سنگ ها، راهی زیبا برای رسیدن به آرامش طبیعت
به گوهرآرا خوش آمديد

فلز طلا و آنچا باید درباره آن باید دانست

فلز طلا و آنچا باید درباره آن باید دانست

طلا


طلا    (GOLD)

 مقدمه

برای قرن ها، طلا به ویژگی های منحصر به فرد، نایابی، زیبایی، و عدم فناپذیری، مورد توجه همیشگی انسانها بوده است. کشورها طلا را به عنوان ذخیره ثرونت ووسیله ای برای تبادل معاملاتیپذیرفته اند و افراد برای کسب اطمینان از تغییرات و عدم ثبات پولهای کاغذی، همواره بدنبال خرید و ذخیره طلا بوده اند. در حال حاضر، معاملات طلا بجای شیوه های سنتی استفاده از شمش، سکه و جواهرات، در بازارهای بورس بین المللی صورت می گیرد. قراردادهای سلف خرید و فروش طلا، از ابزارهای معاملاتی با ارزش هستند که تولید کنندگان تجاری و مصرف کنندگان طلا از آنها استفاده می کنند.


طلا در طبیعت به صورتهای مختلفی یافت می شود: در ترکیبات نقره و سرب، رگه های کوارتز، طلای بستر رودخانه و یا به همراه سولفیدها، در آب شور مقادیر قابل توجهی طلا یافت می شود اما استحصال آن مقرون به صرفه نیست.

تلاشهای اولیه برای کسب طلا از هنگام اولین سفر دریایی کریستلف کلمب صورت گرفت. از سال 1492 تا 1600، کشورهای آمریکایی شمالی و جنوبی و جزایر واقع در کارائیب بیشترین میزان استخراج طلا را داشتند و معاملات تجاری عمدتا توسط این کشورها انجام می شود. در اواسط قرن 17، کلمبیا، پرو، اکوادور، پاناما، و جزایر اطراف آن بیش از 61% از طلای کشف شده جدید را در اختیار گرفتند. در قرن 18، این کشورها 80% طلای جهان را عرضه می کردند. پس از اکتشاف طلا در کالیفرنیا در سال 1848، آمریکای شمالی به عنوان بزرگترین تولید کننده و عرضه کنده طلای جهان شناخته شد. از سال 1850 تا 1875 مقدار اکتشاف طلا در جهان از 350 سال گذشته آن، بیشتر شد و در سال 1890، رگه های یافت شدة طلا در آلاسکا و یونان مهمترین منابع طلا شناخته شدند و تنها اندک زمانی پس از آن، طلا در آفریقا کشف شد و امروزه، بزرگترین تولید کنندگان طلا : آفریقای جنوبی، ایالات متحده آمریکا، استرالیا، کانادا، چین، اندونزی و روسیه هستند.

ایلات متحده آمریکا، اولین نقش رسمی مبادلاتی طلا به عنوان پولرا در سال 1792 اجرا کرد و کنگره پشتوانه پول کشور را با دو فلز طلا و نقره تعیین نمود. طی رکود بزرگ اقتصادی در دهه 1930، بیشتر کشورها برای تثبیت بیشتر وضعیت اقتصادی، پول خود را از طلا جدا کردند، بار دیگر، در سال 1944 طلا به سیستم پولی بازگشت و آن زمانی بود که معاهده (Bertton Woods) ارزش پول کاغذی کشورهای جهان را با دلار آمریکا تعیین کرد که خود دلار نیزپشتوانه طلا را بخود گرفت. این معاهده تا سال 1971 پایدار بود و سرانجام نیکسون، رئیس جمهور وقت آمریکا، بالغو این قرارداد، به تسلط طلا بر دلار پایبان دادژ در حال حاضر، قیمت طلا به صورت آزاد و با چرخه عرضه و تقاضا تعیین می شود و عوامل سیاسی و اقتصادی در تغییر است قیمت آن نقش دارند.

طلا یکی از کالاهای تجاری حساس و حیاتی است. از ویژگی های این فلز قیمتی می توان به این موارد اشاره کرد: بهترین هدایت کننده الکتریسیته، مقاومت بسیارزیاد در مقابل خوررگی و نیز یکی از مواد پایه که در ترکیبات شیمیایی و ابزارهای جدید مورد استفاده قرار می گیرد.

در حال حاضر طیف وسیعی از شرکتهای معدنی، تولید کنندگان، بخشهای صنعتی و مصرف کنندگان در معاملات طلای بازارهای بورس جهانی فعالیت دارند و از آنجایی که بطور سنتی، طلا ثروت و سرمایه محسوب می شود، بسیار از سرمایه گذاران اقدام به تبدیل بخشی از سرمایه های خود به این فلز گرانبها و خرید و ذخیره آن می نمایند.

1- تاریخچه طلا

طلا اولین عنصری است که انسانها تحت عنوان فلز آنرا شناختند. در اواخر عصر حجر و آغاز قرن نو سنگی ( عصر حجر جدید neolithic ، 8000 سال قبل از میلاد مسیح) آب  وهوای جهان تا حد زیادی تغییر کرد. نواحی زیادی خشک شدند، و ناگزیر به ایجاد اقامتگاههای دائمی در اطراف رودخانه هایی مثل فرات، دجله و نیل گشتند. اولین یافته های باستانشناسی که به مصر باستان و بین النهری باز می گردد، حکایت از آن دارد که سومریان در 3000 سال قبل از میلاد در آنجا مقیم بودند. یافته های مهمی نزدیک وارنای جدید، mosern Varna در کرانة سواحل دریای سیاه در بلغارستان به دست آمده است. ابتدا از طلا در مذهب هنر و Insian Vedanta (1000 سال قبل از میلاد) و نوشته های هرودوتوس Herodotus (484- 425 سال قبل از میاد) و وصیت نامه های قدیم (1000 سال قبل از میلاد) نام برده شد.زمان قبل از میلاد مسیح مصر اصلی ترنی کشور دارندة طلا بود و این وضع را تا 1500 قبل از میلاد حفظ کرد. تولید طلا در 1300 سال قبل از میلاد به حد اعلاء خود رسید. در آن زمان اولین قوانین تولید طلا با مجوز انحصاری فرعون وضع شد. در 2700 سال قبل از میلاد از حلقه های طلا به عنوان پول استفاده می شد؛ اولین سکه های طلا در 600 سال قبل میلاد به ظهور رسید.

طلا

منشاء طلای استفاده شده توسط مصریان نامشخص است. بخش عمدة آن به نظر می رسد از حبشه در مصر باستان آمده باشد اما مقادیر قابل توجهی در پی سفرهای مکرر به پونت“Punt”وارد شد. ایالات حاص بهرهمند از طلا در مصر بر روی کشورهای همسایه اثر گذاشتند. کشور او فیرophir ذکر شده توسط حضرت سلیمان که در قرن 10 قبل از میلاد بر اسرائیل حکومت می کرده، به عنوان منشاء طلا می تواند معادل پونت باشد. اما هندوستان غیر ممکن است فروشنده و عرضه کننده بوه باشد. تجارت طلای مصریان بخصوص تحت انگیزة دریانوردی فینیفیه ای ها و رومی ها توسعه یافت. گرچه مصر اصلی ترین کشور ارائه دهندة طلا تا تقریباً یکسال قبل از میلاد بود، با این همه طلا در مناطق دیگری همچون هندوستان india، ایرلند Ireland ، بوهمیا Bohemia ، کوههای کارپاتیان، Carpathian Mountains ، گاال Gaul  در  Iberian peninsula  و caucasus پیدا و استفاده می شد.

حتی در زمانهای قدیم مالکیت طلا از حاکمی به حاکم دیگر از راه فتح منطقه و مجموعة قبایل تغییر می کرد. الکساندر، Alexander بزرگترین مالک طلای هند و نیز بخشهای مهمی از گنج فراعنه بود. رومیها فلز کمی در نواحی خود داشتند اما سفرهای نظامی آنها مقادیر زیادی را به صورت غنیمت جنگی برای آنها به ارمغان آورد؛ آنها همچنین از ثروت های معدنی کشورهای تحت سلطه به خصوص اسپانیا که بش از 40000 برده در آن به معدنکاری گمارده شده بودند بهره برداری می کردند. تجمع شمش ها و سکه های طلا به مقدار وسیعی رسید. سپس، طلای بیشتری برای کالاهای تجملاتی استفاده شد و در پایان امپراطوری رم کاهش طلا پدیدار گشت.

با ظهور مسیحیت در اروپ در زمان قرون وسطی تلاش برای یافتن طلا کاهش یافت. علاوه بر این، تا آغاز قرون وسطی هیچ قدرت سیاسی غالبی برای سازماندهی تولید طلا در مقایس زیاد وجود نداشت. در اروپا تنها رسوبات کوههای Alps, Carpathians , Sudeten اهمیت داشتند خارج از اروپا طلا در هند، ژاپن و سیبری تولید می شود.

در پی کشف آمریکای جنوبی توسط اسپانیائیها در اواخر قرن پانزدهم، آنها مقادیر قابل توجهی طلا را از این جهان جدید به اروپا منتقل کردند. اگر چه فاتحان، صنعت معدنکاری عظیمی را در آمریکای مرکزی تأسیس کردند، اما تلاشهای آنا برای افزایش تولدی طلا با موفقیت همراه نبود؛ اکثر یافته ها متشکل از نقره بود. این امر تا کشف رسوب در بریل ادامه داشت، در برزیل افزایشا قابل تومجه تولید طلا گزارش شد. این رسوبات از سال 1725 تا حدود 1800 استخراج شد.

بعد از حدود سال 1750 طلا درمقیاس زیادی در گل و لای های شرقی کوههای اورال استخراج شد. در سال 1840، طلای رسوبی در سیبری کشف شد. رسوبات روسیه توسط سزار، Czars و مالکان زمین که باید مالیاتهایشان را با طلا بپردازند استخراج گردید. روستها تقریباً یک پنجم محصول طلای جهان را تولید کردند این نسبت تا به امروز حفظ شد. 

کشف طال در کالیفرنیا در سال 1848 تولید طلا را تا حد زایدی افزایش داد. قوانین خاص در بخشهای غری ایالات متحده وضع شد که به معندنکاران خصوصی حق مسلی را در مورد معادن می داد. این ضوع ادامه داشت تا وقتی که رسوبات طلا در استرالیای شرقی (1851)، نوادا Nevada (1859)، کلرادو (1875)، آلاسکا (1886)، نیوزیلند و استرالیای غربی (1892)، و کانادای غربی ( 1896) یافت شد. به هر حال، این رسوبات خیلی زود اهمیت خود را از دست دادند.

قوی ترین انگیزه ها مستعد تولید طلا بود بواسط‍ اکتشاف میادین طلا در “وایت واتر زراند”، Wit watersrand در آفریقای جنوبی در سال 1885، این رسوب بسیار غنی ظاهراً استخراج بهتری را در آینده تخمین می کمند. طلای آفریقای جنوبی خیلی زود در بازا جهانی جای خود را به دست آورد. محصول به طور متناوب افزایش یافت به جز در زان جنگ بوئر Boer war (1902- 1899) که این امر مدتی متوقف شد. در دهة 1970 تولید طلا در آفریقای جنوبی و بقیه جهان تثبیت شد. امروزه در آنجا بیشتر از 300000نفر برای تولدی طلا گمارده شده اند. کشف رسوبات زیاد طلا در برزیل در دهة هفتاد فعالیت های پیش بینی کننده ای را به وجود آورد مراکز جدید تولید Sierra pelada در برزیل، کانادا، استرالیا، و نزوئلا و New Guinea(ok tedi ) ایجاد گردید که موج تغییر عمده ای در توزیع جغرافیایی محصول طلای جهانی شد.

معدن طلا در غنا Ghana (gold Coast) تنها برای بازی کردن یک نقش در قرن بستم آغاز شد. با این همه، رسوبات پیش از قرون وسطی شناخته شده بودند. تولید طلا در زیمباوه و بخش شرقی علفزارهای آفریقای جنوبی حد متوسطی را بوجود می آورد اما نه مقدار معینی در تلوید کلی آفریقای جنوبی.

کل محصول طلا در عهد عتیق در حد ارزیابی شده، تقریبی است. نزدیک سقوط امپراطوری رم این محصول تقریباً 10000t بود. رقم کل تولید t 3000-2000 را برای قرون وسطی در نظر گرفته اند. قبل از کشف آمریکا، تولید سالانة جهانی به حدود t 5رسید.

تولید سالانه به t10 در سال 1700 رسید و در سال 1800 به t15 و در سال 1848به t40 افزایش یافت. تا اینکه رسوبات کالیفرنیایی کشف شد. اوایل 1852، بیش از t/a 200 استخراج شد اما تولید به تدریج تا سال 1890 کاهش یافت. پس از آن، میزان خروجی زیاد معادن آفریقای جنوبی تولید سالانة جهانی را در سال 1904 به t500، در سال 1907 به t700 و در سال 1936 به t1000 رسانید. این رقم به t1700 رسیده که کشورهای بلوک غرب نیز در آن به مقدار t300 سهم دارند.

تولید طلای کل جهان تا به امروز t105 افزایش یافته است. بیشاز یک سوم طلای موجود توسط بانکهای مرکزی ملل صنعتی غربی به عنوان پول رایج نگهداری می شود. حتی سهم بزرگتری در دست بخشهای خصوصی است، و مقدار زیادی از آن به شکل جواهرات می باشد. کراگراندها  krugerrands تنها t2000 به حساب می آیند و مقادیر کمتری در صنعت به گردش خد ادامه می دهند سهم بخش خصوصی در تولید کل تا به امروز میان آفریقای جنوبی (%40)، ایالات متحده (%15) امپراوریهای قدیمی(%10)، بریتانیای قدیم(%10)، استرالیا(%10) و کانادا(%5) تقسیم می شود.

در عهد عتیق، دانه های طلا به شستن سینگهای کف رودخانه به دست می آمد که کار سختی برای رسیدن به مطلوب بوده از 3900 سال قبل از میلاد طلای رسوبی به تکه های بزرگتری ذوب شد. مصریان باستان ابتدا به دنبال استخراج سنگهای طلا بودند. خرد کردن سنگها و شستشو اغلب بر عملیات حرارتی تقدم دارد.

آنالیز یافته های باستانشناسی حاکی از آن است که در مصر جداسازی طلا از نقره و مس احتمالاً تا اوایل 2000 قبل میلاد امکان پذیر بود. با گداختن مواد به همراه نمک نقره جدا شده و کلرید نقره به دست می آمد. آلیاژ طلا – نقره طبیعی، electrum magicurn به اجزاء خود تجزیه شد. گرفتن مس بصورت سرباره با افزودن سرب به دنبال گرفتن فلز با ارزش از سرب، Cupellation روشی آشناست.

در اسپانیا، رومیان روش استخراج سریع را ابداع نمودند که در آن جرمهای عظیم سنگها از ارتفاعی پرت شده، خرد می شد و سپس با جریانهای آب حرکت داده می شد. ملغمه کردن، Amalgamation احتمالاً از آن زمان به وجود آمد، زیرا آن اولین بار در مقاله ای ردر قرن یازدهم بعد از میلاد عنوان شد. در قرون وسطی، ذوب با سرب و گرفتن فلز از سرب پیشنهاد شد. دستگاههای سنگ شکن آبی نیز برای نرم کردن سنگ معدن معرفی شد و معندکاران پردازش سنگهای طلای حاوی آرسنیک را با روش تشویه ، Roasting آموختند.

کیمیاگران تلاش کردن تا طلا را با تغیر فلزات پایه بسازند. این امر میسر نشد تا پایان قرن هجدهم که مفهوم کلی آن غلط اعلام شد و این نظریه رد گردیده به هرحال، این تلاشها منجر به در ک هرچه بهتر فرآیندهای شیمیایی تا آغاز علوم طبیعی واقعی گردید.

قرن هفدهم شاهد کشف تصفیه طلا، inquartation،یعنی جداسازی طلا ونقره با اسید نیتریک و Affination، یعنی جدا سازی توسط اسید سولفوریک بود. با پیشرفت  صنعت در قرن نوزدهم روشهای جدیدی جای روشهای قدیم را گفرتند اما برخی از روشهای قدیم هنوز هم حائز اهمیت هستند. تولید طلا به عنوان محصول فرعی فرآیندهای متالورژیکی دیگر ( مثلاً تصفیة مس، روی و سرب) نقش بسیار مهمی را در آلمان بازی می کرد. در سال 1863، روش کلری کردن، chlor ination پلتنر، plattners موفق به تصفیة طلا با گارکار گردید.

تصفیه با الکترولید طبق WoHL WILL در سال 1878 ارائه گردید. و هنوز هم برای تمام طلاهای تصفیه شدة عیار 9995 و 9999 استفاده می شود. از سال 1888، لیچینگ سیایندی مزایای اقتصادی سنگهای وایت واترزراند را ممکن ساخت چرا که این سنگها انعطاف پذیری کمتری را نسبت به روشهای دیگر داشتند و این به خاطر توزیع خلوص طلا بود. از سال 1970، لیچینگ سیانیدی جای خود را به فرآیند کربن در پولپ Carbon- in- pulp proces (GIP) داد که با تصفیة پودر سنگ لیچ شده انجام می گرفت، اخیراً مشکلات اکولوژیکی ناشی از شستشوی سیانیدی به خاطر واکنش سیانیر در فاضلاب ها با پراکسیدهیدروژن بروز نمده است. 

گسترش تولید طلا در رزوگارا اخیر به خاطر مکانیزه شدن انتقال سنگ معدن و بهره برداری از آن است. در آمریکای جنوبی، استخراج دستی سنگهای معدن دوباره انجام می گیرد این سیاستگذاری معیارهایی همچون اشتغالزایی، ایجاد شغل برای 500000نفر را تحت تأثیر قرار داده استخراج با حلال به عنوان روشی جید دبرای تصفیة موثر و سریع طلا، مورد تحقیق و بررسی است.

 

2- خواص

تمایز میان فلزات پاهی و نجیب در بسیاری موارد اختیاری است و به طور کلی با بررسی علمی و داده های متداول تعیین می شود. طلا فلزی است نجبیب و باتمام معیارهای این گروه از عناصر مطابقت می ند: مقاوم در برابر هوا، رطوبت و نوش نرمال- طلا در میان فلزان قابل توجه است زیرا به طور طبیعی تقریباً در حالت عنصر یافت می شود.

1-2 فیزیکی

طلا عنصری است فلزی با عدد اتمی 79، جرم اتمی 19696654.‌دمای ذوب   43/1064 ، دمای جوش  2808 و چگالی g.cm3 32/19.

رنگ این فلز زرد سیر است، ولی وقتی از روشهای فراریت یا رسوبی بدست می آید به رنگ بنفش سیر، ارغوانی یو یا قرمز سیر می باشد. این فلز دارای خواص صیقل پذیری خوبی بوده و دارای عالی ترین جلای فلزی است.

تنها یک ایزوتوپ طبیعی و پایدار از طلا وجود دارد و آن هم ایزوتوپ 75 آن است. طلا دارای تقریبا24 ایزوتوپ رادیواکتیو است که در میان آنها 5لیزوتوپ نیمه پایدار هسته ای وجود دارد که این ایزوتوپها از Au177 شروع و به Au204 خاتمه می یابند. زمان نیمه عمر گونه های رادیواکتویز طلا از 35/0 ثانیه که متعلق به Au 177 است تا d183 روز که مختص به Au195 است متغیر می باشد.

مهمترین رادیو ایزوتوپ طبیع طلا که در داروسازی استفاده می شود 195Au است ه اشعه های لا و ع را ساطع می کند. پیکربندی الکترونی طلا [Xe] 4F145d106s1 است. شعاع اتمی آن nm 1439/0 می باشد. شعاع یونی بای عدد کوئوردیناسیون 6، nm1379/0 برای +Au و nm 085/0 برای 3+ Au است.

نقطة ذوب طلا نقطه ای ثابت است که در مقیاس دمی سال 1968 تعیین شده. واحد سلولی طلا مکعب با سطوح مرکز دار FCC( Face- centered cubic) با ثابت شبکه ( ao) nm 4081/0 است. زمانیکه طلا به طور طبیعی به وجود می اید معمولاً ظاهر کریستالی آنچنانی ندار. آن نخ مانند، برگی شکل و در اشکال کروی است که بر روی آن سطوح مکعبی، هشت وجهی و دوازده وجهی گاهی مشاهده می شوند. وقتی مقدار زیادی از طلای مذاب منجمد شود، یک مدل ویژه از حلقه های متمرکز بر روی سطح ظاهر می گردد.

