در بسیاری از کانسنگهای طلا، بازیابی فلز تنها به وجود طلا وابسته نیست، بلکه نوع کانیهای سولفیدی همراه نیز نقش تعیینکنندهای در فرآوری دارند. برخی از این کانیها علاوه بر اینکه محل تجمع ذرات طلا هستند، در فرآیندهایی مانند سیانوراسیون، فلوتاسیون و جدایش مغناطیسی نیز تأثیر مستقیم میگذارند. در ادامه با مهمترین این کانیها آشنا میشویم.
1-مارکازیت (Marcasite)
مارکازیت از نظر ترکیب شیمیایی دقیقاً مشابه پیریت بوده و دارای فرمول FeS₂ است، اما ساختار بلوری آن با پیریت تفاوت دارد. در حالی که پیریت دارای ساختار مکعبی است، مارکازیت در سیستم بلوری ارتورومبیک متبلور میشود. این کانی معمولاً در دماهای پایینتر تشکیل شده و بیشتر در سنگهای ثانویه دیده میشود.
اگرچه مارکازیت نسبت به پیریت فراوانی کمتری دارد، اما در بسیاری از کانسنگهای سولفیدی همراه با پیریت رشد کرده و حتی ممکن است تا ۳۰ درصد از کل سولفیدهای آهن موجود در یک کانسنگ طلادار را تشکیل دهد.
در برخی نمونهها، ذرات بسیار ریز طلا در داخل بلورهای مارکازیت محبوس شدهاند که آزادسازی آنها را دشوار میکند.
تأثیر مارکازیت بر فرآوری طلا
وجود مقدار زیاد مارکازیت در کانسنگ میتواند مشکلاتی در فرآیند سیانوراسیون ایجاد کند، زیرا این کانی:
مصرفکننده قابل توجه سیانید است.
اکسیژن محلول را مصرف میکند.
راندمان انحلال طلا را کاهش میدهد.
به همین دلیل، در کارخانههای فرآوری معمولاً از پیشاکسیداسیون یا سایر روشهای آمادهسازی استفاده میشود تا اثر منفی مارکازیت کاهش یابد.
2-پیروتیت (Pyrrhotite)
پیروتیت گروهی از سولفیدهای آهن با فرمول عمومی Fe₁₋ₓS است که مقدار آهن در آن متغیر بوده و همین موضوع باعث ایجاد انواع مختلف این کانی میشود.
مهمترین انواع پیروتیت عبارتاند از:
پیروتیت هگزاگونال (Fe₉S₁₀)
پیروتیت مونوکلینیک (Fe₇S₈)
برخلاف پیریت، پیروتیت در شرایط احیایی تشکیل شده و در برابر هوا پایداری کمتری دارد؛ بنابراین سریعتر اکسید میشود.
ویژگی مغناطیسی پیروتیت
نوع مونوکلینیک پیروتیت خاصیت مغناطیسی نسبتاً بالایی دارد. به همین دلیل میتوان آن را با استفاده از جداکنندههای مغناطیسی صنعتی بهراحتی از سایر کانیها جدا کرد.
در بسیاری از ذخایر طلای کمربندهای گریناستون، بهویژه در استرالیا و کانادا، طلا به صورت ذرات مرکب با پیروتیت دیده میشود.
ارتباط پیروتیت با طلا
از دیدگاه فرآوری، مهمترین مشکل پیروتیت این است که:
سیانید را مصرف میکند.
اکسیژن محلول را کاهش میدهد.
در برخی موارد طلا به صورت محبوس در داخل آن قرار دارد.
در نتیجه، حضور مقدار زیاد پیروتیت میتواند بازیابی طلا را کاهش دهد.
3-آرسنوپیریت (Arsenopyrite)
آرسنوپیریت با فرمول FeAsS پس از پیریت، مهمترین کانی سولفیدی میزبان طلا محسوب میشود.
