حلول مصنع معالجة الذهب الصخري الصلب

كيف تجد رواسب الذهب المخفية في أعماق التكوينات الصخرية؟ 

يستخدم الجيولوجيون رسم الخرائط السطحية، وأخذ العينات الجيوكيميائية (التربة والصخور)، والمسوحات الجيوفيزيائية (قياس المغناطيسية، والجاذبية، والتوصيل الكهربائي)، وبرامج الحفر المكثفة (أخذ العينات الأساسية) لتحديد وتحديد أجسام خام الذهب المحتملة.

إن العثور على رواسب الذهب الصلبة القابلة للحياة هي عملية دقيقة ومتعددة المراحل:

1. الاستطلاع الإقليمي: يدرس الجيولوجيون مناطق واسعة، بحثًا عن بيئات جيولوجية مواتية معروفة باحتوائها على الذهب (مثل أنواع محددة من الصخور، ومناطق الصدوع). ويمكن استخدام بيانات الاستشعار عن بُعد (صور الأقمار الصناعية) وسجلات التعدين التاريخية.
2. التنقيب وأخذ العينات السطحية: تقوم الفرق الميدانية بإجراء رسم خرائط تفصيلية للصخور البارزة، وجمع عينات من شظايا الصخور، وتحليل رواسب التربة أو الجداول بحثًا عن كميات ضئيلة من الذهب أو المعادن المؤشرة المرتبطة به (مثل الزرنيخ والأنتيمون).
3. المسوحات الجيوفيزيائية: تقيس المسوحات الجوية أو الأرضية الخصائص الفيزيائية للصخور تحت السطح. قد تشير الشذوذات (الانحرافات عن الخلفية) إلى تراكيب أو تركيزات معدنية قد ترتبط بالذهب.
4. حفر: هذه هي المرحلة الأكثر أهميةً وتكلفةً. يستخلص حفر الماس عيناتٍ أسطوانيةً من أعماق الصخور. تُوفر هذه العينات عيناتٍ فيزيائيةً للتسجيل الدقيق (لتحديد أنواع الصخور، وتغيراتها، وبنيتها)، وللتحليل الكيميائي (لتحليل محتوى الذهب). يُحدد الحفر حجم وشكل ودرجة (تركيز الذهب)، وتركيبة المعادن في خام الذهب المُحتمل.

ما هي الخطوات الرئيسية للوصول إلى جسم خام الذهب؟

يشمل الوصول إما التعدين السطحي (التعدين المفتوح للرواسب الضحلة) أو التعدين الجوفي (التعدين باستخدام أعمدة ومنحدرات وأنفاق للرواسب العميقة). يستخدم الاستخراج الحفر والتفجير والتحميل والنقل لاستخراج الخام الحامل للذهب.

بمجرد تأكيد الاستكشاف وجود رواسب مجدية اقتصاديًا، يبدأ تطوير المنجم. تعتمد الطريقة بشكل أساسي على عمق وهندسة كتلة الخام.

تعدين سطحي

• يستعمل ل: رواسب كبيرة بالقرب من السطح.
• الطريقة: إزالة الصخور المتراكمة (الطبقة الصخرية الزائدة) من المناضد أو المصاطب لكشف الخام. تُحدث حفارات كبيرة ثقوبًا للمتفجرات. يُكسر الصخر بالتفجير. تُحمّل مجارف أو حفارات ضخمة الخام المكسور والنفايات في شاحنات نقل كبيرة. يُنقل الخام إلى مصنع المعالجة، بينما تُنقل النفايات إلى مكبات مخصصة.
• الايجابيات: تكلفة أقل عمومًا لكل طن، ومعدلات إنتاج أعلى، وسلامة أفضل من تحت الأرض.
• سلبيات: بصمة سطحية كبيرة، تتطلب نقل كميات هائلة من الصخور المهدرة، محدودة بالعمق (نسبة التجريد - النفايات: الخام تصبح مرتفعة للغاية).