طلای خالص که به صورت مکانیکی تهیه ندشه باشد بسیار نرم است. سختی آن در مقایس موس Mohs، 5/2 می باشد و در مقیاس برینل HB 18 است. طلا رساناترین فلز است. آنرا می توان به صورت سرد کشید تا از آن سیمهایی با ضخامت کمتر از 10 میکرون به دست آید و سپس آنرا به لایة طایی به ضخامت um2/0 رساند. طلا را می توان بسیار جلا داد. خصوصیت نجیب بودن آن و رن درخشانش به آن جلای زرد زیبایی می دهد. لایة طلایی بسیار نازک مات است و رنگ آن آبی  سبز به نظر می رسد.

مقیاس سنجش وزن طلا در ایران به حسب مثقال که برابر 4/4 گرم است و در خارج از ایران با مقیاس تروی TROY می سنجد که هراونس تروی ( OZ(TROY معادل با 103431/31 گرم است . درجة خلوص طلا را با عیار بیان می کنند. مقیاس عیار در حقیقت مقدار طلای خالص در 24 قسمت از کل فلز است، یعنی این که عیار طلای 100 درصد خالص، 24 است. بهتری طلای تجاری که در ساخت زیور آلات به کار می رود 15 تا 18 عیار است . سیکه های طلا عموما 6/21 عیار است، یعنی در آنها 90 درصد طلا وجود دارد.

برخی خواص یدگرطلا در جدول  اورده شده است.

2-2- خواص شیمیایی

از لحاظ شمیایی طلا یکی از م فعالترین فلزات به شمار می رود. طلا با آب، هوای خشک یا مرطوب، اکسیژن ( حتی در دمای بالا)، ازون ( O3)، نیتروژن (N2)، هیدروژن (H2)، فلوئور (F) ید(I)، سولفور (S) و سولفید هیدروژن (H2S) تحت شرایط نرمال واکنش نمی دهد.

طلا در مقابل قوی ترین محلولهای قلیایی پایدار است. حتی هیراکسیدهای گداختة فلزات قلیایی بر روی طلا بی اثرند. همچنین نمکهای فلزان قلیایی با اسیدهای معدنی، و سولفیدهای فلز قلیایی به طلا حمه نمی کنند.

طلا در تماس با تمام اسیدهای خاصل مثل: اسید سولفوریک (H2so4) اسید کلریک (Hcl)، اسید هیدروفلوئوریک  (HF)، اسید فسفریک (H3PO4)، اسید نیتریک (HNO3)، به جز اسید سلنیک  (Selenious acid; H2 SeO3) و خصوصاً تمام اسیدهای آلی، کاملاً مقاومت نشان می دهد.

برای حل کردن طلا به صورت شیمیایی، بهتری را این است که اگر یک هیدروهالیک اسید hydrohalic acid با عامل اکسید کننده ای مثل اسید نیتریک، یک هالوژن، پراکسید هیدروژن یا کرومیک اسید  (Cro3) ترکیب شود، طلا حل می گردد. بدین صورت که از نیروی اکسنده، همراه با آن از قدرت کمپلکس سازی چندین ترکیب همزمان استفاده می شود.

این خاصیت را می توان در محلولی مشهور، با نام تیزاب سلطانی، aqua regia یافت. تیزای سلطانی مخلوطی ازیک مول اسید نیتریک همراه با سه مول اسید هیدروکلریک است. عمل شدید اکسایش آن ناشی از نیتروسیل کلرید (Nocl) و کلر تولید شده از برهم کنش دو اسید است. همچنین طلا می تواند در ترکیبی از آب و هالوژن حل شود.

3HCl+HNO3+Au AuCl3+2H2o+No

   تتراکلرو ئوریک اسید        AuCl3+Hcl AuHCl4

طلا درمحلول های سیانیدی فلزات قلیایی ( حاوی یون سیانید – عامل کمپلکس ساز)، با وجود اکسیژن یا عوامل اکسید کنندة دیگر همچون: بروموسیانوژن، 4- نیتروبنزوئیک اسید و 3- نیتروبنزن سولفونیک اسید، حل میگردد بدین شرط که به سرعت سیانیدها را نابود نکنند 

4Au+8NaCN+2H20+o2  4Na[Au(CN)2]+4NaoH

طلا همچنین می تواند یا برم (Br) در دمای اتاق، و بافلوئور (F)، کلرات © ، ید (I)، تلوریم (Te) در دماهای بالاتر ترکیب شود.

3/2 Cl2+ Au Aucl3

طلا شدیداً با پراکسیدهای فلزات قلیایی واکنش می دهد و او رات ها aurates را بوجود می آورد. اگر طلا و گوگرد را با هم حرارت دهیم با هم ترکیب نخوانند شد، ولی این فلز با وجود اکسیژن و محلولهای پلی سولفید فلزات قلیایی حل شده و تیو او ریتها و احتمالاً بعضی تیو اورات ها بوجود می آید.

تصویر سرعت انحلال طلای خاصل در عوامل اکسید کننده مختلف را نشان می دهد. یکی از خصوصیات جالب طلا این است که میتواند به صورت سولی و یا کلوئیدی در آید. سولی های آبی طلا بر حسب اندازة ذرات آن می توانند به رنگهای قرمز، آبی یا ارغوانی درآیند. برای تهیة این گونه سولیها، می توان عوامل احیا کنندة معمولی را مثل : تانن، فرم آلوهید، هیدرازین، فنیل هیدرازین، نمکهای آهن ( II)، دی اکسید سولفور، نمکهای هیدرازونیوم، اگزالیک اسید یا اسکوربیک اسید به ترکیبات طلا اضافه کرد.

سولی زیبایی کاسیوس (CASSIUS) ارغوانی را می توان با اضافه کردن کلرید قطع (Sncl2)II به ترکیبات طلا به دست آورد.

فلز طلا و آنچا باید درباره آن باید دانست

ترکیب پیچیده و بسیار پایداری دی سیانو اورات dicyanoaurate، به عوامل کاهندة قوی تری مثل روی نیاز دارد. نتایج مشابهی نیز با کربن فعال به دست می آید.

وطلا می تواند با بسیاری از فلزات دیگر آلیاژ شود. در فرآیندهای متالوژیکی ( مثلاً فرآیند کوره بلند رب و کورة انعکاسی برای سنگ معدن مس) طلا و نقره روندی مشابه را طی می کنند. روی، سرب و مس به عنوان جمع کننده برای طلا، با تشکیل آلیاژ عمل می کنند. طلا بزرگترین میل ترکیبی را با روی (Zn) و به دنبال آن برای سرب (pb) و سپس مس (Cu) نشان میدهد. در فرآیند Parkes از روی برای خارج سازی طلا از سرب ذوب شده استفاده می شود. وجود تلوریم، سلنیوم، آنتیموان و بیسموت در طلای گرفته شده از سرب یک معضل عمده است، بخصوص در رابطه با فرآیند مکانیکی آن.

طلا در دمای اتاق با جیوه می آمیزد تا آلیاژ ملغمه را شکل دهد می توان جیوه را با گرما دادن تقطیر کرد. از این ویژگی در فرآیند ملغمه کردن amalgamation ، و مطلا کردن استفاده می شود. طلا حالت های اکسایش 5+، 3+، 2+، 1+ دارد. حالت 5+ تنها در AuF5 و هگزا فلوئورواورات ها (v) مشاهده می شود.

طلا در ترکیبات مختلف خود به صورت 1و 3 ظرفیتی ظاهر می شود. طلا تمایل بسیار زیادی در تشکیل کمپلکسهایی دارد که در آن همیشه به صورت 3 ظرفیتی می باشد.

ترکیبات 1+ ظرفیتی طلا خیلی پایدار نیستند و عموماً به ظرفیت 3+ ظرفیتی اکسید شده یا این که به صورت فلز آزاد احیاء می شوند. البته این یک قاعده کلی است که ترکیبات فلزات غیر فعال(نجیب) به آسانی به فلز مربوطه می توانند احیاء شوند، در حالیکه احیاء ترکیبات فلزات فعال به آسانی میسر نیست. ترکیبات کمپلکس طلا می توانند به آسانی و پایدار با هالوژنها و گوگرد تشکیل پیوند دهند، در حالیکه این موضوع با پایداری کمتری با اکسیژن و فسفر و فقط با صورت ضعیفی با نیتروژن صورت می گیرد. کمپلکسهای طلا (III) معمولاً مربع سطح است که در آنها چهار گروه به طلا متصل شده اند. نمکهای 1+ طلا به طور کمی خطی هستند. کوئوردیناسیون 5 یا 6 گروهی نیز وجود دارد ولی کمایبند. طلا برخلاف نقره و مس می تواند تشکیل ترکیبات آلی فلزی حقیقتی دهد که همگی نیز پایدارند.

در مشهورترین ترکیبات آلی فلزی طلا این فلز به منگنز (Mn) متصل می شود، که به عنوان مثال  می توان به  (C6tl5o)3PauMn(co)5 اشاره کرد. درا ین ترکیب دیده می شود که گروه تری فنوکسی فسفین طلا مثل یک هالوژن (I, Br, Cl) در منگنز که بونیل هالید عمل می کند.

3- کیمیاگری 

1-3 کیمیاگری در قدیم

دوران کیمیا گری یک دوره هزار ساله، از حدود سده سوم پیش از میلاد تا سده هفده بعد از میلاد را در بر می گیرد. آغاز دوره کیمیاگری به سالهای فتح امپراتوریهای ایران و مصر توسط اسکندر مقدونی بر می گردد. در سایه فتوحات اسکندر، دانش یونان باستان با فرهنگ و دانش مشرق زمین در هم آمیخت و از آن فرهنگی “نوبه نام” فرهنگی هلنی شکل گرفت. کیمیاگری یکی ازنتایج پیوند میان دانش یونان باستان، ایران و مصر قدیم است. البته واژه کیمیا و کیمیا گری تا حدود سدهر اول میلادی در نوشته های مربوط به اروپا و خاورمیانه دیده نمی شود و از آن به بعد است که در برخی از مکاتبات به جای مانده از کیمیا و کیمیاگری نام برده شده است.

کیمیاگران عصر هلنی در اسکندریه، فلسفه ارسویی و سایر دیدگاههای فلاسفه عهد باستان را می دانستند و از آنها در کارهای خود بهره می جستند. براساس نظریه مذکور همه اجسام از چهار عنصر آب، هوا، آتش و خاک تشکیل می شد و علاوه بر ن ممکن بود این عناصر به یکدیگر تغییر و تبدیل یابند.

کیمیاگران اسکندریه در مجموع دو هدف عمده را در فعالیتهای خود دنبال می کردند، یکی تبدیل فلزات ارزان به نقره و طلا، دیگری ساختن چیزی به نام مایه حیات که هر که از آن بخورد عمر جاودانه یابد. اصطلاح سنگ فیلسوف (philosopher is stone) در میان کیمیاگران رواج کامل داشت. از نظر آنان سنگ فیلسوف چیزی بود که مقدار بسیار اندکی از آن می توانست فلزات را به طلا تبدیل کند.

همتای آن می توانست به اشخاص عمر جاودانه بخشد و جوانی و نشاط را به پیران باز گرداند.

نخستین شخصی که در هنر کیمیای مصری- یونانی به اسم نام برده اند بولاس (Bolas) از شهر مندس (Mandes) واقع در دلتای رود نیل است. سالهای زندگی وی به روایتی 200 سال پیش از میلاد و به روایتی 100 میلادی ذکر شده است. بولاس کوشش خود را به کاری معطوف کرد که بعداً بعنوان یکی از مشکلات مهم و اساسی و هنر کیمیا جلوه گر شد. او می خواست فلزات کم بها مخصوصاً آهن و سرب را به طلا تبدیل کند( همانطور که کیمیاگران دیگر همین آرزو را داشتند) از نظر به چهار عنصری که در آن زمان مقبولیت همگانی پیدا کرده بود اینطور استنباط می شد که همه اجسام موجود در جهان از چهار عنصر آب، هوا، آتش و خاک به نسبتهای مختلف حاصل شده اند و علت تفاوت خواص آنها از یکدیگر هم، زائیده تفاوت نسبتهای عناصر چهار گانه به کار رفته در ساختار آنها است. بدینسان فکر می شد با انجام برخی عملیات لازم بر روی اجسام می توان نسبت هر یک از عناصر چهار گانه در آنها را تغییر داد و از آن راه یک جسم را به جسم دیگر تبدیل کرد،  مثلا سرب را به طلا تبدیل نمود. آنها شاید می گفتند همانطرو که می توان از برخی کانیها از راه انجام عملیاتی بر روی آنها به برخی فلزات دست یافت، چرا نتوان با انجام عملیاتی چند بر روی فلزاتی مانند مس، آهن و … آنها را به نقره و طلا تبدیل کرد.

توضیحات بولاس در خصوص ساختن طلا عبارت است از : نخست جیوه را با جسمی فلزی چون منیزی یا آنتیموان ایتالیای یا سلنیت یا سنگ آهک پخته یا زاج میلتوس یا زرنیخ و یا آنچه خود می دانید، بیامیزید، آنگاه خاک سفید را روی سطح مس بریزید تا مس خالص حاصل آید و دست آخر الکترون زرد به آن اضافه کنید تا طلا به دست آید و … البته بایستی در نظر داشت که انجام عملیات بیان شده در این نوع دستورالعملها تا حدودی غیر عملی بوده و به تکرار نام اجسام نامعلومی در آنها ذکر شده است. 

کیمیاگران چینی مانند کیمیاگران اسکندریه به دنبال دو هدف عمده بودند، یکی تهیه طلا و نقره از فلزات ارزان قیمت و دیگر تهیه اکسیر حیات بخش، چینی ها به تهیه اکسیر حیات بخش اهمیت بیشتری می دادند و تهیه طلا را وسیله دستیابی بدان می دانستند. برای مثال در یکی از کتابهای کیمیاگری چین باستان آمده است که عمر طولانی مایه سعادتمندی است. از طرفی طلا هم فساد ناپذیر است و در بین اشیاء دیگر ارزش بالایی دارد. بدین سان تغذیه کردن از ای نفز طول عمر را در پی می آورد. با توجه به همین مطلب کوتاه می توان پی برد که انگیزه ساختن طلا در کیمیاگری چین رسیدن به زندگی جاودانی  و قدرت بی پایان بوده است.

مهمترین اثر کیمیاگری چین توسط کوهونگ (361-281 پس از میلاد) به نگارش درآمد، کوهونگ در کتاب خود طرز تهیه سولفید استانیک یا اکلیل نیز آورده است. از نظر او اکلیل همان طلا بود. شرح آن عبارت اس تاز :

ورقه های قلع را در اندازه های 6 اینچ مربع و ضخامت یک هشتم اینچ بریده و آن را با لایه ای به قطر یک دهم اینچ گل آ‎غشته به آب پتاس و آب آهک بپوشانید به طوری که ده پوند قلع در میان هر چهار لایه قرار گیرد. آنگاه آنها در دیگی سفالی نهاده و بر آن سرپوشی بگذارید و آن را سی روز با کود اسب حرارت دهید. قلع از این راه خاکستر شده و قطعه هایی به درشتی لوبیا به اطراف می پراکند که همان طلای زرد است. در این عمل از هر بیست اونس قلع، بیست اونس طلا به دست می آید.

از آنجایی که هنر کیمیا ارتباط تنگاتنگی با مذهب داشت و بیشتر در اختیار کاهنان بود، از این رو کیفیت آ ن برای عموم مردم چندان شناخته نبود و بیشتر جنبه رمزی و سحر و ساحری داشت و تا حدودی ترسناک به نظر می آمد. این مسئله در جای خود کیمیاگران را ترغیب می کرد که کارها و نوشته های خود را از نظر ها پنهان دارند و به هنر خود بیشتر جنبه رمزی و سری بدهند.

جابربن حیان (725 تا 8154 میلادی) مطالعات ریادی در زمینه تبدیل فلزات به یکدیگر انجام داد. فلز جیوه از نظر او بسیار ارزشمند می نمود. پس از آن گوگرد که خاصیت احتراق داشت از نظر وی وجد اهمیت بود. رنگ زرد گوگرد که تا حدودی به رنگ طلا می ماند سخت توجه جابر را به خود جلب کرده بود. جابر فکری می کرد که فلزات مختلف از آمیزش جیوه و گوگرد به نسبتهای مختلف به دست آمده اند. بدینسان از نظر او مشکل تهیه طلا به پیدا کردن ماده ای که بتواند آمیزش جیوه و گوگرد را اسان کند، محدود بود. 

در داستانهای عهد باستان آمده بود که گردی خشک و ویژه می تواند تبیدل فلزات به هم را میسازد. یونانیان به آن کسریون (xerion) به معنای خشک داده بودند و اما عربها برای آن نام الاکسیر را به کار بردند و اروپاییها به طور تصادفی آن را الیکسیر (elixir) تلفظ کردند. بعدها بود که بر آن نام سنگ فیلسوف نهادند.

ابوبکر محمد بن زکریا مشهور به رازی دومین کیمیاگر نامدار ایرانی است که در سده دهم میلادی (865 تا 923 میلادی) می زیست. از کتابهایی که رازی درباره کیمیاگری نوشته می تون به سرالاسرار نام برد. این کتاب به شیوه ای ساده و عملی نوشته شده اما در آن امکان تبدیل فلزات به یکدیگر ممکن در نظر گرفته شده است. رازی به تبدیل فلزات به یکدیگر اعتقاد داشت و در این زمینه فعالیتهای زیادی از خود نشان داد. رازی عقیده جابر را در مورد گوگرد و جیوه که به عنوان سازنده های اصلی جامدات هستند پذیرفت و خودش هم نمک را به عنوان سازندة سوم به آن اضافه کرد.

ابونصر فارابی ( 870 تا 950 میلادی) در باب کیمیا رساله مختصری را به نگارش درآورد. او در مورد تبدیل فلزات به یکدیگر با جابر و رازی هم عقیده بود و به یک هیولای اولی (ماده المواد) معتقد بود.

 برای مثل او می گفت فلزات شناخته شده آن زمان از یک مایه درست شده اند  و تفاوت آنها فقط در رنگ، شکل، سختی، فرعی و مثل آنها است.

ابو علی سینا (980 تا 1036 میلادی) در کتاب الشفاء به اختصار دیدگاههای خود را در مورد کیمیا به نگارش در آورده است. جالب توجه است که ابوعلی به استحاله یعنی تبدیل فلزات به یکدیگر باور نداشت و آن را نفی نمود. این اقدام وی شجاعت علمی او را نشان می دهد، او با اطمینان کم نظیری برخلاف نظر همه کیمیاگران گذشته و هم عصرانش با ایده تبدیل فلزات به یکدیگر مخالفت نمود و آن را مراوده دانست. به هر حال در چندین سره متوالی کیمیاگران زیادی برای جامه عمل پوشاندن به این آرزو کوشش کردند و دست به عملیات گوناگون و گاه بسیار و غیر معمول زدند. البته هر چند که آرزوی دیرینه کیمیاگران یعنی تبدیل فلزات ارزان قیمت به طلا هرگز جامه عمل به خود بپوشند، اما در سایه کوشش آنها، پایه های علم شیمی کنونی استوار گردیده و امروز ما به کمک  علم شیمی می توانیم از موادی ارزان قیمت ترکیبات و داروهایی بسازیم که ارزش آنها بسیار بیش از طلا است.

2-3 کیمیاگری جدید

از اوایل قرن بسیتم بشر سعی کرده تا با بمباران های اتمی، بتواند در ساختار شیمیایی عناصر تغییر و تحولاتی بدهد و آن را به عناصر دیگری تبدیل کند.

سرانجام رویای قدیمی کیمیاگران قرون وسطی. یعنی تبدیل فلزات پست و کم ارزش به طلا، به حقیقت پیوست. در سال 1941 دکتر kenneth از دانشگاه هاروارد (Harward) و یکی از همکارانش با به کارگیری یکی از آخرین مدلهای دستگاههای اتم شکن موفق به تبدیل جیوه بهطلا شدند.

اما این کار عظیم، هیجان کمی به همراه داشت زیرا طلای به دست آمده به این روش، بسیار جزئی و هزینه تولید آن بسیار بالا بود.