بررسیها نشان دادهاند که برخی نمونههای آرسنوپیریت دارای غلظتهایی تا ۱۵٬۲۰۰ گرم طلا در هر تن بودهاند که نشاندهنده توانایی بسیار بالای این کانی در نگهداری طلا است.
رابطه مستقیمی نیز بین مقدار آرسنیک و میزان طلای موجود در بسیاری از کانسنگها مشاهده شده است.
رفتار آرسنوپیریت در خردایش
آرسنوپیریت نسبت به پیریت:
کمی نرمتر است.
شکنندهتر میباشد.
به همین علت در هنگام آسیاب، سریعتر خرد شده و ذرات ریزتری تولید میکند. این موضوع ممکن است باعث شود راندمان فلوتاسیون پیریت از آرسنوپیریت بیشتر باشد.
طلای نامرئی در آرسنوپیریت
در کانسنگهایی که در دماهای بالا تشکیل شدهاند، اتمهای طلا میتوانند وارد شبکه بلوری آرسنوپیریت شوند و به صورت محلول جامد یا روی سطوح در حال رشد بلور قرار گیرند.
از آنجا که فاصله اتمی و ساختار بلوری آرسنوپیریت شباهت بیشتری به طلا دارد، ظرفیت نگهداری طلای نامرئی در آن معمولاً بیشتر از پیریت است.
در اثر فرآیندهای حرارتی طبیعی یا عملیات متالورژیکی، طلا میتواند از داخل شبکه بلوری به سطح دانهها و ترکها مهاجرت کند. این پدیده موجب افزایش آزادسازی طلا و بهبود بازیابی آن میشود.
4-اورپیمنت (Orpiment)
اورپیمنت با فرمول As₂S₃ یکی از سولفیدهای آرسنیک است که حدود ۶۱ درصد آرسنیک دارد.
این کانی معمولاً به رنگ زرد بوده و در نواحی اکسیدشده رگههای معدنی و ذخایر مرتبط با تودههای آذرین تشکیل میشود.
اثر اورپیمنت بر سیانوراسیون
اورپیمنت در محلولهای قلیایی بهراحتی حل میشود. به همین دلیل در فرآیند سیانوراسیون:
بخشی از آن وارد محلول میشود.
سیانید مصرف میکند.
ترکیبات محلول آرسنیک تولید میکند.
عملکرد فرآیند استخراج طلا را کاهش میدهد.
به همین علت حضور این کانی در کانسنگهای طلا یکی از چالشهای مهم فرآوری محسوب میشود.
5-رئالگار (Realgar)
رئالگار با فرمول As₂S₂ یا AsS یکی دیگر از سولفیدهای آرسنیک است که معمولاً همراه اورپیمنت یافت میشود و در اثر هوازدگی به اورپیمنت تبدیل میشود.
این کانی دارای رنگ قرمز تا نارنجی بوده و چگالی آن حدود ۳٫۶ گرم بر سانتیمتر مکعب است.
در مقایسه با اورپیمنت، رئالگار انحلالپذیری بسیار کمتری در محلول سیانید قلیایی دارد؛ بنابراین اثر آن بر فرآیند سیانوراسیون معمولاً کمتر است و مشکلات کمتری در مصرف سیانید ایجاد میکند.
جمعبندی
مارکازیت، پیروتیت، آرسنوپیریت، اورپیمنت و رئالگار از مهمترین کانیهای سولفیدی همراه طلا هستند که هر یک میتوانند بر آزادسازی طلا، میزان مصرف سیانید، راندمان فلوتاسیون و بازیابی نهایی تأثیر قابل توجهی داشته باشند. شناخت دقیق ویژگیهای این کانیها به مهندسان فرآوری کمک میکند تا با انتخاب روشهای مناسب مانند پیشاکسیداسیون، جدایش مغناطیسی یا تنظیم شرایط سیانوراسیون، بازده استخراج طلا را افزایش داده و هزینههای فرآوری را کاهش دهند.