الذهب

كيفية استخراج الذهب

عند الحديث عن استخراج الذهب غالبًا ما يتبادر إلى الذهن الأشخاص الذين يرتدون قبعات صلبة يعملون تحت الأرض ومع ذلك، فإن تعدين الخام هو مجرد مرحلة واحدة في عملية طويلة ومعقدة لتعدين الذهب واستخراجه.

فقبل وقت طويل من استخراج أي ذهب يجب إجراء عمليات استكشاف وتطوير مهمة، لتحديد حجم الرواسب بأكبر قدر ممكن من الدقة وكذلك كيفية استخراج الخام ومعالجته بكفاءة وأمان ومسؤولية. وفي المتوسط يستغرق الأمر ما بين 10 إلى 20 عامًا قبل أن يصبح منجم الذهب جاهزًا لإنتاج مادة يمكن تشكبلها وبيعها.

مراحل استخراج الذهب

ليس استخراج الذهب عملية سهلة، هناك مراحل عدة وعمليات معقدة تستغرق الكثيير من الوقت والجهد والمال وتنطوي على مخاطرة. ونوضح المراحل فيما يلي.

مرحلة الاستكشاف

يعتبر استكشاف منجم الذهب أمرًا صعبًا ومعقدًا. يتطلب وقتًا كبيرًا وموارد مالية وخبرة في العديد من التخصصات، على سبيل المثال: الجغرافيا والجيولوجيا والكيمياء والهندسة.

احتمال الاكتشاف الذي يؤدي إلى تطوير منجم منخفض للغاية، أقل من 0.1٪ من المواقع المتوقعة ستؤدي إلى منجم منتج. و 10٪ فقط من رواسب الذهب العالمية تحتوي على ذهب كافٍ لتعويض الاستثمارات.

طرق الاستكشاف:

كان الاستكشاف الحديث للمعادن مدفوعًا إلى حد كبير بالتكنولوجيا. يمكن أن تُعزى العديد من الاكتشافات المعدنية منذ الخمسينيات إلى التقنيات الجيوفيزيائية والجيوكيميائية التي طورتها كل من الصناعة والحكومة.

على الرغم من انخفاض الاستثمار الصناعي في أبحاث الاستكشاف والتطوير الداخلي خلال التسعينيات فقد تم تطبيق التقنيات الجديدة، مثل التصوير المقطعي (الذي طوره المجتمع الطبي) ونظام تحديد المواقع العالمي (الذي طوره مجتمع الدفاع) حديثًا على عملية استكشاف المعادن.

يمكن للبحوث في العلوم الجيولوجية الأساسية، والطرق الجيوفيزيائية والجيوكيميائية وتقنيات الحفر أن تحسن فعالية وإنتاجية التنقيب عن المعادن.

تتداخل هذه المجالات أحيانًا ومن المرجح أن تؤدي التطورات في أحد المجالات إلى إثراء البحث والتطوير في مجالات أخرى.

الطرق الجيولوجية:

العمليات الفيزيائية والكيميائية الأساسية للتكوين شائعة في العديد من رواسب الخامات المعدنية وغير المعدنية، إذ قد تبين الخرائط الجيولوجية الأماكن التي قد نبدأ منها استخراج الذهب والمعادن.

ينقص قدر كبير من البيانات حول عمليات تكوين الخام في الطبيعة بدءًا من كيفية إطلاق المعادن من صخور المصدر من خلال النقل إلى الترسب وتعديل ما بعد الترسيب، لكن مازال الكشف عنه ممكنا.

ولكن باستثناء البيانات المسجلة الملكية التي تحتفظ بها الشركات، لا تتوفر خرائط جيولوجية مفصلة وبيانات جيولوجية زمنية وبتروجينية لتفسير الهياكل الجيولوجية في مناطق التعدين وحولها وفي المناطق الحدودية التي قد تحتوي على رواسب معدنية كبيرة.

هذه البيانات ضرورية لفهم التاريخ الجيولوجي لتكوين الخام. ستكون قاعدة البيانات الجيولوجية مفيدة ليس فقط لصناعة التعدين ولكن أيضًا لمخططي استخدام الأراضي وعلماء البيئة.