 در آزمایشگاه برکلی (Lawrence Berkely) در کالیفرنیا، طلا از بیسموت ساخته شده است. شاهکاری که در قرون وسطی برای کیمیاگران به صورت رویایی بود. اما این کار توسط کیمیاگران انجام نشد، بلکه توسط دستگاه Beralac  که برای شتاب دادن ذرات اتمی طراحی شده است، انجام شد. این دستگاه یون های کربن و نئون را به سرعت به سوی بیسموت شلیک می کند، این عمل از اتم بیسموت، قسمتهایی را به بیرون پرتاب کرده و عنصر سبک تری از نظر جرم اتمی یعنی طلا را بر جای باقی می گذارد

این دستگاه برای تولید یک میلیون اتم طلا حدود 10000 دلار آمریکا هزینه در برداشت، در صورتی که قیمت طلای تولید شده، کمتر از یک میلیاردیم یک سنت قیمت داتش ( مجلة Science 80)

4- توزیع جغرافیایی ذخایر طلا

1-4 میزان فراوانی

طلا به صورت بسیار ناهمگون در پوستة زمین توزیع شده است و این بیشتر به خاطر فرآیندهای غنی سازی است که در نزدیکی سطح زمین رخ داده است. میانگین فراوانی آن بسیار پایین است و با وجود ارقام متفاوت اعلام شده 0/005 ppm تخمین زده می شود.

همچنین مطالعات انجام شده حکایت از وجود 130 هزار تن طلا در کره زمین دارد. آب دریا حاوی اندکی طلا می باشد. مقدار طلای آب اقیانوسها با توجه به موفقیت بسیار متفاوت است. مقادیر طلا 0/008-4mg/m3 (ppb) گزارش شده است. به عبارت دیگر ذخایر طلای اقیانوس ها بالغ بر 910*64 تن است. این عنصر در پلانگوتها یا در عمق اقیانوس در حد بیشتری یافت می شود.

2-4 ذخایر طلا 

عبارت ذخیره منابعی را عنوان می کند که استخراج آنها از لحاظ اقتصادی قابل توجیه باشد. در حال حاضر ذخیره طلای جهان  حدود 42 هزار تن برآورد می شود که از این مقدار، آفریقای جنوبی ( با حدود 18 هزار تن)، ایالات متحده ( حدود 5 هزار تن)، روسیه ( حدود 4 هزار تن، استرالیا (‌حدود 2 هزار تن) و سایر کشورهای جهان با حدود 14 هزار تن دارندگان طلا بشمار می آید.

آفریقای جنوبی، ایالات متحده استرالیا، چین، کانادا و روسیه در صنعت امروز بیشترین حجم طلای جهان را استخراج و تولید می کنند.

1-2-4- ناحیه طلای وایت واتر رزاند آفریقای جنوبی

ناحیه وایت واترزراند (Witwater srand) در جنوب آفریقا، نزدیک شهرهای ژوهانسبورگ و پرتوریا قرار دارد ( شکل ) راند Rand، آن طور که مشهود است، پرتولید ترین ناحیة طلای جهان بوده است که بیش از 12 میلیارد دلار طلا داشته و محتوی ذخایر بزرگی است. گرچه عیار متوسط افله، 2/0 تا 3/0 انس در تن است، بیش از 20 میلیون اونس طلا فقط در یک سال بازیابی شده است. از زمان کشف ذخایر تاکنون مقادیر قابل توجهی اورانیوم بهعنوان فراوردة جنبی کانة طلا بازیابی شده و ناحیه، یکی از منابع عمدة مواد هسته ای ( ماند اورانیوم و پلوتونیوم) جهان شده است. استخراج واقعی در ناحیة وایت واترزراند در سال 1886 که یورش برای طلا، آغازگر فعالیت شد، شروع گردید. از آن زمان معادن زیادی در طول سال 25 مایل از امتداد رگه در لایه های جوش سنگ وایت واتررزاند ایجاد شده است. چندین معدن در اعماق بیش از 10000فوت در حال کارند. معدن اختصاصی راندشرقی، ژرفترین معدن جهان، در عمق بیش از 1120 فوت کار می کند سیستم خنک کننده برای سرد کردن بعضی از معادن ضروری است زیرا دماها در این اعماق زیاد، متجاوز از oF 125 است. بر طبق اظهار مجلة مهندسی معدن آفریفای جنوبی  در معادل طلا هر سال حدود 9 مایل مربع رگة طلای عمیق استخراج می شود. هزینة در حال کار به حدود یک درصد کل در آمد ناشی از استتخراج طلا بالغ می شود.

حجم نوشته ها دربارة وایت ار رزاند زیاد است. همه جنبه های این ذخایر توسط زمین شناسان خبره بررسی شده است، اما هنوز هم بعضی موارد اصولی، مشکوک است یکی از نکات مورد توجه زمین شناسان استخراجی، بحث دربارة منشأ کانه است. ذخایر راند در اینج تحت عنوان ذخایر پلاسری مورد بحث قرار می گیرد، زیرا این نظریه در بین زمین شناسان آفریقای جنوبی مورد قبول است، در حالی که دیگر زمین شناسان آن را در زمرة کانه های هیدوترمال منظور می کنند. از دیرباز. یعنی سال 1923، حضور اوانینیت (Uraninite) در کانه های راند ذکر شده بود. بازار اورانیوم کساد بوده و مقادیر اورانینیت گزارش شده نیز اندک بوده است. اما  حدود اواخر جنگ جهانی دوم که به مواد هسته ای علاقه مندی نشان داده شد، تحرک جدیدی به وجود آمد و کشف شد که کانه های راند که قبلاً کربن نامیده شده بود در حقیقت تجمعی از اورانینیت- کربن است که توچولیت (Thucholite) نامیده شد.

تغییر وضعیت اقتصادی اورانیوم، زمین شناسان را به صرافت انداخت که به راند به عنوان یک منبع تأمین اورانیوم، نگرشی دیگر کنند. پی برده شد که مواد مغدنی، محتوی اورانیومی بیش از آنچه قبلاً گمان می رفت هستند. کانه به طور متوسط محتوی 03/0 درصد اورانیوم است. مواد نسبتاً کم عیار اورانیوم که به عنوان فراوردة جنبی کانه های طلا می تواند بازیابی شود، تغلیظ می شود؛ اما مقداری اورانیوم از رگه های اورانیوم دار، بدون طلا استخراج می شود. و این ذخایر محتوی اورانیوم باید بتواند جوابگوی هزینه های استخراج باشد. لذا عیارهای گوناگون کانه اورانیوم بازیابی می شود.

توچولیت، یا کربن به عنوان همراه نزدیک طلا شناخته شده است. در سرتاسر ناحیه ، این ماده به عنوان راهمایی برای کانه های بهتر استفاده شده است. هرجا که کربن غنی تر است، مقادیر طلا احتمالاً بهترند.

همراهی نزدیک بین طلا و اورانیوم موجب شد که برخی از پژوهشگران بر منشاء مشترک این دو فلز اصررا ورزند. بنابراین، اورانیوم به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفت از این رو آنطور که شواهد زیاد در بحث پیرامون راندنشان می دهد، اورانیوم به عنوان مدرکی در حمایت از هردو نظریه پلاسری و هیدورترمال مورد استفاده قرار گرفته است.

منشاء کانه های طلا و اورانیوم هر چه باشد؟ محل قرارگیری آنها تابع از بافتهای رسوبی است. تمرکز کانه مستقیماً به لایه های جوش سنگی مربوط است و با ساختارهای فرضی ربطی ندارد. تا زمانی که در حمایت از نظریة هیدروترمال، دلایلی محکم ارائه نشود، زمین شناسان آفریقای جنوبی اکتشافات مستقیم خود راطبق نظریه پلاسری ادامه می دهند. زیرا این رهیافت در گذشته بسیار موفقیت آمیز بوده است.

2-2-4- معادن طلای ایران

می توان معدن کلای “موته” اصفهان را فعالترین معدن طلای ایران نامید. این معدن که تقریباً در 50 کیلومتری شهرستان گپایگان و در مجاورت روستایی به نام موته قرار دارد، رد سال 1371 به کمک کارشناسان استرالیایی به بهره برداری رسیده است. این مجموعه از 9 ذخیره معدن تشکیل شده که هم اکنون تنها از دو ذخیره آن استفاده شده است. مابقی به دلیل مخالفت سازمان محیط زیست، فاقد مجو بهره برداری هستند. ذخایر موته اصفهان با ذخیرة 4 تا 4 تن طلا، و با عیار 3 گرم طلا در تن می باشد.

همچنین طلا در بسیاری از نقاط ایران، عیار و ذخیرة متفاوت وجود داردک ه در بعضی از آنها آثار استخراج در قدیم، مشاهده شده است. برخی از ذخایر و مناطق طلا دار ایران عبارتند از : ارغش نیشابور( با ذخیره 9 تن و عیار 4 گرم در تن)، کوه زر دامغان، کوه زر کاشمر، کالکافی خونی اصفهان، زرین اردکان و طرقبه مشهد ( با ذخیره 5/3تن و عیار 4 گرم در تن)، گندی معلمان سمنان ( با ذخیره 4 تن و عیار 15 گرم در تن)، دارستان دامغان، مسجد داغی جلفا، سقز کردستان، آلوت کردستان و باکرویان سقر ( با ذخیره 6 تن و عیار 3 گرم در تن)، زر ترشت فاریاب، گلوگاه مازندران، پس قلعه تهران، قلعه زری بیرجند، قلعه جوق تربت حیدریه، تنورچه کاشمر و واشکسن قروه و زرشوران ( با ذخیره 50 تن و عیار 5 تا 8 گرم در تن) و آق دره تکاب ( با ذخیره 25 تن و عیار 3 گرم در تن ).

بنابر اعلام آمارهیا بین المللی ایران در سال 2000، از نظر میزان تولید طلا مقام 57، درسال 2001 مقام 65 و درسال 2002 مقام 68 و در سال 2003 مقاوم 55 جهان را به خود اختصاص داده است.

5- تشکیل کانی ها

1-5- مقدمه

در تشکیل کانی ها باید عواملی چون منبع و مشخصه سیالات کانه دار، منبع مواد سازنده کانه ها و چگونگی ورود آنها به سیال، چگونگی مهاجرت سیالات کانه دار و نحوه جدا شدن ماده معدنی از سیال کانه دار و چگونگی راسب شدن آنها مد نظر باشد.

منبع اصلی تمامی کانی ها و سنگها ماگما است که در اعماق زمین جسمی است بسیار داغ و سیال که بدلیل فشار به سمت سطح زمین حرکت می کند. ماگا در حین حرکت به سطح زمین سرد می شود و تحت شرایط فشار و درجه حرارت، کانی های بخصوصی فرصت تبلر پیدا کرده و متبلور می شوند و از ماگی جدا می شوند. به این عمل تفریق ماگمایی می گویند. طبیعی است در مرحه تفرق ماگمایی کانیهای که نقطه ذوب بالا دارند ابتدا متبلور می شود و کانیهایی که نقطه ذوب پایین تر دارند در مراحل بعدی متبلور شده و از ماگما خارج می شوند. 

علاو هبر ماگی ممکن است آبهای زیرزمینی و سالات حصال از دگرگونی نیز در تشکیل انواع کانی ها نقش داشته باشند. آبهای ناشی از ریزشهای جوی که فرصت دارند به اعماق زمین برسند و هم چنین آبهای موجود در زیر زمین نقش مهمی در تشکیل انواع کانی ها هم از طریق رسوبگذاری دارند. به مجموعه کانی هایی که از این طریق تشکیل می شوند کانی های هیدوترمال (Hydrothermal) می گویند.

2-5- انواع کانی ها

کانی ها را می توان براساس معیارهی مختلف دسته بندی کرد. براساس کاربرد تجاری آنها به عناصر کانی ها، بلورها و سنگ ها تقسیم بندی می شود. کانی ها را می توان براساس نحوه تشکیل آنها تقسیم بندی کرد.

1-2-5- تقسیم بندی کانی ها براساس نحوه تشکیل آنها

1- کانیهایی که از طریق واکنش شیمیایی تجمع حاصل می کنند:

a – کانسارهای ماگمایی شامل تبلور همزمان با سیلیکاتها و کانسارهای همراه پگماتیت ها.

B – کانسارها در سنگ میزبان شامل کانسارهای آذرین درونی  و یا بیرونی- کانسارهای گرمایی و کانسارهای حاصل از تجمع آبهای زیرزمینی

C –  تشکیل کانسارها در محیط آب شامل کانسارهای آتشفشانی زیر دریایی – واکنش های شیمیایی معدن و واکنش های شیمیایی آلی

2- کانسارهایی که به طریقه مکانیکی تجمع حاصل نموده اند.

2-2-5- تقسیم بندی کانی ها براساس نع کانی مراحل تشکیل آن

1-2-2-5- کانی های اولیه ( درون زاد).

کانی های اولیه شامل کلیه کانیهایی هستند که مستقیماً از ماگما تشکیل می شوند. این کانی ها و سنگها به طرق مختلف به سط زمین می رسند. به عنوان مثال شرایط تکنونیکی، فرسایش سطح زمین و آتشفشانها از جمله عواملی است که سنگها و کانی های اولیه را روی سطح زمین ظاهر می کنند. به چنین سنگها و کانی ها که در اعماث زمین تشکیل شده اد سنگهای آذرین درونی می گویند. از مشخصات این کانی ها داشتن بلورهای درشت آنهاست زیرا فرصت برای تبلوکانی وجود دارد- این کانی ها با سرعت بسیار کم سرد و متبلور می شوند.

در شرایط خاص، ماگما می تواند بصورت آشتفشان به سطح زمین برسد. در این شرایط ماگما روی سطح زمین جاری میشود که به آن لاوا (lava) می گویند. لاوا یا گدازه با سرعت زیاد سرد می شود. ولی چون زمان سردشدن بسیار کوتاه است کانی ها فرصت تبلور ندارند و لذا بسیار دانه ریز هستند به این گدازه ها سنگ های آذرین خروجی می گویند.

بطور کلی سنگهای آذرین درونی و یا بیرونی را می توان براساس مقدار سیلیس آنها طبقه بندی کرد. چنانچه سیلیس سنگ از 66% بیشتر باشد به سنگ آذرین اسدی و اگر سیلیس آن بین 66%-45 باشد سنگ آذرین بازیک و اگر سیلیس آن از 45% کمتر باشد به آن سنگ الترابازیک می گویند.

نحوه تشکیل کانی های اولیه

کانی های اولیه از ماگما تشکیل می شوند. ماگما در مراحل مختلف سرد می شود و در هر مرحله تعدادی از کانیهایی که شرایط لازم را برای تبلور دارند، متبلور می شوند. هر یک از این مراحل نام خاص خود را دارند.

1 - کانی های مرحله اولیه ماگمایی

بعضی از کانی ها در شرایط درجه حرارت و فشار بلا تشکیل می شوند. این کانی ها در اولین بخش سرد شدن ماگما متبلور می شوند و از ماگما جدا می شوند. مثلاً گروه الیوین اولین کانی هایی هستند که تشکیل می شوند هم چنین کانی هایی مثل کوارتز، فلوسپات، میکا، آپاتیت، روتیل و زیرکن از جمله کانی هایی هستند که در اولین مراحل تریق ماگمایی تشکیل می شوند. اکثر سیلیکاتها در این مرحله تشکیل می شوند.


2- پگماتیت ها

پگاتیت ها شامل تعدد زیادی از سنگها و کانی ها هستند که از ماگمای اولیه تشکیل شده اند. این کانی ها نیز بر اثر سرد شدن ماگما بوجود می آیند ولی ماگمای تشکیل دهده این کانی ها دقیق تر شده و تعدادی از کانی های موجود در ماگمای اولیه در این ماگما بدلیل تفریق ماگمایی وجود ندارند. چنین ماگمایی قادر است شکستگی ها، حفره ها و منافذ سنگها را پرکند. کانی های پگماتیتی معمولاً درشت دانه هستند و همین خاصیت به اهمیت اقتصادی آنها افزوده است.

3- پنوماتولیت ها

چون ماگمای اولیه بسیار داغ است مقدار زیادی از ماگما بصوتر گاز در می آید و تعددی از کانی ها بصورت گاز می باشند. بدلیل سبک تر بودن، این گازها از ماگمای اولیه جدا شده و به سمت بالا حرکت می کنند. این گازها قادر هستند فعل و انفعالات زیادی را با سنگ هایی که در تماس با آنها هستند انجام داده و باعث تشکیل گروهی از کانی ها شوند. بعنوان مثال چنانچه گازهای ماگمایی حاوی فلز بر باشند فلوسپاتهای قلیایی را به تور مالین تبدیل 

می کنند.

 

4- کانسارهای هیدوترمال

کانسارهای هیدوترمال را کانسارهای گرمایی نیز می گویند. این کانی ها از آبهای گرم موجود در ماگما در آخرین مرحله سرد شدن ماگما جدا شده و مقدار زیادی از کانی های موجود در ماگما را در خود حل کرده و سپسی به نقاط دیگر حمل می کنند و چنانچه شرایط مساعد باشد این کانیها از آب جدا شده و راسب می شوند. چون با بالا آمدن محلولهای گرمای این محلولها شروع به سرد شدن می کند و مانند خود ماگما این محلولها هم در شرایط درجه حرارت مختلف تعدادی از کانی ها راسب می شوند. بسته به درجه حرارت محلولهای گرمایی می توان آنها را به هیپوترمال ( درجه حرارت 300 تا  500 و فشار زیاد)، منروترمال (درجه حرارت 200 تا  300 و فشار زیاد)، اپی ترمال ( درجه حرات 50 تا  200 و فشار متوسط)، تله ترمال (شرایط حرارت کم و فشار کم)، و زینو ترمال ( حرارت کم و  فشار متوسط تا معمولی)، تقسیم بندی کرد.

کانی های گرمایی از جمله کانی های ارزشمند و مهم هستند و هم چنین تعداد این کانی ها زیاد هستند. مهمترین کانی هایی گرمایی طلا، نقره، کبالت، نیکل، بیسموت، جیوه، اورانیوم، تنگستن، روی و مس هستند.

 

- کانی های ثانوی شامل کانی های دگرگونی و کانی های برون زاد

این کانی ها از تخریب یا دگرسان شدن کانی های اولیه بوجود می آیند چون کانی های اولیه تحت شرایط خاص بوجود آمده اند. که این شرایط را روی سطح زمین نمی توانند تحمل کنند، لذا در کنار عوامل دیگر، تغییر شکل شیمیایی و فیزیکی می دهند و به کانی های دیگر تبدیل می شوند. مثلاً کانی الیوین کانی است که در اولین مرحله تبلور ماگما تشکیل می شود. شرایط تشکیل این کانی درجه حرارت زیاد و فشار زیاد می باشد ولی در سطح زمین درجه حرارت و فشار کم است. لذا الیوین وقیت در سطح زمین قرار می گیرد تخریب می شود و به انواع پیروکش ها تبدیل می شود. این تبدیلات تا مرحله ای پیش می رود که کانی نهایی دارای شرایط تشکیل مشابه روی زمین باشد. به عبارت دیگر دارای فرمول پایدار هستند و به سختی تخریب می شوند. بطور کی عمل تخریب به شکلهای مختلفی صورت می گیرد که هر کدام نان جداگانه ای مثل دگرسان شدن، اکسیداسیون و غیره دارد. کانی های ثانوی تحت فرایندهای مختلفی تشکیل می شود که مورد بحث قرار می‌گیرد.

1- فرآیندهای هوازدگی

تخریب شدن و تجزیه شدن سنگها به دلیل عواملی چون آب، اکسیژن  و دی اکسید کربن را هوازدگی می گویند. بعضی از این عوامل فقط باعث تخریب فیزیکی کانی می شود ولی بعضی از عوامل باعث تخریب شیمیایی و یا هر دو تغییر می شوند. در این تغییرات کانی اولیه به کانی دیگری تبدیل می شوند که به آنها کانی های ثانوی می گویند. بعنوان مثال تخریب کانی های سیلیکاته حاوی آلومینیوم، بوکسیت بوجود می آید.

2- فرآیندهای رسوبی

مواد محلول در آبها می توانند تحت شرایط اص درجه حرارت، PH محیط و فشار از آب جدا شده و راسب شوند. این کانی ها نیز جزء کانی های ثانوی هستند. کانی های مثل ژیپس، نمک، ایندرید، فسفاتها و آهک ها از طریق فرآیندهای رسوبی تشکیل می شون.

6- کانی های دگرگونی

بعضی از انواع کانی های اولیه و یا کانی های ثانویه تحت تأثیر فشار و درجه حرارت قرار گرفته مجدداً متبلور شده و به کانی های دیگری تبدیل می شود که به آنها کانی های دگرگونی می گویند. مثلاً سنگهای آهکی بدلیل فرآیند دگرگونی به مرمر تبدیل می شود.

