لیچینگ و بیولیچینگ طلا

بیولیچینگ روشی برای استفاده از میکروارگانیسم ها برای جدا کردن فلزات باارزش از کانسنگ می باشد. مخصوصاً برای بازیافت فلزات با عیار پایین مانند طلا استفاده می شود. بیولیچینگ کانی های سولفیده روشی صنعتی برای بازیافت طلا از کانسنگ پیریت آرسنیکی و بیولیچینگ مس می باشد. کانسنگ در تماس با میکروارگانیسم انتخابی سولفور اکسیده قرار می گیرد. سولفور شامل ترکیبی ازمیکروارگانیسم های قبلی، در طول یا بعد از تماس با اسید سولفوریک برای لیچینگ فلزات از کانسنگ می باشد. در این صورت کانسنگ به شکل محلول در می آید. فلزات می توانند از مایع غنی از فلز جدا شوند.لیچینگ میکروبیال کانیهای سولفیدی (پیریت و آرسنوپیریت) به منظور بازیابی طلا به خواص فیزیکوشیمیایی بیوشیمیایی و ژنتیک اجزاء شامل باکتریهای (سولفوبوس و تیوباسیلوس)، برمی گردد. جزئیات شیمی اسید و لیچینگ بیولوژیکال پیریت و آرسنوپیریت که اغلب به صورت کمپلکس هستند، در واکنش شناخته شده نیست. از مهمترین عوامل مؤثر در این فرآیند بیولیچینگ میتوان به PH، پتانسیل احیاء، دمای تعادل، ثابت تعادل، سولفور فلزاتواپتیم کردن فعالیت باکتریها اشاره کرد ، در این فرآیند باکتریها، گوگرد کانیها را با اکسیداسیون محلول حذف می کنند و طلا با محلول سیانید استخراج میشود.در فرآیند تانک لیچینگ، شرایط خاصی برای کانی های حذف کننده ماده معدنی طلا وجود دارد که اغلب این کانیها شامل پیریت-آرسنوپیریت و یا هردو هستند. بازیابی طلا توسط استخراج و سیانوراسیون کانیها اغلب آرام و لازمه برخورد بیشتر است که این روش با لیچینگ تحت فشار و لیچینگ بیولوژیکال انجام میشود.

مکانیسم لیچینگ

انحلال باکتریایی سولفیدی فلزات، در بیولیچینگ شامل باکتریهایی مانند فرواکسید تیوباسیلوس، فرواکسید لپتوسپیریلوم، تیواکسید تیوباسیلوس، نمونه های سیلفولوبوس می باشد. این میکروارگانیسم ها انرژی برای بقای خود را بوسیله اکسیده کردن قسمت های سولفیده کانیها و یون های فروس بدست می آورند. انحلال باکتریایی کانیهای سولفیده شامل دو مکانیزم مستقیم و غیرمستقیم می باشند. در طول لیچینگ مستقیم، باکتریها خود را به بلورهای فلزات سولفیده درون سنگ می چسباند. در مدت فعالیت بیوشیمیایی کهبه نام اکسیداسیون شناخته می شود، باکتریها بلورهای سولفیده فلزی را تغییر داده و به صورت محلول سولفات که فلزات در آن حل شده اند، درمی آیند. در طول لیچینگ غیرمستقیم باکتریها به تماس مستقیم با سطح کانی ها نیازی ندارند. نقش باکتریها، اکسیده کردن مجدد آهن های فرو و تبدیل به فرم فریک همانند عناصر سولفوری اکسیده شده است که در بعضی از نمونه ها تشکیل شده اند. سپس آهن فریک به صورت شیمیایی کانیهای سولفیده را اکسیده کرده و آهن فروس تولید می نماید. باکتریها تنها اثر کاتالیزوری داشته و باعث سرعت بخشیدن به اکسیداسیون مجدد آهن فروس به فریک شده که در صورت عدم وجود باکتریها بسیار آهسته انجام خواهد شد. ممکن است اغلب کانیهای طلا شامل مقداری نقره باشند، معمولاً فلزاتی که به صورت کمپلکس هستند، مثلاً نقره، میتواند با محلول سیانید لیچ شود و در هنگام بازیابی طلا معمولاً نقره آن آزاد می شود و این مسئله مشکل ساز می شود. هرچند که بهعلت اختلاف قیمت طلا و نقره، نقره جزء پارامترهایی است که در پروسه بازیابی طلا مؤثر است.اگر طلا از کانسنگ بوسیله لیچینگ سیانید بازیابی شده باشد، یک PH مناسب لازم دارد تا به صورت سیانید هیدروژن درآید. استفاده از تیواوره معمولاً استفاده از سیانور را کاهش میدهد ولی معمولاً از لحاظ اقتصادی به صرفه نیست، بیولیچینگ شامل مقادیر فلزاتی است که میتوانند با آهن بازیابی شوند.پیریت و آرسنوپیریت از جمله موادی هستند که خواص شبیه به هم دارند ولی نرخ اکسیداسیون پیریت و آرسنوپیریت متفاوت است، اکسیداسیون آرسنوپیریت سریعتر شروع میشود و اکسیداسیون آرام با اسیدسولفوریک بیشتری شروع میشود، مشکل مهم دیگر، اضافه کردن کربن آلی به ماده معدنی است.اگر ماده معدنی حاوی بیش از ۱۵/۰ % مواد کربنی باشد در طی فرآیند مقداری که با سیانید طلا کمپلکس میدهند کم است. حلالیت مناسب دراین واکنش شامل ¯FeHso4 و FeHso4¯² و FeHso4 وAS(oH)3 نسبت به سنتیک است. لیچینگ باکتریایی میتواند با توسعه مدل های سنتیک واکنش بهینه شود و مدل های مختلف با کنسانتره پیریت و آرسنوپیریت که در داخلآرسنوپیریت است، نشان داده شده است، نرخ اکسیداسیون آرسنوپیریت سریعتر از اکسیداسیون پیریت است. بنابراین اکسیداسیون سولفیدها را نمیتوان مانند سیستم هموژن با نمونه خطی بین اکسیداسیون سولفیدها و آزادی گوگرد نشان داد.