في كثير من الحالات، لا سيما في البيئات القاحلة حيث الصخور، كانت الخرائط الجيولوجية والتغييرات التفصيلية هي العامل الرئيسي في اكتشاف رواسب النحاس والذهب الرئيسية.

 التنقيب الجيوكيميائي:

يتضمن التنقيب الجيوكيميائي السطحي تحليل التربة والصخور والمياه والنباتات والبخار (مثل الزئبق والهيدروكربونات في غاز التربة) للكميات النزرة من المعادن أو العناصر الأخرى التي قد تشير إلى وجود رواسب خام مدفونة.

لعبت التقنيات الجيوكيميائية دورًا رئيسيًا في اكتشاف العديد من الرواسب المعدنية وفي استخراج الذهب ولا تزال طريقة قياسية للاستكشاف.

مرحلة التطوير

تطوير منجم الذهب هو المرحلة الثانية من عملية تعدين الذهب. إنه ينطوي على تخطيط وبناء المنجم والبنية التحتية المرتبطة به.

يجب على شركات التعدين الحصول على التصاريح والتراخيص المناسبة قبل أن تبدأ في البناء. سيستغرق هذا بشكل عام عدة سنوات على الرغم من أن هذا يختلف بشكل كبير حسب الموقع.

قد لا يقتصر البناء على المنجم نفسه. إذ تقوم شركات التعدين في كثير من الأحيان ببناء البنية التحتية المحلية ووسائل الراحة لدعم كل من الاحتياجات اللوجستية والتشغيلية للعمال، وذلك لتحقيق رفاهية الموظفين.

يوفر هذا التطور دعمًا طويل الأمد للمجتمعات المحلية وإحدى الطرق الرئيسية التي يدعم بها الذهب التنمية الاقتصادية.

استخراج الذهب

مرحلة التعدين

تمثل مرحلة عملية تعدين الذهب أو مرحلة استخراج الذهب العمر الإنتاجي للمنجم، حيث يتم استخراج الخام ومعالجته إلى ذهب.

تتضمن المعالجة تحويل الصخور والركاز إلى سبائك معدنية ذات نقاوة كبيرة – تُعرف باسم دوري – تحتوي عادةً على 60-90٪ ذهب.

سيؤثر عدد من العوامل – مثل سعر الذهب أو تكاليف المدخلات – على مناجم خام الذب التي تعتبر مربحة للتعدين. في أوقات ارتفاع سعر الذهب، سيصبح تعدين الخام منخفض الجودة مربحًا لأن السعر الأعلى يعوض التكلفة المتزايدة لاستخراج وطحن كميات أكبر.

عندما يكون السعر أقل أو ترتفع التكاليف قد يكون من المربح فقط استخراج الخامات عالية الجودة ومعالجتها. يتم إعادة تقييم خطط المناجم بانتظام مع تغير ظروف السوق وظهور معلومات فنية جديدة.

مرحلة إغلاق المنجم

بعد توقف عمل المنجم، ربما بسبب استنفاد كل الخام أو أن الرواسب المتبقية أصبحت غير مربحة للمناجم يركز العمل بعد ذلك على إيقاف تشغيله وتفكيكه وإعادة تأهيل الأرض التي كان يقع فيها.

إغلاق منجم الذهب مهمة معقدة. ستكون هناك حاجة أيضًا إلى شركة تعدين لمراقبة موقع المنجم بعد فترة طويلة من إغلاق المنجم في حال ظهور خامات جديدة.

طرق استخراج الذهب

هناك عدة طرق لاستخراج الذهب من خاماته بعد الحصول عليها من المناجم، ومنها:

فصل الجاذبية

لا يتم استخدام فصل الجاذبية كثيرًا في عمليات الخامات المعدنية لأن مصادر الخامات القابلة للفصل بالجاذبية أصبحت نادرة الآن. تشمل الاستثناءات جزيئات الذهب الحرة بسبب التباين الكبير في الكثافة بين الذهب والمعادن والشوائب الشائعة.