التعدين تحت الأرض

• يستعمل ل: رواسب أعمق أو أوردة ضيقة وعالية الجودة.
• الطريقة: الوصول إلى جسم الخام عبر أعمدة رأسية، أو منحدرات مائلة (منحدرات)، أو أنفاق أفقية (ممرات). تُنشأ أنفاق (انجرافات، قطع عرضي) داخل جسم الخام. تُحدث حفارات أصغر وأكثر تخصصًا ثقوب تفجير في مناطق الخام المستهدفة. يُؤدي التفجير المُتحكم فيه إلى تكسير الخام. تنقل رافعات أصغر (وحدات التحميل والسحب والتفريغ) الخام إلى نقاط تجميع أو كسارات تحت الأرض قبل رفعه أو نقله بالشاحنات إلى السطح.
• الايجابيات: بصمة سطحية أصغر، يمكن الوصول إلى الخامات العميقة، وتعدين أكثر انتقائية ممكنة.
• سلبيات: تكلفة أعلى لكل طن، ومعدلات إنتاج أقل، ومتطلبات تهوية ودعم أرضي أكثر تعقيدًا، ومخاطر سلامة أعلى.

يتم نقل الصخور المستخرجة، والتي تسمى الآن "الخام"، إلى مصنع المعالجة لبدء عملية تحرير الذهب.

لماذا تعد عملية السحق والطحن الخطوة الأولى الحاسمة في استخراج الذهب من الصخور؟

غالبًا ما يكون الذهب في رواسب الصخور الصلبة منتشرًا بدقة، أي أن جزيئاته الدقيقة (غالبًا ما تكون غير مرئية، تُقاس بالميكرونات) تنتشر في جميع أنحاء مصفوفة الصخور المضيفة (مثل الكوارتز أو الكبريتيدات). ولاستعادة هذا الذهب بفعالية، يجب تفتيت الصخور حتى تظهر جزيئات الذهب هذه على أسطح حبيبات المعدن.

الهدف: التحرير

تخيل بقعًا صغيرة من الذهب عالقة داخل حصاة كوارتز كبيرة. إذا حاولت إذابة الذهب باستخدام السيانيد (الاستخلاص)، فلن يصل محلول السيانيد إلى الذهب المختبئ بداخلها. يُحوّل السحق الحصاة إلى قطع أصغر، بينما يُحوّلها الطحن إلى رمل أو مسحوق. بمجرد أن تصبح الجزيئات صغيرة بما يكفي بحيث لا تعود معظم حبيبات الذهب مُغلفة بالكامل بالمعادن المتبقية، يُعتبر الذهب "مُحرّرًا".

قانون موازنة

البصيرة: الطحن ضروري، ولكنه أيضًا مستهلك رئيسي للطاقة (غالبًا ما يستهلك أكثر من 50% من طاقة المصنع). هناك توازن حرج:

• الطحن السفلي: يوفر الطاقة ولكنه يترك الذهب محبوسًا، مما يؤدي إلى استخلاص ضعيف أثناء الاستخلاص أو التعويم.
• الإفراط في الطحن: يهدر كميات هائلة من الطاقة، ويخلق جزيئات دقيقة زائدة ("مخاط") تعيق الاستخلاص (نقل الأكسجين الضعيف، اللزوجة العالية)، والتعويم (انتقائية ضعيفة، استخدام كميات كبيرة من الكواشف)، وتجفيف المياه.
  يُعدّ تحديد "الحجم الاقتصادي للطحن" - أي النقطة التي تتجاوز فيها تكلفة الطحن الإضافي قيمة الذهب الإضافي المُستعاد - أمرًا بالغ الأهمية. ويتطلب هذا اختبارًا وتحليلًا دقيقين.

ما هي معدات التكسير والطحن الضرورية لخامات الصخور الصلبة؟

يتطلب تفتيت الصخور الصلبة آلات قوية. ما هي مكونات دائرة التفتيت في مصنع معالجة الذهب؟

تشمل المعدات الأساسية كسارات الفك الأولية، وكسارات المخروط الثانوية/الثالثية لتقليل الحجم، ومطاحن الطحن (مطاحن SAG و/أو مطاحن الكرات) باستخدام كرات فولاذية أو الخام نفسه لتحقيق حجم الجسيمات الدقيقة النهائي اللازم لتحرير الذهب.