بررسی های مینرالوژی طلا

1-6- ژئو شیمی طلا

مقدار طلا در ترکیب پوستة جامد زمین تقریباً بیست مرتبه کمتر از نقره است. طلا در درجة اول، همراه کانی های نقره، و یا بطور مستقل در داخل کوارتر، میسپیکل و یا پیریت از منشأ هیدوترمال تشکیل می شود. مقاومت زیاد آن در مقابل عوامل مختلف مکانیکی و شیمیائی- برخلاف نقره- موجب تمرکز آن در پلاسرها می گردد و بالعکس محلول های تجزیه ای فقط بمقدار کم حاوی طلا می باشند، بطوری که مقدار آن در تشکیلات رسوبی، به زحمت بحد قابل توجه می رسد.

بخش اعظم طلا در طبیعت بصورت« فلز طبیعی» پیدا می شود، به هر حال این عنصر به هیچ وجه خالص نیست، بلکه تقریباً همیشه با مقدار توجهی نقره (2تا 20 درصد) بصورت بلور مختلط تشکیل می گردد.

طلای پلاسر بطور متسوط دارای نقرة کمتری نسبت به طلای معدنی است، زیرا نقره بدلیل میل ترکیبی بیشتر، در طی تجریة سنگ ها بوسیلة عوامل شیمیایی بتدریج شسته می شود و به این ترتیب مقدار آن کمتر می گردد.

مس و بیسموت نیز ممکن است بمقدار کم در طلا وجود داشته باشد و بالاخره طلا با مقدار زیادی پالادیم (Pd) و رودیوم (Rh)، (طلای پلادیوم و طلای رودیوم) غالباً همراه است.

ملقمة نرم و نقره دار طلا دارای تقریباً 40 درصد خلوص است. این ملقمه به حالت ترد بوده، در پلاسرها بطور بسیار پراکنده ( مثلاً در آمریکا) پیدا می شود. طلای طبیعی که بیش از 20 درصد نقره دارد بنام الکتروم (Elektrum) موسوم است.

2-6- کانی شناسی

از لحاظ صنعت استخراج، سنگ معدنی طلا را به دو نوع تقسیم بندی می کنند:

1- سنگهای معدنی که طلای ناب را بصورت دانه های قابل رویت و لمس همراه دارند. و طلای آنها به روش ملغمه ( آمالگا ماسیون) یا شستشو قابل استخراج می باشد.

2- سنگهای معدنی که طلا در آنها به صورت دانه های بسیار ریز و غیر قابل رویت وجود دارد. در هر دو صورت طلا به صورت فلز مستقل در توده اصلی سنگ معدنی وجود دارد و در بعضی از پیریت ها که منشأ زیر آتشفشانی (subvolcanic) و هیروترمال دارند. طلا به صورت دانه های ریز که با میکروسکوپ الکترونی قابل رویت است وجود دارد.

به طور کلی کانسارهای طلا را به دو نوع تقسیم بندی می کنند.

الف- کانسارهای برجا : در کانسارهای برجا طلا همراه سنگهای آذرین اسیدی عمیق و متوسط و به ندرت در سنگهای آذرین خروجی پیدا می شود. در هر صورت همراه کوارتز در رگه های کوارتزی، همراه کانیهای کلسیت (CaCo3)، باریت (BaSo4)، فلورین (CaF2)، آلاباندین (Alabadin) و همچنین همراه کانیهای فلزی مانند: پیریت (FeS2) ، بلند(   )، کالکوپیریت (CuFeS2)، کانیهای نقره و کانیهای تلور (Te) و خیلی به ندرت همراه سیلیم (Se) است. 

ب- کاسارهای آبرفتی: از تخریب کانسارهای برجا و حمل ونقل آن به وسیلة عوامل طبیعی، کانسارهای آبرفتی تشکیل می شود و تجمع طلای ناب در این صورت در بستر رودخانه ها و دریاچه های بسته اانجام می گیرد. در این صورت طلا همراه سایر کانیهای سنگین مانند کرندوم (Corundum;Al2o3) و زیرکن (Zircon; (Sio4) ، مونازیت (Ce,La,Y,Th)PO4، کاسیتریت (SnO2) و نارسنگ (Garnet) و بالاخره مگنتیت (Fe3o4 به شکل  ماسه سیاه) است. 

- در پوستة زمین، تخمین زده می شودکه دارای مقدار متوسط 0001/0 اونس طلا به ازای یک تن کوچک یا 5/3 قسمت در بیلیون (Part Per Billion)PPB طلا باشد. سنگهای رسوبی به ویژه ماسه سنگها از درصد بیشتری طلا برخوردارند. در میان سنگهای آذرین، مقدار متوسط طلا در سنگهای مایکی (mafic) تیره نام کمی بالاتر بوده و نسبت به سنگهای فلسیک (Felsic) پایین تر است. آب دریا نوعاً دارای 011/0 (PPB) طلا می باشد. هر چند این مقدار از لحاظ مکانی PPB 44 تا PPB 001/0 در نوسان است و مقدار طلا در آبهای سطحی همانند آب دریا، در همان محدوده بوده و وابستگی زیادی به منبع آن پیدا می کند. برای نمونه، آبهای که از معدن طلا دریاکوت جنوبی (Yakut) در شوروی جاری می شوند. شامل مقدار متوسط PPB7/0 تا PPB9/0 طلا می باشد.

در ایالات کلرادو آمریکا، پساب حاصله از معادن طلا و نواحی دیگر شامل PPB15/0 هستند. لازم به یادآوری است که چشمه های آبگرم معمولاً نسبت به آبهای دیگر از درصد بیشستر  طلا برخوردارند و کانسارهای طلا دربسیاری از انواع سنگها یافت می شوند.

کانسارهای هیدوترمال در سنگهای آذرین واسطه ای و اسیدی در آبرفتهای رسوبی (Silty) سنگهای کربناته رگه دار و در سنگهای متاموفیک (Metamorphic) یا رسوبی سیلیسی یا آلومینی، به طور معمولتری ظاهر گشته و دیده می شود.

مهمترین کانی، در ذخائر طلا، طلای خالص یا طبیعی (Native gold) است. طلای خالص یا طبیعی حاوی مخلوطی از 40 عنصر فرعی است که مهمترین آنها عبارتند از : نقره، فلزات خانواده پلاتین، مس، آهن، سرب، بیسموت و آنتیموان.

طلا اساساً همان طوری که گفته شد، به صورت فلز طبیعی رخ داده و با نقره و دیگر فلزات تشکیل آلیاژ می دهد و همچنین به صورت تلوریدها (Tellurides) ظاهر می شود. از جمله آلیاژهای طلا می توان به الکتروم (Electrum) آلیاژ طلا و نقره اشاره کرد والبته سایر مواد معدنی طلا کمیاب بوده وطلا معمولاً همراه با سولفیدهای آهن، نقره، آرلینک آنتیموان و مس می باشد.

اگر چه غنی ترین کانسارهای رگه ای شکاف دار همراه با گانگ کواتزی

Quortz Gongue)) مانند بونانزس (Bonnzas) می باشند، اما طلا بیشتر از کانسارهای عظیمی که عیارشان متوسط است، استخراج می شود. برای مثال در آفریقای جنوبی، کانیهای طلا با 2/10 اونس طلا در تن مورد عملیات بهره برداری قرار می گیرند و در کنار آن معادنی وجود دارند که در آنها کانیهای مربوطه در هر تن 69/0 اونس طلا موجود است. کانیهای طلایی ایالات متحده آمریکا، به طور متوسط 1/10 اونس یا کمتر طلا در هر تن دارند، هر چند امروزه با بهره گیری از روشهیا جداسازی و بازیابی ویژه ای ( فرآیند جداسازی توده ای شیمیایی) کانیهای با کمتر از 1/0 اونس طلا در تن را می توان مورد بهره برداری قرار داد.

3-6 منشأ طلا

اصولاً کانسارهای طلا دارای منشأ های زیرند:

1- هیدو گرمایی (Hydrothermal)

2- هیدوگرمایی- متاموفیک( Hydrothermal . Metamor phic)

3- متامریک ( دگر دیس- دگرگونی)

4- آبرفتی( رسوبی ، (Placer

5- جوش سنگها (Gonglomerates) ( لایه های سطحی، شکافهای باریک ایجاد شده در طول زمان) بیشتر ذخایر طلا، دارای منشإ آذرین بوده و یا اینکه از تمرکزهای سطحی سرچشمه می گیرند.

ذخایر رگه ای (‌یا طلای معدنی) اکثراً در اثر محلولهای هیدوترمال حاصل می شوند. طلا، در توده های معدنی از منشأ هیدوترمال، همراه پیریت، میسپیکل، کوارتز و یا همراه رود کروزیت (Rhodochrosit) و سایر کانی های منگنز و باریتین تشکیل می شود.

رگه های نوع اخیر (رگه های جدید طلا) با سنگهای آتش فشانی مربوط بوده و با پدیده اشباعی سنگها (Impragnation) بستگی ندارند. این رگه ها دارای تلو رورهای طلا نیز می باشند. سولفورهای طلا دار کوارتز طلا دار، توده های معدنی قدیمی، و قاعدتاً بدون نقره بوده، با سنگهای آذرین درونی مربوط هستن.

 تمرکزهای مکانیکی ذخائر عظیم پلاسری را به وجود می آورند. ( طلای پلاسر Placer در مقابل طلای رگه ای یا طلای معدنی قرار می گیرد) این پلاسرها هم از توده های قدیمی و هم از توده های جدید هستند. امروزه پلاسرهای طلا دار برای استخراج طلا، بسیار مهم می باشند. استخراج طلا در رگه های معدنی آن تا مقدار 2 گرم در تن با توجه به شرایط استخراج مقرون بصرفه است. مقدار طلا در پلاسرها تا چند دهم گرم در تن نیز می تواند از نظر اقتصادی مناسب باشد.

میزان فراوانی طلا در ذخایر و منابع مختلف این فلز متفاوت است. فراوانی طلا در پوستة جامد زمین %7- 10* 5/4 یا 5/4 میل یگرم در تن است .فراوانی طلا در آب دریا و سنگهای مختلف به صورت زیر است : ( در %7- 10*)

آب دریا                 5/0- 4/0

سنگهای رسوبی            5/1-1

سنگهای متامورفیک            2/4-7/0

سنگهای آذرین اسیدی            2

سنگهای آذرین بازی            10-2

درجة خلوص رسوبات طلا، از رسوبات جوان به رسوبات قدیمی، از رسوبات با دمای پایین به رسوبات با دمای بالا، ار رسوبات کم عمق به رسوبات عمیق و از سنگهای اولیه به سنگهای مجدداً رسوب شده (redeposited) افزایش می یابد (N.Pertrovaskaya- 1973)

4-6 انواع ذخایر طلا

1-4-6- رسوبات طلا

رسوبات طلا که به آسانی قابل تشخیص هستند و اولین کشفیات به حساب می آیند. رگه های رسوبی غنی از ذرات طلا می باشند. این ذرات در سنگهایی یافت شدند که با افزایش فرسایش و سپس تحکیم نسبی به خاطر جریان آب پوشیده شده اند چنین رسوباتی تحت عنوان پلاسر (Placer) یا رسوبات درجة دوم شناخته می شوند. نمونه های بارز آن رسوبات کوچک طلا در درة راین Rhine، کالیفرنیا و آلاسکا هستند. فراوانی طلا در رسوبات پلاسر به خصوص وقتی ذرات طلا در نواحی بسیار کوچکی مثل بستر رودخانه ها جمع می شوند، تغییر می کند. تحت شرایط مطلوب، رسوبات پلاسر حاوی مقدار کم lppm طلا، ممکن است با موفقیت استخراج شود.

رگه های کوارتز حاوی طلا اغلب همراه با گسل صاف ترکهای صخره ای بنیان نهاده شده اند.

 هنگامی که ذرات طلا در منشأ خود باقی می مانند، از آنها به عنوان رسوبات اولیه یاد می شود. به طور کلی می توان فرض کرد این نوع طلا به صورت هیدوترمال شکل گرفته است. یعنی آن از طریق مرحله ای واسط در محلول آبی انجام می شود. چنین رسوبای در آفریقای شرقی، استرالیا، کانادا و بریتانیای سابق یافت می شوند. مقدار طلای آنها بسیار متفاوت است.

میادین طلای وایت واتر زراند در آفریقای جنوبی با ته نشینی تشکیل شده اند. آنها رسوبات شنی و تو خالی هستند که با تشکیل سنگهای عظیم متمرکز شده اند. و در آنها طلا به صورت ذرات بسیار ریز پراکنده شده این گونه رسوبات طلایی به عنوان رسوب کلوخه شده(Conglomerate deposit) نام گرفته اند. 

متوسط طلای محتوی سنگ معدن وقتی که از هرزه سنگ gangue، جدا می شود PPB12 است. عمق استخراج در معدن وایت واتر زراند به M 400 می رسد. تا به امروز تقریباص t 30000 از طلا یعنی تقریباً یک سوم کل طلای جهان از این معدن می آید. ماسه های ناتمام استخراج شده که انباشته شده، برای مثال، اطراف ژوهانسبورگ Johannesburh محتوی حدود t 1500 طلا(PPB5/0) هستند، مواد معدنی که حاوی پیریت (FeS2) هستند، بوسیلة عملیات سیانوراسیون حل نمی شوند. همچنین این مواد می تواند با توجه به شرایط مالی و اقتصادی مراحلی را طی کند.

سنگ معدن مس سولفید ممکن است مقدار طلایی را دارا باشد، که در نتیجة هوازدگی و فرسایش بسیار متمرکز  شده باشد. در ناحیة اکسیداسیون خارجی، واکنش های هیدوترمال به شکل زیر رخ می دهند:

3Fe3+Au Au3++3Fe2+

در حالیکه درنواحی رسوبی Cementaion zones واکنش معکوس رخ می دهد. چنین رسوباتی در پاپوآ papua گینة نو (ok Tedi) و در برزیل انباشته شده است. رسوب گینة نو حاوی تقریبا ppm 4 طلا در ناحیة رسوبی است. سنگهای سولفید مس بطور متوسط تنها محتوی سهم کمی طلا هستند (ppm < 1)؛ به هر حال آنها می توانند منبع مهمی از طلا باشند. درطی ذوب طلا با نقره همراه است و میتواند در لجن آندی مس جدا شود. به ویژه تمام سنگهای معدن نقره نیز از مقداری طلا برخوردارند.

1-1-4-6- پیدایش ذخایر پلاسر طلا

طلای بستر رودخانه یا طلای آب رفت که در اصطلاح آن را پلاسر(placer) می نامند در نتیجه هوازدگی و تخریب سنگهیا طلا دار، حاصل میشوند. تغییراد دما، آب و حلالهای طبیعی، سنگها را تجزیه و تخریب کرده وطلا را از گانگش ( مواد باطله gangue) آزاید مینماید، سپس محصولات هوا زدگی توسط آبهای جاری حمل شده و درضمن تا حد اندازه های کوچکی خرد می شوند بنابراین مقدار طلای بیشتری آزاد می شود. طلا به خاطر داشتن جرم حجمی بالا، در میان توده های سیلت ( گل و لای ، Silt)، ماسه، و گراول ( سنگریزه= ( gravel جایگزین شده و به وسیله جریان رودخانه حمل میگردد. بیشتر مواقع، طلا مانند مواد سبکتر، به مناطق دورتر حرکت می کند و در زمانیکه سرعت جریان رودخانه برای حمل طلا به نقاط دورتر کافی نیست، مستقر شده و معمولاً درروی سنگ بستر متمرکز می شود و اصولاً جرم حجمی بالای طلا در مقابل عمل حمل ونقل به آن مقاومتی مشابه دانه های درشت تر از ماسه می دهند. تشکیل پلاسرهای عظیم، با به وجود آمدن یک سطح مبنای جدید در منطقه که ناشی از تخریب عمیق و شدید سنگهاست، همراه می باشد.

ذخائر طلای پلاسری معمولاً در مناطقی که رگه های طلا دار وجود دارند یافت می شوند ولی ذخائر موجود در رگه ها ممکن است بسیار کمتر و یا ریز دانه تر از ان حدی باشند که از نظر اقتصادی قابل توجه باشد. پلاسرها را به اشکال متنوعی تقسیم بندی می نمایند ولی میتوان گفت که پلاسرها نهایتاً به دوگروه تقسیم می شوند:

الف- پلاسرهای سطحی یا کم عمق ( پلاسرهای مدرن)

پلاسرهای سطحی عبارتند از شن زارها و بسترهای جدید الاحداث که در کناره و در کف رودخانه ها و یا نزدیکی آنها وجود داشته و توسط دیگر رسوبات پوشیده نشده اند. در بستر این آب رفت ها، چه رودخانه و چه مسیل، همیشه طلا به شکل ذرات و دانه های بسیار کوچک و فلس های بسیار نازک در لابلای شن و  ماسه و لجن گسترده شده است. گاهی اوقات تکه های بزرگ و قابل ملاحظه ای که طلا در آن تمرکز یافته پیدا می شود، وزن قطعه ازذخایر پلاسری طلا، 2/36 کیلوگرم بوده است.

(Great Triangle Us R)  همچنین قطعه ای مرسوم به Welcome stranqer به وزن 6/95 کیلوگرم در سال 1886 در ویکتوریا جنوب آفریقا نزدیک به سطح زمین پیدا شد. قطعه ای نیز در استرالیا به وزن 285 کیلوگرم پیدا شد (Holtermans plate, Australia)

ب- پلاسرهای عمیق (پلاسرهای قدیمی)

ذخایر پلاسری عمیق عبارتند از شن زارهای بستر رودخانه و مسیلهای کهنه که در نتیجه عوامل طبیعی از قبیل فرسایش و گدازه آتشفشان ها در تحت طبقات خاک و سنگهای پیوسته cohernt مدفون شده اند و تفاوت چندانی با پلاسرهای سطح ندارند. طلا در اینگونه ذخایر، باز هم به شکل ذرات ریز و فلسهای بسیار نازک در لابه لای شن و ماسه بوجود آمده است.

ذرات طلای آب رفت ( ذخایر پلاسری) همیشه با سایر مواد معدنی از قبیل طلای سفید (پلاتین، pt)، مگنتیت (Fe3o4)،پیریت (Fes2)، ایلیمینت (FeTio3)، زیرکن zt(Sio4)، گارنت (pbs) ، روتیل (Tio2)، باریت (BaSo4)، و لفرامیت (Fe,Mn) Wo4، کاسیتریت (Sno2)، و گاهی اوقات الماس همراه می باشد شناسای کانی طلا که همراه مقادیری پیریت و کالکوپیریت (CuFeS2) است، مشکل می باشد. زیرا هر دو کانی شبیه طلا هستند. در این حالت برای شناسایی طلا نمی توان از محلول نیترات نقره ( AgNO3) استفاده کرد. این محلول شیمیایی هر دو کانی پیریت و کالکوپیریت را در خود حل می کند و اثری روی طلا ندارد.

کانی پیریت (pyrite) به فرمول شیمیایی FeS2 است، که در طبیعت به صورت خالص دیده می شود. نیکل به مقادیر مختلفی می تواند در آن جایگزین شود. این کانی در سیستم کوبیک متبلور می شود سختی آن 5/6-6 و وزن مخصوص آن 1/5 است. پیریت کانی مات است جلای فلزی دارد. رنگ آن زرد طلائی و رنگ خاکه آن سیاه متمایل به قهوه ای است. سطح شکست آن ناصاف است پیریت خوب صیغل می خورد و انعکاس نوری آن خیلی زیاد است. رنگ آن در نور انعکاسی در سطح صیغلی شده زرد است. پیریت با اسید نیتریک واکنش نشان می دهد ولی در برابر سیانور پتاسیم، اسید کلریدریک، کلرور آهن و هیداکسید پتاسیم مقاوم است و واکنش نشان نمی دهد.

2-4-6- طلا در رگه های کوارتز

طلا در رگه های کوارتز به شکل ذرات پراکنده در آن به حالت آزاد یافت م شود و مهمترین آنها شامل سنگهیا گرانیت، گنایس، تراکیت، اندیست، باز است، دیوریت، گابرو، و شیست می باشد.

3-4-6- ترکیبات طلا دار

علاوه بر طلای خالص طبیعی (Native Gold) ک مهمترین کانی در میان ذخائر طلا محسوب می گردد،  20 کانی بر بردارندة طلا شناخته شده که شامل تلوریدهای طلا و دیگر ترکیبات شبه فلزی طلا دار می باشد.