والقصدير والتيتانيوم والزركونيوم وبعض معادن الأرض النادرة والتي يمكن تركيزها بكفاءة عن طريق مجموعات الجاذبية والمغناطيسية والعمليات الكهربائية.

يمكن استخدام بعض طرق فصل الجاذبية لمعالجة الجسيمات الدقيقة إذا كانت هناك اختلافات كبيرة في الكثافة بين المعادن المرغوبة وغير المرغوبة.

في مصانع الذهب على سبيل المثال يتم استخدام عدد من أجهزة الجاذبية القديمة والجديدة من أجل استخراج الذهب الخشن نسبيًا.

على مدى السنوات القليلة الماضية تم استخدام فواصل الجاذبية التي تستفيد من الجاذبية النوعية التفاضلية في مجال قوة الطرد المركزي عالي التدرج بنجاح للذهب.

استخراج الذهب باستخدام السيانيد

يمكن استخدام السيانيد لاستخراج الذهب في المناطق التي توجد فيها الصخور الحاملة للذهب. يُخلط محلول سيانيد الصوديوم مع صخور مطحونة بدقة ثبت احتوائها على الذهب أو الفضة.

ثم يتم فصله عن الصخور الأرضية كمحلول سيانيد الذهب أو محلول السيانيد الفضي. يضاف الزنك لترسيب ما تبقى من الزنك وكذلك المعادن الفضية والذهبية.

تتم إزالة الزنك بحمض الكبريتيك، تاركًا فضة أو ذهبا يتم صهرها بشكل عام في سبيكة ثم يتم شحنها إلى مصفاة معادن للمعالجة النهائية إلى 99.9999٪ معادن نقية.

استخراج الذهب باستخدام الزئبق:

تاريخيا كان الزئبق يستخدم على نطاق واسع في تعدين الذهب الغريني من أجل تكوين ملغم الزئبق والذهب مع جزيئات الذهب اصغيرة، وبالتالي زيادة معدلات استخراج الذهب.

توقف استخدام الزئبق على نطاق واسع في الستينيات. ومع ذلك لا يزال الزئبق يستخدم في تعدين الذهب الحرفي والضيق النطاق في كثير من الأحيان في التنقيب عن الذهب في السر.

أنواع تعدين الذهب

هناك أنوع وأشكال مختلفة لعمليات استخراج الذهب من الطبيعة، ومنها ما يلي:

التعدين الغريني

التعدين الغريني هو التقنية التي يتم من خلالها استخراج الذهب المتراكم في الرواسب الغرينية. تتكون الرواسب الغرينية من مواد متفككة نسبيًا تجعل حفر الأنفاق أمرًا صعبًا وبالتالي فإن معظم وسائل استخلاصها تنطوي على استخدام الماء أو التجريف.

يعتبر البحث عن الذهب في الغالب تقنية يدوية لفصل الذهب عن المواد الأخرى. تمتلئ الأحواض العريضة الضحلة بالرمل والحصى التي قد تحتوي على ذهب. تُغمر الأحواض في الماء وتُرج، وتُفرز الذهب عن الحصى والمواد الأخرى.

نظرًا لأن الذهب أكثر كثافة من الصخور والأتربة فإنه يستقر بسرعة في قاع الحوض أو الإناء.

يعتبر التنقيب الغريني عن الذهب أسهل وأسرع تقنية من أجل استخراج الذهب ولكنه ليس مجديًا تجاريًا لاستخراج الذهب من الرواسب الكبيرة، باستثناء الحالات التي تكون فيها تكاليف العمالة منخفضة جدًا أو تكون آثار الذهب كبيرة.

التجريف

يعمل التجريف على استخراج شذرات الذهب من المياه، على الرغم من أن هذه الطريقة قد تم استبدالها إلى حد كبير بالطرق الحديثة ، إلا أن بعض التجريف يتم بواسطة عمال المناجم على نطاق صغير باستخدام جرافات الشفط.

هذه آلات صغيرة تطفو على الماء وعادة ما يتم تشغيلها بواسطة شخص أو شخصين. تتكون جرافة الشفط من صندوق سد مدعوم بطوافات، متصل بخرطوم شفط يتم التحكم فيه بواسطة عامل منجم يعمل تحت الماء.