كيف يتم فصل الذهب المجهري من أطنان من الصخور المسحوقة؟

تشمل الطرق الشائعة التركيز بالجاذبية (للحصول على ذهب حر أكثر خشونة)، والتعويم بالرغوة (للحصول على ذهب مرتبط بمعادن الكبريتيد)، واستخلاص السيانيد (عمليات CIL/CIP) التي تذيب الذهب في المحلول لاستخلاصه لاحقًا على الكربون المنشط.

بمجرد تحرير الذهب عن طريق الطحن، يمكن استخدام العديد من التقنيات، في كثير من الأحيان في تركيبة، لفصله عن الغالبية العظمى من الصخور النفايات:

1. تركيز الجاذبية

• المبدأ: يستخدم الكثافة العالية للذهب (SG ~19.3) مقارنة بالمعادن العصابية (SG ~2.7) لفصل الجسيمات باستخدام الجاذبية وديناميكيات السوائل.
• معدات: تستخدم النباتات الحديثة أجهزة التركيز الطاردة المركزية (مثل Knelson أو Falcon) التي تُولّد قوى تسارع عالية لاستخلاص حتى الذهب الحرّ الناعم. الطرق القديمة، مثل المجاري أو الحفارات، أقلّ فعالية لاستخلاص الذهب الناعم من الصخور الصلبة.
• تطبيق: يتم استخدامه عادة في وقت مبكر من الدائرة (على سبيل المثال، في تفريغ مطحنة الطحن) لاستعادة جزيئات الذهب الحرة الخشنة أو متوسطة الحجم.
• البصيرة: التطوير والتحسين الذهب القابل للاسترداد بالجاذبية (GRG) غالبًا ما يُقلل من قيمة الذهب. يُعدّ استخراج الذهب الحر مبكرًا منخفض التكلفة، ويوفر تدفقًا نقديًا سريعًا، ويُخفّف العبء على دوائر الاستخلاص اللاحقة. مع ذلك، تتطلب دوائر الجاذبية تشغيلًا دقيقًا (التحكم في التغذية، وإضافة الماء) وتأمينًا مُحكمًا.

2. تعويم الرغوة

• المبدأ: تُستخدم هذه الطريقة عند ارتباط الذهب ارتباطًا وثيقًا بمعادن الكبريتيد (مثل البيريت والأرسينوبيريت). تُضاف مواد كيميائية (مجمعات) لجعل أسطح معادن الكبريتيد كارهة للماء. تُدخَل فقاعات هوائية؛ فتلتصق بالكبريتيدات الكارهة للماء (التي تحمل الذهب) وتطفو على السطح كرغوة تُزال.
• تطبيق: يُنتج مُركّز كبريتيد يحتوي على الذهب. يُمكن بيع هذا المُركّز مُباشرةً إلى مُصهر أو إخضاعه لمزيد من المعالجة (مثل السيانيد المُكثّف أو التحميص) في الموقع.

3. استخلاص السيانيد (الكربون في الاستخلاص / الكربون في اللب)