 1-3-4-6- تلوریدهای طلا

طلا به صورت ترکیب در سنگهای تلوریم دار در بعضی از نقاط استرالیای غربی، اتریش و آمریکا به اشکال مختلف یافت و استخراج می گردد. تلورورهای طلا، ترکیبات طبیعی هستند که از منشأ هیدوترمال تشکیل می گردند و در میان ذخایر طلا به مقدار کمتر قابل توجه هستند. برخی از آنها عبارتند از:

 

کالاوریت Calaverite

کالاوریت یا تلورید طلا، یک تلورید کمیاب طلا است؛ آن یک میزان فلزی است. کالاوریت اولین بار در استان کالا وراس Calaveras County کالیفرنیا در سال 1861 کشف شد. فرمول شیمایی آن AuTe2 است رنگ آن ممکن است در محدودة سفید نقره ای تا زرد برنجی باشد. کالاوریت 7/43 درصد طلا در ترکیب خود دارد. کالاوریت نزدیک ترین ارتباط را به سیلوانیت sylvanirte، تلورید طلا- نقره دارد. دیگر مینرال معادل AuTe2، کرنریت krennerite است.

خواص فیزیکی: کالاوریت در بلورهای منوکلینیک بوجود می آید، که دارای کلیواژ صاف نمی باشد. وزن مخصوص آن 35/9 و سختی آن 5/2 است.

خواص شیمیایی: کالاوریت در اسید سولفوریک غلیظ حل می شود. در اسید سولفوریک داغ مادة معدنی حل می شود، باقیمانده یک تودة اسفنجی  از طلا در یک محلول قرمز از تلوریم است.

وجود: موجودیت کالاوریت محدود به جلگه پست کلراو: استان کالاوراس کالیفرنیا، در ایالات متحدة آمریکا ( جایی که این نام ازآن گرفته شده)؛ ناگیاژ رومانی؛ منطقه طلایی kink land lake آنتاریو؛ منطقة راین، استان کبک Ouebec در شرق کانادا؛ و کالگورلی kalgoorlie ، استرالیا.

 

سیلوانیت Sylvanite

سیلوانیت یا تلورید طلا نقره، (Ag,Au) Te2  عمومی ترین تلورید طلا است: نسبت طلا : نقره از 3:1 تا 1:1 تغییر می کند آن  یک کانی فلزی با محدودة رنگ از خاکستری آةنی تا تقریباً سفید است. آن نزدیکترین شباهت را به کالاوریت دارد. سیلوانیت در سیستم منوکلینیک متبلور می شود. کریستالهای آن کمیاب هستند و معمولاً تیغه ای یا دانه ای است. آن خیلی نرم با سختی نسبت به نور است و انبوه آن می تواند تیره شود اگر بدون حفاظت برای مدت زیاد در نور آفتاب گذاشته شود.

وجود : سیلوانیت کشف شده در ترنسیلوانیا transy vania که این نام از آن گرفته شده همچنین معدنی از آن کشف شده در استرالیا در شرق منطقة کالگورلی kalgoorlie. در کانادا –آن پیدا شده در منطقة طلایی kikland lake آنتاریو و بخش راین استان Quebec شرق کانادا. در ایالات متحده وجود دارد در کالیفرنیا و در کلرادو بعنوان مثال معدنی از آن در بخشی از رسوبات معدنی ناحیة جلگة پست. Cripple crek وجود دارد. سیلوانیت با طلای خالص، کوارتز و فلئوریت، رود و کروزیت (Mnco3)  پیریت (FeS2) و آکانتیت (Ag2S) ناگیاژیت، کالاوریت، کرنریت، و دیگر کانی های تلورید کمیاب همراه است. سیلوانیت بطور عمومی بیشتر در رسوبات رگه ای هیدو ترمال با دمای پایین یافت می شود.

 

کرنریت Krennerite

کرنریت یک مینرال تلورید ارتور بیک طلا است. که بطور نسبی می تواند محتوی میزان کمی نقره در ساختارش باشد. فرمول آن AuTe2 , و تغییر یافتة آن (Au0/8,Ag0/2) Te2 است. هر دو درشیمی مشابه تلوریدهای طلا – نقره هستند، کالاوریت و سیلوانیت در سیستم کریستالی منوکلینیک هستند. در حالیکه کرنریت ارتورمبیک است. 

تغییرات رنگ از سفید- نقره ای تا زرد- برنجی است. آن وزن مخصوص 53/8 و سختی 5/2 دارد. کرنریت در محدودة هیدوترمال با درجه حرارت زیاد یافت می شود.

کرنریت کشف شده در سال 1877 و اولین بار توصیف شد بوسیلة معدن شناس مجارستانی ژزف کرنر ( 1920- 1839).

پتزیت petzite

کانی پتزیت، Ag3 Au Te3 نرم است، میزان خاکستری- آهنی، که از رسوبات متداول بوسیلة فعالیت های هیدوترمال تشکیل می شود. شکل کریستالها متساوی است، معمولاً با تلوریم کمیاب و مینرالهای طلا، اغلب با نقره، جیوه و مس همراه است.

نام آن از W. pet2 ، شخصی که مینرال را در سال 1845 در رمانی Romania کشف کرد، گرفته شده است.

2-3-4-6- دیگر ترکیبات معدنی طلا دار

اور و ستیبیت Aurostibite , AuSb2

اروستیبیت، Ausb2  یک میزان متساوی طلا- آنتیموان است که یک عضو از گروه پیریت است. اوروستیبیت در سال 1952 کشف شد و آنرا می توان رگه های هیدوترمال طلا- کواتز، و در محیط کم گوگرد که محتوی دیگر میزالهای آنتیموان باشد یافت.

این مینرال را می توان در یلونایف Wellowknofe در اراضی شمال غربی کانادا و بخش Timishaming در انتادیو، کانادا، پیدا کرد.

آنتیمومنیدها کمیاب هستند و بطور معمول بسویه مینرالوریست ها در کلاس سولفید قرا دارند.

4-4-6- طلا در کانی های فلزات دیگر

عموماً طلا، با سولفیدهای فلزی غیر آهنی و کانیهای وابسته به آن، ارتباط بسیار نزدیکی دارد و اغلب با این سولفیدها و یا محصولات ناشی از اکسید شدگی آنها همراه است. این همراهان طلا عبارتند از :

کالکوپیریت (CuFes2)، اسفالریت (zns)، کالنیت،‌آرسنوپیریت (FeAsS)، پیریت (FeS2)، آنتیمونیت (     ) لیمونیت(       ) و کوارتز. 

آنتیمونیت : آنتیمونیت معمولاً به صورت بلورهای ستونی (Columnnar) و سوزنی و یا اینکه به صورت شعاعی پدیدار می شود و به ندرت بهصورت آگرگات در کوارتز دیده می شود، ترد و شکننده بود، رنگ آن خاکستری سربی و دارای جلای فلزی می باشد.

لیمونیت ( کانه آهن قهوه ای): انباشتگی و تراکم این کانی در قسمتهای آتره شده توده کانة سولفیدی، از این جهت قابل توجه است که در بعضی مواقع دارای مقادیر زیادی از طلا می باشد.

کواتز: کوارتز بیشستر از دیگر کانیها، طلا را همراهی میکند. بدین سبب طلا اغلب در رگه های کوارتزی وجود دارد، طلای آشکار (Visible gold) اغلب در کوارتزهای زرد- قهوه ای با ادخالیها اخری (ochreous) دیده می شود.

کانی هرزه سنگ طلا: کانی هرزه سنگ (Gongue) طلا، معمولاً کوارتز است، اا کربنات ها، تومالین، فلوئوراسپار ( فلوئورید کلسیم caF2) و مقداری کمی از کانیهای غیر ف لزی نیز ممکن است بعنوان هرزه سنگ طلا وجود داشته باشند. طلا معمولاً در سولفیدهای فلزات پایه (Basemetals)  و کانیهای وابستة آن، جای می گیرد.

برای بدست آوردن طلای موجود در این کانی ها ابتدا فلزات اصلی آنرا استخراج نموده و بعداً در حین تصفیه طلا و نقره را استخراج می کنند. البته طلا، محصول فرعی یا محصول درجه دوم بشمار می آید.

 

7- اکتشافات معادن طلا

1-7 مقدمه 

وجود کارهیا قدیمی معدنی در کانسارهای شناخته شده، انسان را در مورد نحوه پی جویی (Propection) و اکتشاف (exploration) و استخراج (extraction) سنگ معدن طلا و نهایتاً استحصال طلای فلزی از سنگ معدن به تفکر وا می دارد، زیرا با دقت در کانسار طلا، که کارهای قدیمی در آن انجام گرفته است این نتیجه حاصل می شود که پشتیبان، زمنی شناسان و معدنکاران بسیار خوبی بوده اند. زیرا با توجه به عیار کم ماده معدنی و پراکنده بودن آن، طلا با چشم غیر مسلح قابل رویت نبوده و تنها از روی علائم و نشانه های زمین شناسی و تکتونیکی ( زونهای آلتره، گسلهای حاوی مواد معدنی پر عیار) می بایست پی به وجود معدن برد مههذا آنان این محلها را شناسایی و با توجه به وسایل ابتدای معدن کاری که در اختیار داشته اند، اقدام به استخراج ماده معدنی کرده و حتی الامکان سعی کرده اند که با طله برداری را به صورت حداقل انجام دهند، سپس سنگ معدنی استخراج شده را با وسائل بسیار ساده، باری جدا سازی طلا از سنگ معدن، پورد و نرم می کردند. وجود سرباره های حاصل از ذوب در اکثر چنین معادنی گویای آن است که بیشتر عملیات ذوب و تهیة شمش طلا را هم، در همان محیط های معدنی انجام می داده اند.

جالب این است که در دورة فعالیتهای جدید اکتشافی پس از بررسیهای فراوان مشخص شده، که بهترین مناطق از نظر ذخائر و عیار، مناطقی است که در آنها کارهای قدیمی صورت گرفته است. در زمینة استخراج طلا، در گذشته های دور، روش استخراج طلا از رسوبات رودخانه ای (آبرفتی) که امروز به نام ذخائر پلاسر معروف است قدمت بیشتری داشته و به علت سهولت کار، در مقایسه، با استخراج طلا در سنگهای معدنی در دل کوهها، بیشتر رایج بوده است. 

اکتشاف طلا گرچجه مانند اکتشاف سایر مواد معدنی از یک روش معمول و استانداردی پیروی می کند که در تمامی روشهای سیستماتیک بایستی رعایت شود، اما نکات خاصی هم وجود دارد که بایستی در اکتشاف این فلز همواره مدنظر قرار داده شود، از آنجایی که ططلا به طور عمومی به دو صورت آبرفتی ( ذخایر پلاسر) و غیر آبرفتی ( ذخائر ماگمایی و هیدوترمال) یافت می شود، نحوه اکتشاف این دو دسته به طور کلی با یکدیگر متفاوت است.

با توجه به نحوه و شرایط تشکیل کانسار طلا، می توان معیارهای مختلفی برای پی جویی آن تعیین و بر این اساس عملیات پی جویی را آغاز کرد.

2-7- معیارهای پی جویی (propection) و اکتشاف (Exploration) طلا

1-    معیارهای آب و هوایی 

برای مثال اگر چنانچه هدف پی جویی، به دست اؤردن طلای پلاسر می باشد، این نکته را باید در نظر داشت که پلاسرها در آب و هوای مرطوب تشکیل می شوند، بنابراین در موقعی که هدف، پیجوی اینگونه ذخائر است، بایستی در ابتدا دوره هایی از تاریخ زمین را که دارای آب و هوای مناسب برای تشکیل این مواد بوده است مشخص کرد. بدیهی است وجود آب و هوای مناسب به تنهایی جهت تشکیل کانسار کافی نیست بلکه در کنار آن بایستی مواد اولیه مناسب و عوامل لازم جهت حفظ مواد تشکیل شده، وجود داشته باشند

2- معیارهای سنی

رابطة کانسار و سنگهای در برگیرنده آن، یکی از بهترین معیارهای پیجویی به شمار می آید بسیاری از مواد معدنی از جمله طلا در داخل سنگهای با سن معینی یافت می شوند برای نمونه می توان از ذخائر طلای اپی ترمال که در رژیم تکتونیکی زون فرو رانش در کمر بندهای سنگهای  آتشفشانی اسیدی و حد واسط کالک آلکالن دوران سوم که در خارج از آب سرد شده و کمربند سنگهای سبز با کانی سازی فراوان طلا متعلق به آراکئن نام برد. به طور کلی ذخائر طلا در  4 دورة، آراکئن قدیمی، پروتروزوئیک، پالئوزوئیک پسین،  نمرو سنوزوئیک‌.گسترش یافته اند.

2-    معیارهای ساختمانی

ارتباط ساختمان زمین شنایس منطقه با وجود طلا، یکی از معیارهای جالب پی جوییی است. مواد بی شماری را می توان یادآوری کرد که طی آن رابطه نزدیکی بین تمرکز طلا و عوامل تکتونیکی ( ساختمان شناسی؛ tectonics) وجود دارد.

کانسارهای طلا اغلب به صورت رگه ای دیده می شوند که در حقیقت این رگه ها، شکستگی وگسلهایی است که از ماده معدنی پر شده است، بنابراین در چنی مواردی با جستجوی مناطقی که شدیداً دارای شکستگی باشند می توان راه جستجوی طلا را، آسان کرد.

4- معیارهای کانی شناسی

به طور کلی بعضی از کانیها در ارتباط با کانسارهای خاصی هستند، کانسارهایی مثل مس پور فیری ( کالکوپیرییت) به هماره مولیبرنیت یافت شده و معمولاً دارای طلا هم هستند بنابراین در یک کانسار پورفیری در صورت حضور مولیبدنیت در کنار کالکوپیریت، طلا و نقره هم ممکن است تشکیل شده باشد.

5- معیارهای ژئو شیمیایی

معمولاً چندین عنصر یا کانی، همراه با هم در سنگ دیده می شوند و هرگاه در منطقه ای سنگهای حاوی یکی از این عناصر یا کانیهای یافت شود، احتمال وجود سایر عناصر و کانیها نیز،‌وجود دارد، علاوه بر آ“ عناصر ردیاب هم در رابطه با پیجویی، دارای نقش موثری می باشد، فرضاً در ذخائر رگه ای طلا و نقره، عناصر معروف و ردیاب عبارتند از : As,Sb, Te, Hg,Mn,I,F,Bi,Co

 6 معیارهای ژئومورفولوژیکی 

ای معیار، بیشتر در رابطه با ذخائر طالی پلاسری، قابل توجه است. از جمله معیارهای ژئومورفولوژیکی لازم برای تشکیل پلاسرها، شیب منطقه می باشد. طبق عقیدة لیندگرین و بتمن، پلاسرهای صحرایی در مناطق  شدیداً هوازده و با برجستگی ملایم قرار دارند، برای حرکت رسوبات و تشکیل ذخائر پلاسری، شیب 006/0 (30 فوت در مایل) مناسب است.

ذخائر پلاسری معمولاً در قسمتهای بالای رودخانه که شیب آن تند است یافت نمی شند، اما در شرایط استثنایی طلاهایی که به حد کافی دانه درشتند، در این قسمتها ذخائر بارارسشی را تشکیل می دهند.

8- تعیین عیار نمونه معدنی طلا

سنگ معدنی طلا دار مورد نظر در حین انجام مراحل مختلف اکتشافی بایستی از نظر کانس شناسی و شیمیایی ( عناصر تشکیل دهندة سنگ) مورد بررسی قرار گیرد. زیرا مشخص کردن نوع کانیهای تشکیل دهنده سنگ طلا دار و همچنین شناخت کانیهای طلای موجود در سنگ و کانیهای همراه با آن و ابعاد دانه های طلا ( ریز داه درحد چند میکرون یادداشت دانخ حتی در حد چند میلی متر) و نوع طلا از نظر طبیعی یا همراه بودن با سولفیدها (پیریت و کالکوپیریت و …) و عناصر مانند سلینم، تلور، بیسموت، آرسینک و ...، و از نظر تجزیه شیمیایی که عناصر تشکیل دهدة سنگ را مشخص می کند، بسیار با اهمیت می باشد.

اطلاعات دقیق کانی شناسی سنگ معدن طلادار، در انتخاب بهترین روش استحصال طلا، از سنگ مورد مطالعه، بسیار مفید و مورد نیاز است.

 

1-8- آنالیز کمی نمونة معدنی طلا

1-1-8 تجزیه حرارتی (Fire Assay)

تجزیه حرارتی بخشی از تجریه کمی شیمیایی است که در آن فلز موجود در مادة معدنی را با عمل ذوب به حالت فلزی از سنگ جدا کرده توزین می کنند به هر حال این روش فقط در مورد فلزات گرانبهای مانند طلا ونقره و پلاتین که تجزیه شیمیایی آنها از طریق معمول شکل و گران و وقعت گیر است به کار می رود.

تجزیه حرارتی فلزات گرانبها : این روش با وجود معایب به کار بردن دماهای بالا، روشی اقتصادی دقیق و سریع است و امروزه به طور وسیعی در معادن یا کارخانه هایی که محصلو آنها حاوی فلزات قیمیت می باشدبه کار می رود، یعنی در حقیقت استفاده از این روش منحصر به معادن طلا ونقره نیست، بلکه در معادن دیگری هم که محصول آنها حاوی مقادیری از این فلزات است مورد استفاده می باشد، زیرا در هر صورت دانستن میزان دقیق فلزات قیمتی موجود در کاه دارای اهمیت زیادی است. در تجزیة کانه هایی که از فلزات و شبه فلزات تشکیل شده اند، روشی که به کار می رود به طور کلی عبارت است از تولید دو مایع یکی مایع سرب مذاب که فلزات قیمتی را جذب می کند و دیگر سرباره که مواد زائد را در خود می گیرد. این دو مایع را با استفاده از اختلاف زیاد جرم حجمی آنها از هم دیگر جدا کرده و بعد فلزات گرانبها را با استفاده از خواص شیمیای آنها از سرب و از همدیگر جدا می کنند.

طلا و نقره و پلاتین ( اگر وجود داشته باشد) به وسیلة سرب مذابی که از احیاء لیتارژ (pbo) حاصل شده جذب می شودیعنی سرب را به علت خاصیت جذب و حل فلزات گرانبها و به عنوان یک جاذب به کار می برند.

گانگ و مواد دیگری در کانه موجود است به کمک فلاکس هایی که به بار اضافه می گردد قابل ذوب شده و به سرباره تبدیل می شوند.

طلای موجود در سرب با روشهای شیمیایی جدا و توزین می گردد و بعد مقدار یا درصد طلا موجود در نمونه و کانی محاسبه و مشخص می گردد.

2-1-8- تعیین مقدار طلا بادستگاههای اسپکتر و فتومتر ( جذب اتمی)

1-2-1-8 تعیین مقدار طلا با حل کردن نمونه در تیزاب سلطانی و آنالیز با دستگاه جذب اتمی 

روش کار: حدود 5 تا 10 گرم از نمونه پودر هموژن را برداشته و به دقت توزین می کنیم و نسبت به وزن نمونه در دو مرحله تیزاب سلطانی به آن اضافه کرده و روی حمام شنی حرارت می دهیم تا کاملاً گازهای نیتروژن خارج شود و تا نزدی خشک شدن ادامه می دهیم، ( ولی باید توجه نمود که کاملاً خشک نشود)، سپس به مقدار لامز اسید کلریدریک غلیظ در دو مرحله اضافله می کنیم و می جوشانیم تا تمامی طلا بصورت کلرید درآید پس از سرد شدن از کاغذ صافی عبور داده و سپس در بالن ژوژه با اب مقطر حجم آن را به 50 یا 100 میلی لیتر می رسانیم. در این حالت نمونه محلول آماده است تا بوسیلة دستگاه جذب اتمی، آنالیز شود.

بدیهی است در هر مرحله آنالیز چندین استاندارد مشخص طلا با همان PH و همچنین نومه شاهد و یا بلانک در تمام مراحل با نمونه های مجهول، با دستگاه آنالیز می گردد. در صورت جذب اضافی به دلیل وجود فلزات دیگر باید شناخت بیشتری از کانی پیدا نموده و فلزات مزاهم آنرا تشخیص و یک نمونه مصنوعی با ترکیب تقریبی ساخت و جذب آنرا بدست آورد و از کل جذب کسر نمود.

2-2-1-8 انحلال طلا با سیانیر و آنالیز آن با دستگاه جذب اتمی 

در این روش که در تمام کارخانه های استخراج طلا متداول است، مقدار زیادی از نمونه خاک را می توان به کار برد.