تحدد تصاريح التجريف الحكومية في العديد من مناطق تجريف الذهب بالولايات المتحدة فترة زمنية موسمية وإغلاق المنطقة لتجنب التعارض بين الجرافات ووقت تفريخ مجموعات الأسماك.

تُستخدم بعض جرافات الشفط الكبيرة (100 حصان (75 كيلوواط) و 250 ملم (10 بوصات)) في الإنتاج التجاري في جميع أنحاء العالم. جرافات الشفط الصغيرة أكثر كفاءة في استخراج جزيئات الذهب الأصغر حجما من الكبيرة. يؤدى هذا إلى تحسين فرص العثور على الذهب.

تستخدم جرافات أصغر مع أنابيب شفط من 50 إلى 100 ملليمتر (2 إلى 4 بوصات) لأخذ عينات من المناطق الواقعة خلف الصخور وعلى طول خطوط الدفع المحتملة، حتى يظهر ذهب.

يتميز هذا النوع من تعدين الذهب بتكلفته المنخفضة. كما أن لها تأثيرًا بيئيًا منخفضًا حيث لا يلزم تجريد الغطاء النباتي أو التحميل الزائد.

ويتم إعادة تدوير جميع مياه المعالجة بالكامل. مثل هذه العمليات شائعة في الجزيرة الجنوبية لنيوزيلندا وفي منطقة كلوندايك بكندا.

استخراج الذهب

الغربال الهزاز

يستخدم الصندوق الهزاز أو الغربال الهزاز والذي يُطلق عليه أيضًا اسم المهد. هو كذلك يعمل على سحب المياه واستخراج الذهب منها وهو مناسب تمامًا للمناطق التي تكون فيها المياه محدودة. توفر حركة التأرجح والهز حركة الماء اللازمة لفصل الذهب بالجاذبية من الرواسب الغرينية.

استخراج الذهب

تعدين الصخور الصلبة

يستخرج تعدين الصخور الصلبة الذهب المغطى بالصخور ، بدلاً من الشظايا في الرواسب السائبة، وينتج معظم ذهب العالم، في بعض الأحيان يتم استخدام التعدين المكشوف (استخراج الذهب من فوق الأرض) كما هو الحال في منجم Fort Knox في وسط ألاسكا.

تمتلك شركة Barrick Gold Corporation أحد أكبر مناجم الذهب المفتوحة في أمريكا الشمالية وتقع في منجم Goldstrike في شمال شرق ولاية نيفادا.

تستخدم مناجم الذهب الأخرى التعدين تحت الأرض، حيث يتم استخراج الخام من خلال الأنفاق أو الأعمدة.

يوجد في جنوب إفريقيا أعمق منجم ذهب صخري صلب في العالم يصل عمقه إلى 3900 متر (12800 قدم) تحت الأرض. في مثل هذه الأعماق تكون الحرارة غير محتملة للبشر وتكييف الهواء ضروري لسلامة العمال.

خطوات استخراج الذهب من الصخور

إن إزالة الصخور الحاملة للذهب من الأرض ليست سوى الخطوة الأولى. لعزل الذهب الخالص إذ تستخدم شركات التعدين عملية استخراج معقدة. تتم على عدة خطوات رئيسية.

 الخطوة الأولى:

في هذه العملية في تحطيم قطع الصخور الكبيرة إلى قطع أصغر في المطحنة إذ تعمل الآلات الكبيرة المعروفة باسم الكسارات على تكسير الخام إلى قطع لا يزيد حجمها عن حجم الحصى الصغيرة.

ثم تدخل المادة الشبيهة بالحصى براميل دوارة مليئة بكرات فولاذية. وفي هذه البراميل يتم طحن الخام حتى يتحول إلى غبار ​​ناعم أو مسحوق.

الخطوة الثانية:

بعد ذلك يقوم مشغلو المطحنة بخلط المسحوق بالماء لتكوين خليط وإمراره خلال سلسلة من خزانات الترشيح. يعمل الترشيح على إذابة الذهب من الخامات باستخدام مذيب كيميائي.