• المبدأ: الطريقة الأكثر شيوعًا لاستخلاص الذهب الناعم والمنتشر. يُخلط الخام المسحوق (اللب) مع محلول ضعيف من سيانيد الصوديوم (NaCN) في خزانات كبيرة مُحرَّكة. الأكسجين ضروري. يُذيب السيانيد الذهب (والفضة) في المحلول (معادلة إلسنر).
  • CIL (الكربون في الاستخلاص): تُضاف حبيبات الكربون المنشط مباشرةً إلى خزانات الاستخلاص. ومع ذوبان الذهب، يمتزج في الوقت نفسه مع الكربون.
  • CIP (الكربون في اللب): يتم الاستخلاص أولاً في خزانات مخصصة، ثم يتدفق اللب عبر خزانات منفصلة تحتوي على الكربون النشط.
• إستعادة الذهب: يُفصل الكربون المحمّل عن اللب، ويُجرّد (يُزال الذهب باستخدام محلول سيانيد كاوي ساخن)، ويُستعاد الذهب من محلول الشريط بالاستخلاص الكهربائي وصهره وتحويله إلى سبائك دوريه (سبائك ذهب/فضة غير نقية). يُعاد تنشيط الكربون (حراريًا) ويُعاد تدويره.
• البصيرة: هناك عدة عوامل حاسمة هنا:
  • الخامات الحرارية: إذا كان الذهب محصورًا في الكبريتيدات أو مُمتَصًّا بالكربون الطبيعي (أي ما يُسمى "بِغ-بَرينغ")، فلن تُجدي عملية السيانيد التقليدية نفعًا. فهي تتطلب معالجة مسبقة مثل الطحن فائق الدقة، والتحميص، والأكسدة بالضغط (POX)، أو الأكسدة الحيوية (BIOX). أي نوع من الخامات الحرارية التي لديك أمر بالغ الأهمية.
  • الأكسجين: الأكسجين المذاب عامل حيوي، وغالبًا ما يُغفل عنه. فانخفاض مستويات الأكسجين يحد من سرعة الترشيح. أما حقن الأكسجين النقي، فيمكن أن يعزز حركية التفاعل بشكل كبير.
  • إدارة الكربون: يتحلل الكربون المنشط بمرور الوقت (بالتلوث والتآكل). مراقبة النشاط والتجديد الدقيق ضروريان لمنع فقدان الذهب.

ما هي التحديات الرئيسية التي تواجه عمليات التعدين الحديثة للذهب الصخري؟

لا يقتصر الأمر على الحفر والمعالجة فحسب، بل يواجه تعدين الذهب الحديث عقبات كبيرة تؤثر على استمراريته واستدامته.

وتشمل التحديات الرئيسية انخفاض درجات الخام مما يتطلب عمليات على نطاق أوسع، وارتفاع تكاليف الطاقة والكواشف، وأنواع الخام المعقدة والمقاومة بشكل متزايد، واللوائح البيئية الصارمة (المياه، والمخلفات، والانبعاثات)، والترخيص الاجتماعي للتشغيل.

أصبحت صناعة التعدين الذهبي تتطلب المزيد من المتطلبات:

• انخفاض درجات الخام: أصبحت الرواسب عالية الجودة، سهلة الوصول، نادرة. وتحتاج المناجم إلى معالجة كميات أكبر بكثير لإنتاج الكمية نفسها من الذهب، مما يزيد من رأس المال وتكاليف التشغيل.
• ارتفاع الاسعار: تمثل الطاقة (خاصة للطحن)، والعمالة، والصلب (لوسائل الطحن)، والمواد الكيميائية (السيانيد، ومواد التعويم) نفقات تشغيلية رئيسية تتجه عمومًا إلى الارتفاع.
• تعقيد الخامات والخامات المقاومة للحرارة: كما ذُكر سابقًا، تحتوي المزيد من الرواسب المُكتشفة أو المُطوّرة على ذهب يصعب استخلاصه بالطرق التقليدية. تتطلب معالجة الخامات المقاومة للحرارة عمليات معالجة أولية متخصصة، وغالبًا ما تكون باهظة الثمن (التحميص، POX، BIOX)، مما يضيف نفقات رأسمالية وتشغيلية كبيرة. البصيرة: إن المبادلات بين النفقات الرأسمالية والنفقات التشغيلية بين خيارات معالجة المواد المقاومة للحرارة معقدة وتختلف باختلاف الموقع.
• تنظيمات بيئية: تُنظّم قواعد أكثر صرامة استخدام المياه وجودة تصريفها، وتصميم وإدارة مرافق تخزين مخلفات التعدين (لمنع انهيار السدود)، والانبعاثات الجوية (خاصةً الناتجة عن التحميص)، وإغلاق المناجم/إعادة تأهيلها. تتطلب إدارة السيانيد إجراءات مناولة دقيقة وإزالة السموم.
• الترخيص الاجتماعي للعمل: إن كسب قبول المجتمعات المحلية والمجموعات الأصلية والحكومات والحفاظ عليه أمر بالغ الأهمية. ويجب معالجة القضايا المتعلقة باستخدام الأراضي وموارد المياه والفوائد الاقتصادية والأثر البيئي بشكل استباقي.
• ندرة المياه: تواجه العديد من مناطق التعدين نقصًا في المياه، مما يتطلب إدارة فعالة للمياه وإعادة التدوير، والاستثمار المحتمل في عمليات بديلة مثل التكديس الجاف للمخلفات.