دما در لیچینگ و بیولیچینگ طلا

دما پارامتری است که در فعالیت متابولیکی و سرعت ثابت واکنش اثر دارد. اثردما روی اکسیداسیون آرسنوپیریت مشخص نیست. محدوده دمایی برای مسوسولفیلیک و اسیدوفیلیک تیوباسیل ها بین ۴ تا ۴۰ درجه است، اما بهترین میزان آن در حدود ۲۳_۲۸ است. لیچینگ به صورت تانک اغلب برای لیچینگ باکتریایی کنسانتره ها زیر رنج عمل کنترل، انجام می شود. درحال حاضر بیشتر مکان ها از سوی باکتری مسوفیلیک اشغال شده است.

عملکرد باکتری ها در لیچینگ و بیولیچینگ طلا

پرورش باکتری ها در دمای بین ۴۵ تا ۶۰ درجه، در PH پایین تر از ۲ و میزان هوای کافی امکان پذیر است. این واکنش ها به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم استفاده می شود، در روش مستقیم باکتری ها به کانی های سولفیده می چسبند واکسیدهای آهن و سولفور در کانیهای یون های فلزی در داخل محلول آزاد می شوند. در روش غیرمستقیم باکتریها به کانی های درگیر حمله کرده و در فرآیند اکسیداسیون باعث تبدیل کانی های فروس به فریک می شود.آهن فریک عامل اکسیداسیون قوی بوده و به کانی های سولفیدی حمله می نماید.

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:
۱-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.
۲- انرژی متابولیکی سلولی را با استفاده از لیگاندهای سازنده مجموعه های طلا جذب کنند (به عنوان مثال تیوسولفات توسط فرواکسیدان).
۳- 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 ۹۰ درصد فلزات را استخراج کند.

خلاصه بررسی اقتصادی طرح لیچینگ و بیولیچینگ طلا

ظرفیت: ۱۰ تن
نرخ برابری دلار : ۱۴۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۴۰۰۰ مترمربع
زیربنای ساختمان ها : ۲۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۲۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱۵ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۵ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۰ درصد

درخواست خدمات مشاوره سرمایه گذاری

برای تحقق یک ایده به کسب وکار موفق باید آن را از ابعاد گوناگون مانند بازار، توجیه اقتصادی، شرایط سرمایه گذاری، مدل سازی کسب وکار، زیرساخت های فنی و فرآیند های تولید مورد مطالعه قرار گیرد.
در صورت تمایل به دریافت خدمات (مطالعه فرصت سرمایه گذاری، تحقیقات بازار، طراحی مدل کسب و کار و سیستم سازی کسب و کار) می توانید پرسشنامه درخواست خدمات مشاوره را تکمیل نمایئد و یا با دفتر شرکت تماس حاصل فرمائید.

درخواست تهیه طرح توجیهی

این طرح صرفا به عنوان یک ایده سرمایه گذاری مطرح می شود. جداول و نمودارها تقریبی است.

امکان سرمایه گذاری با ظرفیتهای مختلف و به تبع آن سطح سرمایه گذاری کمتر و بیشتر از میزان اعلام شده نیز وجود دارد.

درصورت نیاز به تدوین طرح توجیهی می توانید با شرکت تماس حاصل فرمایید یا فرم اولیه سفارش طرح را تکمیل نمائید.

 

 


درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید:

۵/۵ - (۱ امتیاز)