت تأتیر باکتری به خصوصیات کانی شناسی، میزان اکسیداسیون مورد نیاز برای تبـدیل سـولفید بـه سولفور و فاکتورهای دیگر مثل دمای توده های انباشته بستگی دارد. به منظور از بین بردن اسـید از پـدها و کـم کـردن میـزان آهـک و سیانور مصرفی ماده معدنی اکسید شده، توسط آب تمیز شسته می شوند. بعد از شستشو، ماده معدنی اکسید شده، از پدها حمل و با آهک مخلوط میشوند و بر روی پدهای موقت به منظور سیانوراسیون انباشته می شوند و عملیات سیانوراسیون طلای اکسید شده ماننـد روشهای مرسوم انجام می شود. میکروارگانیسم هایی که فعالانه موجب واگشایی و رسوب گذاری طلا می شوند، به نظر می رسد نسبت به آنچه در گذشته تصور می شده، نقش بیشتری در چرخه بیوشیمیایی طلا دارند. تحقیقات اخیر نشان داده است که باکتریها و آرکیا در تمامی مراحل چرخه بیوشیمیایی طلا از شکل گیری کانی های طلا در سیستم های هیدروترمال و عمیق زیرزمینی تا واگشایی آن و انتشار و تجمع مجدد طلا در شرایط سطحی دخیل هستند. رسوب طلا در اثر کاتالیزورهای آنزیمی در باکتریها و آرکیاهای ترموفیلیک و هیدروترموفیلیک، مورد مشاهده و بررسی قرار گرفت و به عنوان مثال Thermotoga maritime, Pyrobaculum islandicum و فعالیت آنها منجر به شکل گیری رگه های حاوی طلا و نقره در منابع آب گرم نیوزلند شده است. باکتریهای احیاکننده سولفات (SRB) مانند Desulfovibrio sp. ممکن است در شکل گیری مواد معدنی حاوی رگه های سولفید طلا در محیط های عمیق زیرزمینی دخیل بوده و در طول دوره های مختلف زمین شناسی منجر به شکل گیری ذخایر مقرون به صرفه از نظر اقتصادی گردند. باکتریهای اکسیدکننده سولفور و آهن، به عنوان مثالAcidothiobacillus ferrooxidans, thiooxidans A. به شکننده های مواد معدنی حاوی سولفید طلا در معادن اولیه طلا معروف می بوده و در فرایندهای مربوطه به آزادسازی طلا می پردازند. این باکتریها و سایر باکتریها نظیر actinobacteria، تیوسولفات تولید نموده و باعث اکسیداسیون طلا و شکل گیری مجموعه های ثابت و قابل انتقال می گردد.سایر فرآیندهای میکروبی نظیر دفع سیانید و اسیدهای آمینه ممکن است موجب کنترل حلالیت طلا در خاکهای طلاخیز شود. تعدادی از باکتریها و آرکیاها فعالانه قادر به کاتالیز کردن فرایند رسوب گذاری کمپلکس های سمی طلا (I,III) می باشند.
رسوب کاهشی این کمپلکس ها می تواند موجب افزایش بقای جمعیت های میکروبی گردد که قادرند:
1-از طریق شناسایی، دفع و احیاء کمپلکس های طلا و احتمالا استفاده از پمپ های برون ریز ATP نوع P و کیست های غشایی، محیط سلول را سم زدایی کنند.
2- انرژی متابولیکی سلولی را با استفاده از لیگاندهای سازنده مجموعه های طلا جذب کنند (به عنوان مثال تیوسولفات توسط فرواکسیدان).
3- بهره گیری از طلا به عنوان یک فلز مرکزی در عملکرد آنزیمها (Micrococcus Luteus).

نتیجه
شستشوی باکتریایی تکنیک انقلابی است که جهت استخراج فلزات گوناگون از کانسنگ شان به کار می‌رود. روشهای سنتی جهت استخراج از قبیل ذوب و تشویه نیازمند انرژی بسیار بالا و همچنین تمرکز زیاد فلزات در کانسنگ است. فروشویی باکتریایی برای کانسنگهایی با غلظت کم استفاده می شود و انرژی زیادی هم نیاز ندارد. این فرایند سازگار با محیط است و می تواند بالای 90 درصد فلزات را استخراج کند.

خلاصه بررسی اقتصادی طرح لیچینگ و بیولیچینگ طلا

ظرفیت: 10 تن
نرخ برابری دلار : 14000 تومان
مساحت زمین موردنیاز : 4000 مترمربع
زیربنای ساختمان ها : 2000 مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : 20 نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : 15 میلیارد تومان
ارزش ماشين آلات و تجهيزات : 5 میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : 30 درصد

تهیه طرح توجیهی بر اساس آخرین دستورالعملهای سازمانی و بانکی.

در صورتیکه نیاز به طرح توجیهی دارید کارشناسان ما طرح مدنظرتان را بر اساس آخرین ضوابط و بر اساس داده‌های روز و مشخصات و مختصات مدنظرتان، تهیه می‌نمایند. جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک نمائید.