المذيب الأكثر شيوعًا هو السيانيد، والذي يجب دمجه مع الأكسجين، عندما يتفاعل السيانيد والأكسجين كيميائيًا، يذوب الذهب الموجود في الخليط.

الخطوة الثالثة:

يقوم العمال بإدخال حبيبات كربونية صغيرة في الخزان يلتصق الذهب بالكربون بعد انفصاله عن الرواسب بفضل السيانيد. ثم يأتي دور ترشيح الخليط من خلال مصفاة والذي يعمل على فصل الكربون الحامل للذهب.

الخطوة الرابعة:

ينتقل الكربون والذهب إلى وعاء نزع حيث يفصل محلول كاو ساخن الذهب عن الكربون. ثم تقوم مجموعة أخرى من الشاشات بتصفية حبيبات الكربون والتي يمكن إعادة تدويرها للمعالجة المستقبلية للمزيد من الذهب.

الخطوة الخامسة:

أخيرًا يكون المحلول الحامل للذهب جاهزًا لعملية الاستخلاص الكهربائي، والتي تعمل على استخراج الذهب من مواد الترشيح الكيميائية.

في عملية الاستخلاص الكهربائي يصب المشغلون المحلول الحامل للذهب في حاوية خاصة تُعرف بالخلية. تقدم الأطراف الموجبة والسالبة في الخلية تيارًا كهربائيًا قويًا إلى المحلول. يؤدي هذا إلى تجمع الذهب على الأطراف السالبة.

الخطوة السادسة:

تتم عملية الصهر، التي ينتج عنها ذهب نقي تقريبًا، وتتم عبر إذابة الأطراف السالبة التي تجمع عليها الذهب في الخلية في الفرن عند حوالي 2100 درجة فهرنهايت (1149 درجة مئوية).

يعدها يضيف العمال خليطًا كيميائيًا  إلى المادة المنصهرة، ينفصل باقي الذهب عن المعدن المستخدم في صناعة الأطراف السالبة التي كان ملتصقا بها.

الخطوة السابعة والاخيرة:

الذهب السائل المستخرج يحول إلى قضبان صلبة تسمى قضبان دوريه. ثم يتم إرسال هذه القضبان منخفضة النقاء إلى المصافي في جميع أنحاء العالم لمزيد من المعالجة والتنقية وتشكلها.

كيفية صهر التراب لاستخراج الذهب

يفصل التراب عن الذهب عبر عملية تدعى “الغسل. وهي طريقة بسيطة لفصل الجسيمات ذات الثقل النوعي الأكبر (خاصة الذهب) عن الأتربة أو الحصى عن طريق غسلها في وعاء بالماء.

يعتبر الغسل هو أبسط التقنيات وأكثرها كثافة في العمل عند استخراج الذهب. لكنها تعمل مع التعدين الغريني فقط والذب تحدثنا عنه مسبقا.

الوعاء النموذجي للغسل عبارة عن طبق معدني دائري خفيف ولكن متين ذو قاع مسطح وجوانب تنحدر للخارج عند حوالي 45 درجة. يجب أن يكون سطحه الداخلي أملسًا وخاليًا من الشحوم والصدأ.

توضع الحصر والراسب ثم يغمر الوعاء بعد ذلك في الماء، ويُبلل المزيج جيدًا ويقلب. يتم تكسير كتل الطين والتقاط الحجارة الكبيرة. يتم بعد ذلك يتم هز وتدوير الوعاء وهو لا يزال تحت الماء.

هذا يسمح للجسيمات الثقيلة بالاستقرار وإحضار المادة الأخف إلى السطح. على فترات متقطعة يتم إمالة المقلاة وسكب الرواسب المتجمعة على السطح.

تستمر هذه العملية حتى تبقى “الرمال السوداء” الثقيلة فقط (مثل الإلمنيت والمغنتيت والبيريت) والذهب. ثم يتم تجفيف ما بقي وتنقية جزيئات الذهب.

الوسوم

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

إغلاق