از انواع سیانیدها می توانیم محلول بسازیم، مانند سیانید پتاسیم که آنرا به غلظت 1% می رسانیم و نمونه را به اندازة mesh 200 در می آوریم و نسبت محلول به خاک یک به یک می باشد، این نمونه ها را در همزن های مغناطیسی یا هم زنهای گردان یا بطری غلطان چندین ساعت به چرخش در می آوریم.

اگر تعداد نمونه ها زیاد باشد، از پمپهای هوا برای هوا دهی نمونه ها استفاده می شود و اکسیژن لازم برای حلک کردن طلا را می توان با اضافه نموددن آب اکسیژنه تأمین کرد. ( آب اکسیژنه نباید بیشتر از 50% یون   باشد) محصول را فیلتر کرده و با استانداردی که به همین طرق اما از طلای خالص درست شده به دستگاه جذب لقی تزریق می کنند.

این روش خوبی برای شناسایی طلا در خاک مورد نظر است. لازم به یادآوری است که این روش معمولاً برای کانسارهای غیر پیچیده مورد استفاده قرار می گیرد.

3-1-8 اندازه گیری طلا به روش وزنی به صورت فلز ( رسوبی)

به محلول به دست آمده از انحلال نمونه در تیزاب سلطانی، پس از حذف اسید نیتریک؛(محلول نبایستی در هر 100 میلی لیتر، بیش از 5 میلی لیتر اسید کلریدریک داشته باشد. هم چنین مقدار طلای آن بیش از 5/0 تا 1 گرم نباشد، و عناصر مزاحم مانند سرب، سلینوم،‌تلوریم و فلزات قلیایی وجود نداشته باشد) مقدار 25 میلی لیتر محلول تازه تهیه شده و اشباع دی اکسید گوگرد (H2SO3) اضافه نمایید و مدت 1 ساعت روی حمام آب گرم حرارت داده شود تا رسوب های ریز به همدیگر چسبیده،سپس 5 تا 10 میلی لیتر محلولی دی اکسید گوگرد اضافه نموده، بگذارید محلول سرد شود. اگر از محلول  سرد شده بوی شدید دی اکسید گوگرد به مشام برسد، دلیل بر کامل بودن رسوب طلا خواهد بود، رسوب را روی کاغذ صافی و اتمن شمارة 42 صاف کنید با اسید کلریدریک 99:1 آن را بشویید و رسوب همرا کاغذ صافی را در بشر قرار داده روی آن 8 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ و 2میلی لیتر اسید نیتریک غلیظ و 10 میلی لیتر آب مقطر اضافه نمایید؛ خیمر کاغذ را از محلول جدا کنید و آن را با اسید کلریدریک گرم و رقیق بشویید؛ محلول صاف شده و آب شستشو را روی حمام آب گرم تبخیر نمایید تا نزدیک خشک شدن، سپس 3 میلی لیتر اسید کلرید و یک غلیظ روی آن ریخته، دوباره تبخیر کنید؛ این عمل را دو بار انجام دهید تا تمام اسید نیتریک موجود از بین برود، آنگاه 3 میلی لیتر اسید کلرریدریک غلیظ و 5 قطره اسید سولفوریک غلیظ و 75 میلی لیتر آب مقطر به بشر اضافه کرده سپس 25 میلی لیتر محلول اشباع اسید اگزالیک ریو آن بریزد و 2 دقیقه آن را بجوشانید، آنگاه مدت 4 ساعت روی حمام آب گرم بگذارید بماند و طلای راسب شده را روی کاغذ صافی و اتمن بدومن خاکستر صاف کنید؛ سعی کنید تمام ذرات طلا روی کاغذ صافی منتقل شود سپس با اسید کلریدریک 99:1 آن را بشویید و در اتو آن را تقریباً خشک کنید و در کروزه چینی وزن شده بسوزانید و درکوره در  800 تا وزن ثابت حرارت دهید؛ آنگاه در دسیکاتور خنکم کرده، وزن طلا را به دست آورید.

4-1-8- اندازه گیری طلا به روش حجمی ( تیتراسیون) – پدومتری

اندازه گیری طلا بر طبق روش یدومتری متکی به فصل و انفعال زیر است.

Aucl3+ 3KI   AuI+I2+3KCl

I2+Na3AsO3 Na3ASO4+2I

2I-2e  I2

Au3+ Au+                                                                        


روش کار:

20 میلی لیتر از محلول مورد آزمایش را که در حدود 40 میلی گرم طلا دارد در بشر بریزید؛ روی آن 15 میلی لیتر اسید کلریدریک غلیظ و 5 میلی لیتر اسید نیتریک غلیظ افزوده، مدت کوتاهی آن را زیر هود حرارت دهید سپس سرد کرده، 25 میلی لیتر محلول سدیم هیپو کلریت 5% و 35 میلی لیتر آب مقطر به آن اضافه کرده، مدت 10 دقیقه به ملایمت بجوشانید پس از خنک نمودن، با محلول سدیم که نبات اشباع با سود سوزآور و کاغذ تورنسل اسیدیته محلول را خنثی نمایید و دوباره با اضافه کردن جزئی اسید کلریدریک آن را اسید ی نمایید و این بار با محلول اشباع سدیم بی کربنات قلیایی نمایید و 2 تا 3 گرم پتاسیم پدید محلول در کمی آب مقطر به آن اضافه کرده، با محلول سدیم آرسنیت 01/0 نرملا و چسب نشاسته تا زایل شدن رنگ آبی تیتر کنید. مصرف سدیم آرسنیت را یادداشت کرده، مقثار طلا را محاسبه نمایید.

1m| Na3AsO3 0/01N=0/985mg Au

یادداشت:

برای تهیة محلول سدیم آرسنیت 1/0 نرمال بایسی مقدار 25/1 گرم آرسنیک تری اکسید (As2O3) را دقیقاً وزن نموده، در یک بشر بریزید؛ روی آن 50 میلی لیتر محلول سود 20% اضافه کنید تا حل شود و در بالن ژوژه 250 میلی لیتری با آب مقطر به حجم برسانید؛ حال 25 میلی لیتر از این محلول را در ارلن بریزید( محلول، سمی است بهتر است 25 میلی لیتر رابا بورت بردارید) و 100 میلی لیتر آب مقطر و 10 میلی لیتر اسید کلرید ریک غلیظ و یک قطره پتاسیم پدید 0025/0 مول به آن اضافه کرده، با محلول پتاسیم پر منگنات 1/0 نرمال استاندارد تا باقی ماندن رنگ ارغوانی کمرنگ تیتر نمایید تا نرمالیته دقیق سدیم آرنسیت به دست آید.

 2-8 آنالیز کیفی نمونة معدنی طلا

اگر در یک نمونة سنگ معدنی بخواهیم وجود یا عدم طلا را مشخص کنیم، ابتدا نمونه ای از سنگ معدنی را با ابعاد mesh 200 تهیه کرده و با استفاده از تیزاب سلطانی محلولی مشابه با دستورالعمل تهیة محلول تست جذب اتمی تهیه می نمائیم. توسط احیاء کننده هایی مانند اسید سولفورو، اسید اگزالیک، فرو سولفات می توان بر حسب احیاء کننده مورد استفاده طلا را در صورت وجود، به صورت گرد قهوه ای – محلول کولوئیدی قرمز رنگ شامل ذرات کولوئید خیلی ریز طلا- یا محلول بنفش رنگ شامل ذرات کولوئید دانه درشت طلا رسوب داد.

در واقع می توان گفت انواع کلوئیدهای طلا که از اثر مواد احیاء کننده بوجود آمده اند، بعنوان یک شناساگر رنگی (Colour indicators) عمل می کنند. واکنش برخی از مواد شیمیایی با محلول مورد نظر، که حاوی طلاست، بصورت زیر است.

1-2-8 سولفید هیدروژن  H2S:

با دمیدن گاز هیدروژن سولفید یا اضافه کردن اسید سولفوریک ( محلول اشباع H2s در آب)، در سردی، رسوب سیاهنگ سولفید طلای Au2s  (I) مخلوط با مقدار جزئی ذرات طلای آزاد می دهد که در اسیدهای دقیق غیر محلول است ولی در سولفید آمونیوم زرد به مقدار قابل ملاحظه حل می شود و با افزودن اسید کلریدریک رقیق دوباره رسوب می کند، چنانچه رسوب گیری با سولفید هیدروژن در محلول داغ نمک طلای یک ظرفیتی صورت مگیرد، رسوب قهوه ای رنگ طلای فلز مخلوط با سولفید طلای (I) و گوگرد درست می شود که در سولفید آمونیوم ندد به مقدار زیاد حل می شود:

2H(AuCl4)+3H2s Au2S+2s+8Hcl

2-2-8 آمونیاک NH4OH :

محلول آمونیاک بمقدار اضافی با نمک سه ظرفیتی طلا رسوب زرد تا قهوه ای رنگ که مخلوطی از آمید ایمید طلا به فرمول: HN(AuNH2Cl)2.2Au(OH)3. 3NH3 ، یا طلای قابل انفجار فولمینات می دهد. رسوب در حالت خشک خیلی ناپایدار است و با حرارت جزئی یا با ضربه به شدت منفجر می شود. چنانچه مقدار زیادی کلرید آمونیوم (NH4cl) در ابتدا به محلول اضافه کنیم، فقط رسوب (NH2)2Aucl تشکیل خواهد شد.

3-2-8 احیا کننده ها

احیا کننده های متوسط قادر هستند که نمکهای سه ظرفیتی طلا را به طور کامل به طلای فلز احیا کنند و برحسب احیا کننده مورد استفاده ممکن است طلا به صورت گرد قهوه ای یا محلول کولوئیدال قرمز رنگ ( شامل ذرات کولوئید خیلی ریز طلا) یا محلول بنفش رنگ 

( شامل ذرات کولوئید دانه درشت طلا) احیاء شوند.

1- فرمالدهید HCHD: مخلوط آن با مقدار جزئی کربنات سدیم ذرات کولوئید قرمز تا بنفش رنگ طلا اجرا می سازد.

2- کلرید قلع SnCl2 (II) : در محلول خیلی رقیق اسید کلریدریک، محلول کولوئیدال قرمز تا ارغوانی رنگ طلا می دهد و اسید متاستانیک تشکیل شده نیز در ضمن به صورت کولوئید محافظ عمل می کند ( خیلی حساس ) ارغوانی کاسیوس:

2H(Aucl4)+3Sn cl2  Hcl2Au+3Sncl4+2H2o

3- آب اکسیژنه H2o2 : در محلول قلیایی بلافاصله رسوب طلا را ته نشین می سازد( تفاوت با پلاتین)

2H(Aucl4)+3H2o+8NaoH  2Au+8Nacl+3o28H2o.


4- اسید اگزالیک  CooH- cooH : در سردی به آهستگی ولی در حرارت به سرعت گرد قهوه ای رنگ طلا را اجرا می سازد. دراثر تابش محلول با لامپ جیوه فرا بنفش، احیا سریعتر صورت میگیرد. ( تفاوت با پلاتین)

5- سولفات آهن Fe(So)43III : محلول اسیدی یا قلیایی طلا را به سرعت و به طور کامل به صورت گرد قهوه ای رنگ جدا می سازد ( تفاوت با پلاتین).

6- دی اکسید گوگرد So2: مانند اسید اگزالیک عمل می کند.

7- نیتریت پتاسیم  KNO2: محلول خنثی Aucl را در حرارت به فلز طلا احیا می کند.

8- فلزات معمولی : مانند روی، کادمیم همه نمکهای  طلا را به سرعت و به طور کامل به فلز طلا احیا می کنند.

4-2-8 هیداکسید سدیم  NaoH :

با محلول غلیظ نمک سه ظرفیتی طلا، رسوب قهوه ای مایل به قرمز هیداکسید طلای  Au(OH)3(III) می دهد که خاصیت دوگانه دارد و مازاد سود سوز آور با تشکیل یون (AuO2) ( یون اورات ) حل می شود.

5-2-8  مصرف پارادی متیل آمینو بنزیلیدین ردانین : C12H12N2OS2

 محلول نمکهای طلای (III) با مصرف پارادی متیل آمینو بنزیلیدین ردانین در محیط خنثی یا اسیدی ضعیف، رسوب بنفش مایل به قرمز می دهد. در مرحلة اول،  یون Au3+ توس معرف یون Au+ احیا می شود و سپس یون طلای یک ظرفیتی با مصرف ترکیب می شود وتشکیل رسوب می دهد. در این واکنش نمکهای جیوه، پالادیم و نقره مزاحم هستند زیرا با مصرف رسوب رنگی می دهند، برای رفع مزاحمت نقره، آنرا بهصورت کلرید نقره از محیط واکنش خارج می کنند و همچنین در حضور کلرید، غلظت جیوه به میزانی کم می شود که آن هم مزاحمتی ایجاد نمی کند. پالادیم را در محیط اسیدی با دی متیل گلی اکسیم رسوب می دهند ( رسوب زرد بلوری پالادیم دی متیل گلی اکسیم).

طرز عمل : یک قطره محلول خنثی یا جزئی اسیدی مورد آزمایش روی کاغذ صافی آغشته با معرف می ریزند در صورت وجود طلا در محلول لکه یا حلقه بنفش رنگ تشکیل می شود.

حد غلظت 500000 : 1 حساسیت : طلا 1/0

معرف : کاغذ صافی مخصوص آزمایش را با محلول الکلی اشباع شده با معرف پارادی متیل آمینو بنزیلیدین- رادنین آغشته و خشک می کنند.

همچنین در یکی از ساده ترین روشهای شناخت طلا : باید نمونه را در تیزاب سلطانی حل نمود و سپس یک میلة شیشه ای داخل آن نموده و خارج می کنیم و روی شعله تا حدود   900- 800 حرارت می دهیم، طلای ف لزی به رنگ طلا، روی میلة شیشه ای ایحا می گردد.

 

9- روشهای استخراج طلا

1-9 مقدمه:

روشهای استخراج طلا از سنگهای معدنی طلادار، متناسب با چگونگی وجود طلا، شامل خاکشویی و یا روش نقلی، ملغمه کردن، کلراسیون و سیانوراسیون می باشند. از میان روشهای فوق تغلیظ ثقلی بعنوان یک روش مجزا و مستقل در مقیاس کم فقط در معادن بسیار کوچک اعمال می گردد. ولی در کارخانجات، و معادن استخراج طلا چنانچه طلای آزاد در سنگ معدن آسیاب شده چه در قبل و یا بعد از عمل تشویه وجود داشته باشد، قبل از عمل سیانوراسیون یک مرحله تغلیظ نقلی نیز اعمال و کنسانتره طلا تهیه می گرد. روش ملغمه کردن مستقیم سنگ معدن به عنوان یک روش استخراج دیگر انجام  نمی گیرد ولی بعنوان یک روش بازیابی طلا از کنسانتره مرحله تغلیظ ثقلی، مورد بهره برداری قرار می گید.

استفاده از گاز کلردر استراج صنعتی طلا فقط در یک دوره کوتاه انجام گرفته و با کشف روش استخراج صنعتی توسط محلولهای سیانوری رقیق، در آخر دهه قرن نوزدهم بتدریج کنار گذاشته شد، بطوریه امروزه دیگر مورد استفاده صنعتی قرار نگرفته و فقط در پاره ای موارد جهت بازیابی طلا از کنسانتره و تصفیه طلا مورد استفاده قرار می گیرد.

بنابراین روشهای مختلفی به منظور استخراج طلا به کار می رود، که عبارتند از : غالکاری (Cupellation) طلا شوئی (Flushing) . ملغمه (amalgamation)،‌کلریناسیون (chlorination) و سیانوراسیون (syanidation).

2-9 استخراج ذرات طلا با استفاده از فنون طلا شویی (Flushing)

طلا شویی یا به عبارتی جدا کردن ذرات طلا از لابه لای شن و گل و لای نخستین روش و با صرفه ترین روش استخراج طلا در گذشته بوده است. شاید کشف فلز طلا توسط انسان، با جلب توجه کردن تکه ها و ذرات درخشان طلا در کنارة رودخانه ها و آب رفتها ( ذخیر پلاسری) صورت گرفته باشد.

استخراج طلا در زمانهای گذشته شامل شستشوی شن و ماسة حاوی ذرات آزاد طلا از روی سطوح شیب داری که روی آن پوست بز یا بره قرار داده بودند، انجام می گرفته، طلا در لابه‌لای پشم های پوست به دام افتاده  ومواد باطله با جریان آب شسته می شده است. پوست ها در آفتاب خشک می شده و ذرات طلا را جمع آوری و هنگامی که به مقدار معینی می رسیده با مواد گذار آوری مخلوط و در بوته های گلی ذوب می نموده اند و طلا به صورت شمش ریخته گری می شده است.

اگر چه روش طلا شویی یکی از قدیمی ترین و ابتدائی ترین روشهای استراج طلا از رسوبات آن می باشد، ولی تا قبل از ابداع روشهایی همچون ملغمه و روشهای شیمیایی، تنها  روش استخراج ذرات طلا روش طلاشوئی بوده است.

همچنین روش تغلیظ ثقلی نیز در روشهای پیشرفتة استخراج طلا بعنوان مرحلة تغلیظ سازی برای تولید کنسانترة طلا قبل از عملیات سیانوراسیون انجام می شود.

هم اکنون نیز در برخی از نقاط جهان، طلاشویی به صورت فردی با وسایل ساده مثل لاوک یا بندو و دستگاههای مخصوصی که بدین منظور ساخته شده انجام می شود. در آفریقای جنوبی استخراج دستی سنگهای  معدنی طلا دوباره انجام می گیرد. این سیاستگذاری معیارهایی همچون اشتغالزایی، و ایجاد شغل برای 500000 نفر را تحت تأثیر قرار داده است.

حالا به شرح انواع روشهای طلاشوئی با وسایل ساده دستی و ماشینی که هم اکنون ینز انجام می شود می پردازیم

1-2-9 لاوک یا تشت طلاشویی (Goid pan)

لاوک (buddle) ازهزاران سال قبل در شستن شن و ماسه های طلا دار در دست بشر بوده است. لاوک یک تشت یا ظرف فلزی کم عمقی است که قطر قاعدة مسطح و هموار آن 20 تا 25 سانتیمتر و گودی آن  6 تا 8 سانتیمتر است و لبه یا کناره آن با قاعده زاویة 45 درجه می سازد.

لاوک ها با جنسهای مختلف عرضه می شوند، بعضی لاوکها دارای شیارها و یا برآمدگی های مخصوصی اند که به صورت یک تله برای طلا عمل می کنند. لاوک های چهار گوش، و لاوک هایی از پلاستیک های قابل انعطاف نز وجود دارد. لاو طلاشوئی  miners pan

 چگونگی طلاشویی با لاوک: ابتدا دو سوم ظرف را از خاک بستر رودخانه که احتمالاً محتوی طلا است پر کرده و با دست شن و ماسه و گل و لای را به هم زده تا اینکه ذرات به هم چسبیده و متراکم از هم جدا و متلاشی شوند و آب گل آلود گردد. سپس لاوک را با دو دست گرفت و مانند سرند حرکت دورانی به آن می دهند، در این حالت مواد براساس وزن مخصوص شان در داخل لاوک طبقه بندی می شوند، یعنی ذرات سبک وزن در بالا و ذرات  سنگین وزن در ته قرار می گیرند، تکه های برنگ را با دست خارج کرده و حرکت دورانی را همچنان ادامه داده و با ریختن آب اضافی مواد بی ارزش را بیرو ریخته، و ذرات فلزی طلا که به علت وزین بودن در ته لاوک باقی مانده اند را نگه می دارند. پس از چند مرتبه شستن، فلزی که در ته لاوک باقی می ماند را در ظرف دیگری جمع کرده تا اینکه مقدار کافی بدست آید، آن دقت ذرات طلا را از شن سیاه (chromite; Fecr2O4)، مگنتیت (Fe3o4)، و ایلیمنیت (ilmenite; FeTio3) جدا کرده، طلا را با ذوب کردن تحت فلاکس و یا بوسیلة ملغمه بدست می آورند.

لاوک طلاشویی ساده، ارزان، و حمل آن آسان است اما بطور مایوس کننده ای کند است.

2-2-9 گهواره طلاشویی (miners Cradie)

گهوارة طلاشویی از یک صندوق تخته ای مکعب مستطیل شکل، به ارتفاع cm 90 و عرض cm 45 تشکیل شده است. روی صندوق یک غربال تعبیه شده که با دست به نوسان در می آید.