كيف يمكن تعظيم الكفاءة والربحية في معالجة الذهب الصخري؟

مع ارتفاع التكاليف وانخفاض جودة الخامات، كيف يمكن للمناجم الحفاظ على ربحيتها؟ الأمر يتعلق باستغلال كل فرصة متاحة مع ضبط التكاليف.

تعظيم الربحية من خلال تحسين استخدام الطاقة (وخاصة الطحن)، وتحسين استخلاص الذهب (فهم الخام، ودوائر الضبط الدقيق)، والاستفادة من الأتمتة والتحكم في العمليات، والإدارة الفعالة للمياه، وتقليل استهلاك الكواشف ووقت التوقف من خلال الصيانة الذكية.

يتطلب تحسين النتيجة النهائية بذل جهود مستمرة عبر العملية:

• كفاءة الطاقة: استهدف أكبر مستهلك - الطحن. ضع في اعتبارك مُحَرِّكات الطرد المركزي عالية الأداء (HPGRs)، وحسِّن تشغيل المطحنة (السرعة، شحن الكرات)، وتأكد من كفاءة التصنيف لتجنب الإفراط في الطحن. استخدم محركات متغيرة السرعة.
• تحسين الاسترداد:
  • اعرف خامك: يعد الإدخال الجيولوجي المستمر وتوصيف الخام أمرًا حيويًا لتعديل استراتيجيات المعالجة مع تغير أنواع الخام. البصيرة: تنفيذ بروتوكولات قوية لأخذ العينات والتحليل (اختبارات النار للكشف عن الذهب الخشن!) - لا يمكنك تحسين ما لا تقيسه بدقة.
  • أداء دائرة الجاذبية: تأكد من أن دوائر GRG تعمل بشكل مثالي.
  • حركية الليتش: مراقبة وتحكم في المعلمات الرئيسية (السيانيد، الرقم الهيدروجيني، الأكسجين المذاب(درجة الحرارة، الكثافة).
  • إدارة الكربون: الحفاظ على نشاط الكربون العالي في CIL/CIP.
• الأتمتة والتحكم في العمليات: استخدام أجهزة الاستشعار والمحللات عبر الإنترنت وأنظمة التحكم المتقدمة للحفاظ على معلمات التشغيل المثالية وتقليل التباين وتمكين الاستجابة بشكل أسرع لانقطاعات العملية.
• ادارة المياه: تعظيم إعادة تدوير المياه من مرافق المكثفات والمخلفات لتقليل استهلاك المياه العذبة.
• تحسين الكواشف: قم بضبط الجرعات بناءً على خصائص الخام والمراقبة عبر الإنترنت لتجنب الهدر.
• الصيانة والموثوقية: نفّذ برامج صيانة تنبؤية ووقائية للحد من الأعطال غير المجدولة للمعدات الحيوية، مثل الكسارات والمطاحن والمضخات. تُشكّل المعدات الموثوقة من موردين موثوقين مثل ZONEDING الأساس.

يُعدّ تعدين الذهب في الصخور الصلبة رحلةً معقدةً من الاكتشاف إلى الاستخراج. يتطلب النجاح فهمًا جيولوجيًا عميقًا، واستخراجًا فعّالًا، ومعالجةً مُحسّنةً مُصممةً خصيصًا لخامٍ مُحدد، وتركيزًا قويًا على ضبط التكاليف، والمسؤولية البيئية، واختيار شركاء تقنيين موثوقين.