طرز استعمال گهوارة طلاشویی: شن و ماسة طلا دار را به همراه آب داخل قسمتی که در کف آن یک شبه تور فلزی مانند غربال قرار گرفته و دارای سوراخ هایی به قطر 5/1-1 سانتیمتر است  می ریزند، و سپس گهواره را با دست به نوسان در می اورند، در نتیجة این حرکت نوسانی، مواد ریز از درشت جدا شده و از سوراخ های غربال پایین می ریزد و روس سطح شیب داری جاری می گردد. در داخل گهواره حائلی از یک قطعه تختة هموار و مسطحی ساخته شد که روی آن با نمد پوشیده شده و در حین جاری شدن مواد، طلایی کهم به شکل ذرات بسیار ریز است لابه لای منافظ نمد در سطح مورب گرفته می شود و ذرات بزرگ و شن و ماسه به کف گهواره می آیند و در آنجا به دو مانع که محتوی جیوه می باشند بر خورد کرده، و طلا با جیوه تولید ملغمه می نماید و بقیه مواد خاکی با آب اضافی بطرف بیرون شسته می شوند.

برای خارج کردن طلا، موانع و حائل را برداشته و آنها را با آب می شویند. تا طلایی که به آنها چسبیده جدا شود ذرات طلا را در ظرفی جمع نموده تا به مقدار کافی برای ذوب کردن برسد. سپس آنها را ذوب کرده طلا را بصورت شمش ریخته گری می نمایند.

3-2- 9 بند یا سرهای تخته ای (Sluice Box)

بند یا ناودانهای چوبی، به شکل صندوقهای دراز و ذوزنقه ای تشکیل شده که از دو طرف باز می شوند. طول هر ناودان در حدود 4 متر و عرض آن در قسمت سر 5/0 متر و در قسمت پا 75/0 متر و گودی آن 25/0 متر است. صندوق ها را طوری می سازند که می توانند یکی بعد از دیگری روی هم بصورت لب به لب قرار گیرند. ناوداها را با شیب مناسب به شکل یک جوی آب مستقر می سازند. در ناودانهای آخری چند عدد شیار چوبی در کف آنها می گذارند که تا حدی مانع بیرون رفتن و مفقود شدن ذرات طلا با شن و ماسه های سبک گردد. برای شستن طلای بستر رودخانه، ابتدا شن و ماسة کف رودخانه را کنده و با آب مخلوط کرده و به صورت گل و لای در می آورند. سپس گل و لای را روی این ناودانها با آب اضافی به جریان می اندازند. ذرات شن و ماسه از هم متلاشی شده و ذرات سبک وزن با آب شسته شده و از یک ناودان به ناودان دیگری رفته و بالاخره به بیرون می ریزد، ولی ذرات طلا و فلزات سنگین وزن دیگر، در ته ناودانها ته نشین شده و لابه لای شیارها گیر کرده و جمع می گردند برای اینکه ذرات طلا بتوانند کاملاً از ذرات شن و ماسه و گل و لای جدا شوند باید طول ناودانهای پی در پی زیاد باشد، که گاهی به 100 متر و یا بیشتر می رسد.

بعضی اوقات مقداری جیوه در جریان مواد می گذارند که ذرات طلا را بخود بگیرد و به شکل ملغمه در آورد. در رابطه با استفاده از بند یا سد این مسئله قابل اهمیت است که برای رضایت بخش بودن نتیجه، به جریان آب فراوانی نیاز می باشد. بدین منظور، آب جویبارهای کوچک، اغلب کافی نبوده و در بسیاری از رودخانه ها و رودها سرعت آب برای چنین کاری، بسیار پایین است، بنابراین کافی بودن مقدار آب و سرعت آن از نکات قابل توجه است.

اما در صورت قوی بودن بیش از حد جریان، همه چیز شسته شده و خارج می شود و در صورت ضعیف بودن بیش از حد جریان، فضای موجود در پشت شیارها توسط ماسه پر شد و در نتیجة آن, نمی تواند یک عملکرد طولانی به عنوان یک تله برای طلا را از خود نشان دهد.

شستن گل و لای طلا دار به این صورت هرروز ادمه دارد، ولی در هر هفته یکمرتبه جریان مواد را از ناودانها متوقف ساخته و ذرات طلایی که در کف ناودانها جمع شده را، خارج نموده و پس از رسیدن به اندازه کافی برای ذوب، آنها را ذوب کرده و طلا را بصورت شمش در می آورند.

بخاطر اینکه ممکن است مقدرای از طلا گرفت نشود و با آب به بیرون رود و تلف شود، در کف بعضی از ناودانها چند عدد پوست بز یا برده یا تپوئی پهن می کنند. که ذرات طلا لابه لای موی آنها به دام بیفتند اگر جریان آب رودخانه ای که در بستر آن طلا وجود دارد کم باشد، می توان بستر رودخانه را در نقاط مختلف کمی گود کرده و در ته گودال پتو یا پوستی جای داد. بعداً خاک بستر قسمت بالاتر رودخانه را به هم زده تا آب گل آلود شدود و ذرات ته نشین شده از جای خود حرکت کرده و با جریان آب به سمت گودارها حرکت کنند. در نتیجه ذرات طلا که با آب رودخانه به جراین افتاده اند هنگام رسیدن به گدالها پایین افتاده و لابه‌لای موهای پتو یا پوتس گیر کرده و در آنجا باقی می مانند.

پس از مدتی پتو و پوسته ارا بیرون آورده، در آفتاب خشک کرده و تکان می دهند و ذرات طلا را جمع آوری می نمایند. البت این کار موقعی امکانپذیر است که اولاً آب رودخانه زیاد نباشد و ثانیاً طلا موجود در گل و لای زیاد در عمق نباشد.

ولی در رودخانه های عمیق که دربستر آنها طلا موجود است، خاک بستر را بوسیلة کشیت لاروب بالا آورده و نزدیک ساحل رودخانه عمل شستن را انجام می دهند. استخراج طلا از بستر رودخانه های پرژرف بوسیلة کشتی های لاروب Dredge که مخصوص این کار ساخته شده انجام می گیرد. این عمل را  dredging می نامند.

4-2-9 دستگاه لاروب (The Dredge)

لاروب یا ماشین مکش گراول (gravel) در حقیقت یک نوع جعبة شن شویی است که به وسیلة موتور پمپ کار می کند. اختلاف بین جعبة شن شویی و دستگاه لاروب این است که، دستگاه لاروب احتیاج به حفاری ندارد. یک دستگاه لاروب در مدت زمان کوتاهی قادر است مقادیر زیادی از مواد را شسته و در حقیقت قادر است کار 100 کارگر انجام دهد.

یکی از مزایای ماشین لاروب این است که توسط آن، طلا از لابه لای ترک های سنگ مبنا که دسترسی به آنها مشکل است مکیده می شود.

گرچه لاروب هایی با وزن کم هم، توسط بعضی از کارخانه ها ساخته میشود. ولی با این حال لاروب بخاطر سنگین بودن وزنش بیشتر برای تولید و استخراج طلا مناسب است نه برای اکتشاف طلا. انواع متنوعی از ماشینهای طلاشویی نیز وجود دارد که عبارتند از : تمزکز دهنده های مارپیچی dry pan , (Spiral Con centrator)

وسایل شستشو دهندة موتوری گران، بزرگ و سنگین است. این گونه وسایل در حقیقت فقط در هنگامی مناسب بوده که یک مکان خوب با مقادیر بالایی از گراولهای طلا ردارت کشف شده و هدف استخراج و تولید آنهاست. این وسایل نیز. طلاهای ریز دانه را به سختی به دام می اندازند.

3-9 روش ملغمه کردن (The amalgamtion process)

طلای فلزی خاصیت حل شدن و جذب شدن در جیوه فلزی را دارد. از این خاصیت استفاده کرده و طلای آزاد را از کانیهای دیگر استخراج می کنند. بدین صورت که مقداری از کانی کنسانتره (concentrate) حاوی طلای آزاد Freee gold را در آسیاب مخصوص ملغمه ریخته و روی آن مقداری جیوه فلزی اضافه می نمایند و پس از اضافه کردن برخی از مواد شیمیای برای کنترل شرایط آن برای مدتی خوب مخلوط می نمایند. که در نتیحج تمامی طلای آزاد موجود، در تماس با جیوه قرار گرفته و طلا در آن حل می گردد. بدین ترتیب تمام طلا از مینرالهای دیگر جدا گردیده و در آخر جیوه را به آسانی جدا کرده و طلای جمع شده در آن را به وسیلة تقطیر یا خلاء جدا می سازند.

در نمونه های معدنی که دارای طلا و نقره آزاد بوده و عیار قابل ملاحظه ای هم داشته باش، می توان قبل از به کار بردن هر روشی تنها بعد از خرد و نرم کردن کانی، خاک را تحت عملیات ملغمه قرار داد.و برای این کار مینرال نرم شده با ابعاد 75 درصد، با ابعاد 75 میکرون mesh ) 200) را به داخل یک آسیاب استوانه ای ریخته و به آن جیوه (mercury) و آب اضافه می نمایند ( آب به میزان 60 درصد و جامد 40 درصد) ( جیوه از نظر مقدار برابر با جمع مقدار طلا ونقره موجود در خاک انتخاب می گردد، البته باید مقدار جیوه را کمنی بیشتر گرفت که اگر کمی هم پرت داشته باشد، بتواند تمامی طلا و نقره موجود در خاک را جمع نماید مثلاً اگر در خاکی حدود 50 گرم طلا و نقره وجود دارد بایستی حدومد 60 گرم جیوه بکار برد.)

این مخلوط را در آسیاب که به آن در ساعت اول یک و در بقیة زمان 3 عدد گلوله اضافه می شود، به مدت حداثل 5/2 الی 3 ساعت  می گردانند تا خوب مخلوط شده و طلا و نقره ها بخوبی جذب جیوه گردد. پس از این مدت در آسیاب را باز کرده و محتویات داخل آن را تخلیه می نمایند و با فشار آب تمام آسیاب را کاملاً پاک می نمایند. و آن بر روی صفحه ای که نام آن میز ملغمه است هدایت می کنند. میز ملغمه با شیب ملایمی %15-4 روی پپه های چوبی یا فلزی مستقر شده، روی آن از صفحات نازک مس خالص یا نقره و یا مسی که روی آن آب نقره داده شده باشد می پوشانند. قبل از گذاشتن صفحات مس روی میز، باید بوسیلة کاغذ سمباده سطح آن را کاملاً شفاف و صیقلی نموده و روغن و چربی آنرا گرفت و سپس مقداری جیوه را با کلرور آمونیوم و یا سیانور پتاسیم مخلوط کرده و سطح فلزی میز را به آن آغشته می کنند.

طلای موجود در پولپ pulp که به  شکل ملغمه درآمده و به سطح میز چسبیده و مواد دیگر با آب شسته می شوند بعد ملغمة طلا از روی سطح میز تراشیده می شود و طلا را به وسیلة خلاء و یا به وسیلة تقطیر در بوتة چدنی بدست می آورند.

در عملیات ملغمه مقدار جیوه ای که هدر می رود نسبتاً زیاد است و در حدود 10، تا 30 گرم در یک تن پولپ میباشد. همچنین از کلیة طلای موجود در مواد معدنی حتی در بهترین شرایط نمی توان بیش از 50 درصد آنر استخراج نمود. همانطور که قبلاً گفته شد روش ملغمه به عنوان یک روش استخراج طلا بکار نمی رود. ولی به عنوان یک مرحله قبل از عملیات سیانوراسیون به منظور گرفتن ذرات طلای آزاد موجود در مادة معدنی به کار می رود.

4-9 روش کلریناسیون (chlorination)

روش کلریناسیون در سال 1850 میلادی توسط (plattner) ابدا شد و تا قبل از اکتشاف روش سیانوراسیون، برای استخراج طلا به کار می رفت. روش کلریناسیون بستگی به این واقعیت  دارد که گاز کلر به سرعت به طلا حمله کرده و ایجاد کلرید طلای قبال حال در آب می کند. که پس از شستشو محلول را جدا نموده و توسط مواد شیمیایی مناسب ماند زغال چوب، هیدروژن سولفید یا سولفات آهن، طلا را رسوب گیری می نمایند.

 Au  Au3++3e

Au3++Acl- [Aucl4]

روش کلریناسیون به علت کشنده بودن گاز کلر و بعلت اینکه قادر به انحلال نقره همراه طلا نبود امروزه استفاده نمی شود. به طور کلی سه روش معمول برای رشو کلریناسیون وجود داشته است:

1- روش plattner : در این روش کانی را ابتدا مربوط ساخته و گاز کلر نوزاد را از روی آن عبور داده و بدین طریق طلا در تماس با کلر به کلرید طلای (III) تبدیل شده و سپس ازین کلرید را در محلول اشباع آب کلر شستشو داده و خارج می کردند.

2- روش شبکه ای : در این روش که محلول آب کلر مافوق اشباع به کار می رفته، بطوریکه مینرال را تحت چند پونر فشار در داخل بشکه سربسته قرار داده و پس از دوران دادن بشکه برای چندین ساعت، محلول را جدا و صاف نموده و طلا را رسوب گیری می نمودند.

3- رشو محلول در مخزن : در این روش،‌محلول ضعیف غیر اشباع آب کلر به کار می رفته و عملیات در زمان زیادتری انجام می شده است. لازم به ذکر است که این سه روش  امروزه منسوخ شده اند.

5-9 استخراج طلا به روش سیانوراسیون (Cyanidation)

1-5-9 تاریخچه :

در سال 1783 کارل ویلهلم شیله Carl wilhelm scheele ، شیمیدان سوئدی اثر انحلالی محلول سیانور را روی طلای فلزی کشف کرد. در آلمان السنر Elsner فعل و انفعال فوق را مطالعه و دریافت که اکسیژن آتمسفر نقش بسیار اساسی در انحلال دارد. کاربرد روش فوق در استخراج طلا از کانه های آن توسط جان استوارت مک آرتور ( 1908- 1871)  John stewart Moc Authur، رابرت فارست Robert forrest  و ویلیام فارست william forrest در سال 1887 در انگلستان به ثبت رسید و موسوم به فرایند سیانوراسیون گردید.

در سال 1896 بود لاندر Bodlander موفق به کشف بسیار مهمی گردید. او دریافت که آب اکسیژنه ( پراکسید هیدروژن H2o2;) محصول میانی فرآیند انحلال طلا در سیانور می باشد. با وجود تحول چشمگیری که فرآیند فوق در هیدومتالورژی (hydrometallurgy)  بوجود آورد و با توجه با اینکه در طی سالیان متمادی برای نواحی معدنی مختلف از سیانوراسیون استفاده می شد، عملکرد شیمیایی آن در پرده ای از ابهام باقی مانده بود. جان دور John Dorr مهندس متالورژی، راکتور بسیار بزرگی طراحی کرده بود که در آن کانه طلای پورد شده با محلول لیچینگ سیانور بهم زده می شد و همزمان هوای فشرده در آن ترزیق می گردید.

یک واحد بزرگ فیلتراسیون متناسب با اندازه واحد مزبور نیز به کار گرفته می شد تا برای بازیابی طلا، سیال حاصل از لیچینگ (Leaching) را فیلتر نمایند. از فرآیند سمانتاسیون (cementation)، آنچنانکه در قدیم از آهن قراضه برای ترسیب مس بکار گرفته می شد، نیز با جایگزین کردن روی (Zinc)  به جای آهن برای ترسیب طلا استفاده می گردید. با وجود همه پیشرفت ها در مهندسی و کاربرد وسیع این فرایند، تئوری عمل، همچنان در پرده ای از ابهام باقی مانده است. تولید طلا در جهان در نتیجه استفاده از سیانوراسیون و در فصاله زمانی سالهای 1910- 1900 به طور چشمگیری افزایش یافت.

شکل – افزایش تولید طلا و قنره جهان از

2-5-9 مکانیزم حلالیت طلا در محلولهای سیانید

انحلال طلا و نقره در محلولهای سیانید به دو دلیل از معماهایی بود که مدتهای زیادی متالوررژیست ها به آن برخودر کرده بودند:

1- طلا که به عنوان نجبی ترین فلزات تنها در محلول تیزاب سلطانی محلول می باشد. چگونه به راحتی در محلول بسیار رقیق سیانید سدیم حل می شود.

2- هوا اگر چه طلا را کدر نمی کمند به چه دلل یک پارامتر اساسی در انحلال طلا می باشد

این معما زمای روشن شد که معلوم گردید، انحلال طلا یک فرآیند اکسایش- کاهش می باشد که در آن یونهای سیانید تشکیل کمپلکس قوی با یون Au+ می دهند و کاهش اکسیژن در سطح فلز بصورت جزئی با تبدیل به پراکسید هیدروژن رخ می دهد یا مطابق روباط زیر یون هیدوکسیل بوجود می آید.

اکسایش                         

تشکیل کمپلکس             

کاهش ( تبدیل مرحله ای به پراکسید هیدروژن و یون هیدروکسیل) 

مرحله تبدیل مستقیم به یون هیدروکسیل  

واکنش کلی : 

 

 

در عمل :

 

جدول : استوکیومتری سیانوراسیون، A مصرف سیانید.

A : به ازای هر کی اکی و الان از فلزک حل شده 2مول سیانید مصرفل می شود

B : تقریباً به ازای هر 2 اکی والان فلز حل شده یک مول اکسیژن مصرف می شود.

C : تقریباً به ازای هر 2 اکی والان فلز حل شده یک مولH2o2 تولید می شود.

( استوکیو متری Stoichiometry : به طور کلی در مورد اجزای واکنش دهنده اعمال می شود. شمار نسبی اتمها یا ملکولهای واکنش دهنده و مشار فراوده هاست)

مطابق استوکیو متری فوق هرمول گرم اکسیژن و 4 مول گرم NaCN باید در محلول موجد باشند. در دمای معمولی و فشار اتمسفر 2/8 ملی گرم o2 در یک لیتر آب حل می شود. که برابر با 3- 10* 27/0 مولی در لیتر O2 می باشد.

به همین ترتیب انحلا طلا باید در غلظت 05/0 = 49*3-10*27/0*4 گرم در لیتر یا 005/0 % NaCN صورت پذیرد. بنابراین یک محلول خیلی رقیق سیانید سدیم برای انحلال طلا کافی می باشد.

این حقیقت که اکسیژن به چه دلیل مورد نیاز است کاملاً شناخته نشده است. زیرا همانطوریکه از محاسبات فوق دیده می شود اکسیژن به مقداری که از انحلال هوا در آب حاصل میشود برای انجام واکنش کفایت می کند

3-5-9 عوامل مؤثر در حلالیت طلا در محلولهای سیانیدی

1-3-5-9 تأثیر غلظت سیانید و اکسیژن

با توجه به اینکه سیانید و اکسیژن برای واکنش انحلال طلا در فرآیند سیانوراسیون مورد نیاز است بنابراین سرعت انحلال بستگی به غلظت این دو خواهد داشت. با این حال عملاً مشخص گردید که سرعت انحلال طلا به طور خطی با غلظت سیانید افزایش یافته و به ماکزیمم مقدار می رسد، از آن به بعد افزایش غلظت سیانید تأثیری در انحلال طلا ندارد.

شکل تأثیر غلظت سیانید در سرعت انحلال طلا و نقره محلول اشباع

این منحنی ها برعکس آن چیزی است که در انحلال سایر فلزات بدست می آید. مثلاً در انحلال آهن در اسیدها، با افزایش غلظت اسید انحلال آهن نیز افزایش می یابد.

علاوه بر این تغییرات سرعت انحلال نسبت به فشار اکسیژن نشان می دهد که در غلظت های کم سیانید، سرعت انحلال تنها به غلظت سیانید بستگی دارد، حال آنکه در غلظت های زیاد سیانید، سرعت انحلال مستقل از غلظت سیانید بوده و تنها بستگی به فشار اکسیژن دار. توجیه این منحنی ها تنها با مکانیزم الکترو شیمیایی یعنی فرآیند های اکسایش- کاهش امکانپذیر است.

طبیعی است کندترین واکنش، سرعت کل فرآیند را کنترل می کند. بنابراین در غلظت های کم سیانید و فشار بالای O2 تشکیل کمپلکس اکسایش کنترل کننده واکنش است. در غلظت های بالای سیانید و ( فشار کم O2) واکنش کاهش اکسیژن کنترل کننده واکنش می باشد.

از نظر تکنیکی  نه غلظت اکسیژن محلول ( یعنی درجه هوا دهی به محلول)  و نه غلظت  سیانید آزاد بلکه نسبت غلظت این دو با هم دارای اهمیت می باشد. بنابراین اگر محلول به مقدار ناکافی ین سیانید آزاد داشته باشد تلاش در جهت هوادهی مطلوب محلول برای جبران افزایش سرعت انحلال بیهوده خواهد بود. عکس قضیه نیز درست است بدین معنی که اگر سیانید اضافی به محلول اضافه شود در حالی که مقدار اکسیژن محلول کمتر از عدد تئوریک باشد، سیانید اضافی به هدر خواهد رفت.

ماکزیمم آهنگ حلالیت طلا در محلولهای سیانیدی با استفاده از ورق نازک طلای خالص تا غلظت ماکزیمم 5/0 درصد NaCN، 9= pH بدون افزایش قلیایی ها معین شده است. این ماکزیمم حلالیت،  در غلظت 05/0 درصد NaCN ( حدود یک پوند در تن) به دست می آید که معادل غلظتی است که در صنعت مورد استفاده می باشد.

 معمولاً در معرض اتمسفر قرار دادن محلول سیانیدی، کمبود اکسیژن را جبران می کند. اما از نقطه نظر عملی یک مقدار هوای فشرده باید در دوغاب عملیات سیانیدی، با فشار وارد شود تا اکسیژن کافی و رضایت بخشی حاصل شود. هوادهی در مخان لیچینگ Dorr و تانگ پاچوکا pachuca ، از هوای فشرده برای به گردش درآوردن دوغاب از طریق وارد کردن هوای تحت فشار از قسمت تحتانی مخزن انجام می گیرد که دو هدف را برآورده می سازد. 1- دوغاب را خوب مخلوط می کند. 2-  به اندازة کافی و ضروری اکسیژن در محللو وارد می سازد.

در مورد خاکهای که دارای ترکیبات سولفات آهن (II) می باشند نیاز بیشتری به اکسیژن محلول در سیانید نیست، زیرا سولفات آهن (II) در اثر تماس با سیانید پتاسیم ترکیب فروسیانید پتاسیم را به وجود می آورد که خود، حلال طلا است.

همچنین افزودن مقداری سیانوژن (cyanogen ; c2N2) به نسبت 8 قسمت به 1000 قسیمت در محلول سیانیدی، سبب سرعت حلالیت محلول می شود.

افزودن ماده اکسید کننده کمک فراوانی به حل شدن طلا در محلول سیانیدی می کند، زیرا با فعال تر شدن یونهای OH- و بالعکس، غیر فعال شدن یونهای H+ می شود. در این حالت مقدار ماده اکسیدکننده در محلول بستگی به خاصیت احیا کنندگی خاک دارد تا اینکه محیط عمل انحلال، همواره حالت اکسیدی باقی بماند. از موادی که می تواند موثر باشد، درصد گاز اوزن (o3) موجود در هوای منطقه عملیات می باشد. همراه با دمیدن هوا به داخل محلول، می توان از مواد و ترکیبات اکسید کننده نیز استفاده نمود. مانند آب اکسیژنه، اکسید منگنز (IV)، اکسید سرب، پرمنگنات پتاسیم، پر کلرات پتاسیم، سولفات سدیم، پراکسید سدیم و پتاسیم و سیانید آهن (II) مشاهده می شود. همچنین سرعت حلالیت با افزایش مقدار ماده اکسید کننده تا حد مناسبی افزایش می یابد.

مواد آلی اکسید کننده نیز باعث تسریع در حلالیت طلا در محلول قلیایی سیانید می شود. مانند نیترو بتانفتول، نیترو بنزن، نیترو فنل و اسید پیکریک و …، با توجه به مفید بودن اثر مواد افزودنی  اکسید کننده به محلولهای سیانیدی، ولی به علت گرانی، استفاده دراز مدت از آنها قابل مقایسه با اثر هوای فشرده در محلول نیست. در نتیجه در واحدهای صنعتی به ای ترکیبات اکسید کننده از هوای فشرده در داخل مخازن استفاده می شود.

2-3-5-9 تاثیر غلظت یون هیدروژن

حفظ شرایط قلیایی محلول لیچینگ برای تشکیل HCN که گازی فوق العاده سمی می باشد، مسئله ای اساسی است 

شکل  ترکیبات موجود در محلول سیانید به عنوان تابعی از PH

سیانید هیدروژن ممکن است در نتیجه جذب Co2 هوا ومطابق رابطه زیر تشکیل شود.

 

 

همچنین گاز HCN تولید شده و کمپلکس  NoAu (CN)2 به سیانید طلا AuCN تبدیل شده، که در آب نامحلول است.

اما درجه قلیایی زیاد معمولاً سرعت انحلال را چنانچه در شکل …. نشان داده شده است، کاهش می دهد. PH طبیعی محلول KCN 1/0% به علت هیدولیز برابر با 5/10 است زیرا داریم: 

 

بنابراین میزان قلیائی بودن محلول باید به دقت کنترل شود تا سرعت بالایی از انحلال بدست آید. در عمل pH در محدوده 11 تا 12 اعمال می شود. اگر pH با Ca(oH)2  کنترل شود در مقایسه با همان pH اما با استفاده از KOH شاهد تأثیر کند کننده آهک، در انحلال طلا خواهیم بود ( شکل ) به نظر می رسد دلیل کند شدن سرعت انحلال به علت تشکیل پراکسید کلسیم روی سطح فلز است که مانع از واکنش با سیانید می شود. پراکسید کلسیم با توجه به واکنش زیر تحت اثر H¬2¬O2  موجود در محلول با آهک بوجود می آید.

 

 آهک یکی از مواد مورد استفاده برای تنظیم pH در اشل صنعتی است، بنابراین مصرف آن در فرایند سیانوراسیون باید مورد بررسی دقیق قرار گیرد.

3-3-5-9 تأثیر حرارت

افزایش دما با وجود کاهش مقدار اکسیژن در محلول، موجب افزایش سرعت انحلال می شود. بنابراین باید دمای اپتیممی برای سرعت ماکزیمم انحلال وجود داشته باشد. همانطرو که در شکل    نشان داده شده است ماکزیمم سرعت انحلال در 85 درجه سانتیگراد بدست می اید. انرژی اکتیواسیون حدومد 2-5Kcal/mpl می باشد که مشخصه فرآیندهای با کمنترل دیفیوژن می باشد. 

شکل  تأثیر حرارت روی سعرت انحلال طلا در 

4-3-5-9 تأثیر نور و سطح

محلول سیانیدی در برابر نور فعالتر از حالت تاریکی عمل می نماید. علت آن این است  که مقدار جذب اکسیژن در روشنایی نسبت به تاریکی بیشستر است. همچنین سطح محلول سیانیدی نسبت مستقیم در حلالیت آن با مقدار مشخص ماده دارد.

5-3-5-9 تأثیر همزدن محلول

سرعت انحلال با افزایش همزدن محلول لیچینگ افزایش می یابد که این مشخصه واکنشها با کنترل دیفیوژن است.

6-3-5-9 تأثیر یونهای خارجی 

کانی های خاصی همراه طلا یافت می شوند که مهمترین آنها عبارتند از : پیویت، گالن، لند آرسنوپیریت، استیبنیت، پیروتیت و کالکوپیریت، همچنین کانیهای مختلف سلینم و مگنتیت نیز ممکن است به همراه طلا یافت شوند

در ناحیه وایت واتر زراند آفریقای جنوبی کانی های اورانیوم با کانه طلا همراه است که اورانیوم به صورت محصول جانبی بازیابی می شود. مواد کربناته هم بعضی اوقات همراه کانه های طلا یافت می شود. مهمترین گانگ همراه کانه طلا عبارتند از کوارتز، فلوسپار، میکا، گارنت و کلسیت و …

در حالی که کانیهای گانگ (gangue) در سیانید غیر محلول می باشند بعضی از کانیهای فلزی در محلول سیانید حل می شوند. مواد کربناته چنانچه در محلول موجود باشند به علت جذب سطحی روی کمپلکس سیانید معمولاً به عنوان یک منبع مشکل آفرین تلقی می شوند. کانی های که حتی در مقایدر جزئی مشکل آفرین عملیات می باشند به مقادیر حتی تا چند صد برابر موجب افزایش وزن طلا می شوند. این مسئله موجب می شود که مقدار اکسیژن و سیانید مورد نیاز برای انحلال کاهش شدید پیدا کند، به عنوان مثال در انحلال کانیهای مس، روی و آهن داریم:

 

 

 

یون سولفید آزاد شده با سیانید و اکسیژن واکنش کرده و تشکیل یون تیو سیانات می دهد که هیچ واکنشی با طلا ندارد.

     

یون سولفید در محیط قلیایی نیز بطور جزئی اکسید شده تشکیل تیو سولفات می دهد.

  

کانی های آرسینک نیز در این محیط محلول می باشند.

تجمع حضور ناخالصی ها در محلول باعث کند شدن عمل انحلال می شود. آزمایشات متعددی برای تعیین کارایی محلو سیانید در انحلال ورقه نازک طلا با شرایط مختلف  همزنی محلول انجام گرفته، هر چه این ورقه سریعتر حل می شود، کارای محلول سیانید بیشتر می باشد. یک راه کمتر کردن این مشکل افزودن یک نمک سرب مانند اکسید، نیترات و یا استات سرب می باشد. ای ماده با یونهای سولفید ازاد شده ترکیب و تولید سولفید سرب رسوب می کند. افزودن پرمنگنات پتاسیم به مقدار جزئی نیز باعث حذف این مشکل با اکسیده کردن یون سولفید به یون سولفات میشود. یک راه دیگر همزدن پالپ متشکل از کانه در محیط قلیایی با استفاده از Ca(oH)2 می باشد. که موجب تجزیه کانی های سولفیدی و تشکیل رسوب بی ضرر می شود.   

FeS+2oH- Fe(oH)2+S2-

2Fe(oH)2+1/2o2+H2o2   2Fe(oH)3

S2-+2o2   So42-

So2-4+ca2+   CaSo4   

سپس پالپ (pulp) فاقد سولفید را با سیانوراسیون به عمل می آورند.

4-5-9 پیچینگ سیانیدی طلا

بعد از مطالعات مینرالوژی وتعیین عیار طلا و تشخیص نوع سنگ معدنی طلا و شناسایی میزالهای همراه با آن شامل گانگ و مینرالهای مزاهم سیانوراسیون، و با بدست آوردن اطلاعات دقیق و کامل از نظر فیزیکی و شیمیایی مینرال مورد نظر؛ با در نظرگرفتن پارامترهای ایده آل برای حلالیت طلا در محلولهای سیانیدی ( قسمت ….) و اطلاعات موجود، مناسب ترین ترکیب محلول سیانیدی، برای انحلال طلای مینرال انتخاب میشود. همچننی نوع و نحوة عملیات قبل از سیانوراسیون مانند تغلیظ ثقلی، ملغمه کردن، تشویه، هوادهی با آهک و … ، تعیین می شود.

لیچینگ سیانیدی طلا در مخازن با همزنهای مکانیکی روباز ( مخازن Dorr) و تانک های لیچینگ پاچوکا pachuca انجام می شود ( شکل     )

تانکهی باهمزن هوای فشرده به نام تانکهای pachuca موسومند که ابتدا در دهکده معدنی به همین نام در مکزیک به کار گرفته شده تانک پاچوکا یک تانک استوانه ای با ابعاد حدود 5/3 متر قطر و 14 متر ارتفاع و کف مخروطی با زاویه  60 درجه می باشد که از فولاد با استر بندی چوب یا لاستیک ساخته می شود. یک لوله مرکزی دوسرباز در تانک تعبیه شده است که توسط آن، تانک بارگذاری شده هوای فشرده ارسال و باعث چرخش مواد از بالا تا پایین تانک می شود و بدینوسیله مواد موجود در تانک به صورت معلق نگه داشته می شود بعد از خرد کردن و آسیا کردن سنگهای معدنی طلا دار و رساندن آنها به ابعاد مناسب، با توجه به مشخصات ماده معدنی طلا دار، آنرا در محلول سیانید سدیم یا سیانید پتاسیمدر تانکهای لیچینگ تا انحلال کامل و مطلوب طلا و نقره لیچ می کنند.

بعد از انحلال، محلول سیانیدی که محتوی سیانید مضاعف سدیم و طلاست به وسیلة صافی های مکانیکی از مواد دیگر جدا شده و پس از بررسی شیمیایی، محلول را برای عملایت ترسب طلا آماده می کنند.

5-5- 9 بازیابی طلا از محلولهای سیانیدی

1-5-5-9 ترسیب طلا از محلول سیانیدی با استفاده از فلز روی (Zn) 

ترسیب یک فلز از محلول نمک آن توسط یک فلز دیگر. سمنتاسیون (cementation) نام دارد زیرا فلز راسب شده عمدتاً مانند سیمان روی فلز اضافه شده قرار می گیرد. این فرآیند با توجه به پتانسیل الکترود استاندارد قابل پیش بینی است. فلزات با پتانسیل مثبت بیشتر 

( اکسایش) سری الکترو شیمیایی وارد محلول شده  و جانشین فلز با پتانسیل مثبت کمتر می شود. ماهیت چنین فرآیندی الکترو شیمیایی میباشد.

در این روش ابتدا لازم است محلول کاملاً زلالی از محلول سیانید طلا تهیه شود. صرفه نظر از رنگ آن، محلول باید کاملاً عاری از مواد کلوئیدی باشد. این عمل در صنعت توسط انوع تکنیک های صاف کردن انجام می شود.

روی به دو صورت تراشه (shaving) و یا پودر (Dust) مورد استفاده قرار می گیرد. در ترسیب طلا  عموماً از پودر روی استفاده می شود ولی استفاده از تراشه هنوز در معادل کوچک متداول می باشد. به هر حال پور روی به علت سطح زیاد تأثیر بیشتر و سریعتری نسبت به تراشه روی (Zn) دارد.

شیمی رسوب گیری : عامل موثر در رسوبگیری از محلولهای سیانید ایجاد هیدروژن نوزاد تحت تأثیر سیانید قلیایی برروی (Zn) است. موارد زیر را در عمل رسوب گیری توسط روی (Zn)، می توان بیان نمود. 

1- طلا و نقره نسبت به روی (Zn) در محلولهای سیانید الکترو نگاتیو بوده و در نتیجه رسوب می کنند.

2- عمل ترسیب فقط در حضور سیانید آزاد انجام می گیرد.

3- عمل ترسیب همیشه با آزاد کردن هیدروژن همراه است.

4- میزان بازیسیتة محلول در حین عمل افزایش مییابد.

 

 

 

 

واکنش کلی 

معادلة واکنش را  Clenell به صورت زیر ارائه می دهد:

 Kau(CN)2+2KCN+Zn+H2o k2Zn(CN)4+Au+H=KoH

 واکنش مستقلی نیز بین روی (Zn) و سیانید پتاسیم انجام می گیرد.

 Zn+4KCN+2H2o k2Zn(CN)4+2KOH+H2

آماده سازی محلول جهت رسوب گیری باروی (Zn)

1- هواگیری

رسوب کامل و موثر فلزات از محلولهای سیانیدی نیاز به خروج اکسیژن از محلول دارد. راندمان عمل رسوب گیری با پودر روی قبل از هر چیز بستگی به خروج اکسیژن حل شده اند از محلول دارد.

استفاده از سیستم های خلاء از روشهای متداول هواگیری است. با استفاده از خلاء ای برابر با 550 میلیمتر جیوه می توان میزان اکسیژن را از 5/6 به 5/0 میلی گرم بر لیتر رسانید.

2- کنترل شیمیایی

برای انجام موفقیت آمیز عمل رسوب گیری، محلول باید به اندازه کافی سیانید آزاد داشته باشد. همچنین افزودن مقداری از نمک های سرب مانند نیترات و یا استات سرب به سرعت عمل، کمک می کند. مقدار نمک سرب می تواند در حدود 10 درصد جرم روی (Zn) باشد.

 سرب به صورت یک لایه فلزی نازک به سطح ذرات روی می نشیند وبدین ترتیب ایجاد یک زوج گالوانی کرده که در نتیجه باعث تسریع عمل رسوب گیری طلا و مصرف کمتر روی (Zn) می شود.

محلولهایی که سولفیدهای محلول دارند، افزودن نمک های سرب باعث تشکیل رسوب نامحلول سولفید سرب شده و به منظور جلوگیری از بسته شدن روزنه های فیلترهای رسوبگیری طلا، بهتر است نمکهای سرب قبل از مرحله ورود به کلادیفایر (Clarifier) به آن افزوده شود.

استفاده از نمکهای سرب باید با احتیاج عمل شود، در غیر این صورت افزودن مقادیر اضافی آن ممکن است باعث پوشش کامل سطح روی توسط سرب شده و تأخیر و یا جلوگیری عمل گالوانیکی را ایجاد نماید.در صورت وجود مقادیر قابل ملاحظه ای از نقره، مس و سرب در محلول که می توانند با روی تشکیل یک زوج فعال را بدهند، باید از افزودن نمک های سرب خوداری گردد.

2-5-5-9 جذب طلا ازمحلول سیانیدی با استفاده از کربن فعال

در این روش ازقابلیت جذب سطحی کربن فعل استفاده شده وطلا بر روی آن رسوب می کند.

زغال چوب فعال شده

زغال چوب فعال شده برای اولین بار، در بازیابی طلا به وسیله فرایند کلریناسیون در متالوژی به کار رفت.

 Aucl4- Au3++4cl-

Au3+3e- Au

C2H2o Co2+4H++4e-

4Au3++3c+6H2o 4Au+3Co2+12H+


 وقتی که فرآیند سیانوراسیون جایگیزن فرآیند کلریناسیون شد. از زغال چوب برای فرآیند جدید نیز استفاده گردید ( مکانیزم دو فرآیند متفاوت است؛ در محلول کلریدی، رسوب به وسیله احیا صورت می گیرد، در صورتی که در محلول سیانیدی فرآیند یک پدیدة جذب سطحی (adsorption) است). در هر دو حالت ، با سوزاندن کربن و ذوب طلا و تبدیل آن به شمش، طلا بازیابی می شد. این فرآیند گران و پرخرج بود. این عیب به همراه پیشرفت مهمی که در تکنولوژی بازیابی طلا توسط رسوب دادن با پودر روی (Zn) ایجاد شد به متروک شدن فرآیند استفاده از زغال چوب فعال منجر شد. با این وجود در اوایل دهه 1950، کاربرد متالورژیکی کربن فعال شده رونق تازه ای یافت. استفاده دوباره از کربن از زمانی متدوال شد که روشی برای شستن طلا و نقره جذب شده روی سطح دانه های کربن توسعه پیدا کرد، که این فرآیند به عنوان مرحله تغلیظ- تخلیص مورد استفاده قرار گرفت و این امر به کاربرد وسیع این تکنولوژی منجر گردید.

مکانیزم جذب سطحی

جذب سطحی در حقیقت به این دلیل انجام می شود که نیرهای بین اتمی عمل کننده روی یک اتم سطحی، ضعیف تر از نیروهای عمل کننده روی یک اتم جامد است. بنابراین جهت برآیند نیروی عمل کننده روی یک اتم سطح، به طرف توده جامد است. لذا سطح اتم درجه ای از حالت غیراشباع خواهد داشت و ملکول ها یا یون های نزدیک خودش را به طور سطحی جذب خواهد کرد.

شکل  مقایسه نیرویها بین اتمی عمل کنده روی اتم های سطحی و اتم های موجود در توده جامد

روش کار

پس از مرحله سیانوراسیون و حل طلای موجود در مینرال، به محلول دوغاب سیانیدی کربن فعال افزوده می شود. جهت حرکت کربن در مخازن جذب. در خلاف جهت حرکت دوغاب بوده و نهایتاً کربن پس از جذب طلا توسط صافی از محلول جدا و شسته می گردد. طلای جذب شده توسط کربن تحت فشار و  دما در حدود   90 در محلول سیانیدی با غلظت حدود 10 گرم در لیتر سیانید و یک گرم در لیتر NaoH حل شده و طلای محلول در سلهای الکترولیز بر روی کاتدهای پشم فولادی رسوب می کند، و با حل کردن کاتد پشم فولادی در اسید نیتریک طلا به دست می آید.

شکل  جذب سطحی طلا و نقره روی زغال چوب فعال شده

به کارگیری کربن فعال نسبت به روی جهت بازیابی طلا از محلوللهای سیانیدی برتری هایی دارد. سیستم روی (Zn) نسبت به غلظت های سیانید، اکسیژن حل شده و فلزات پایه خصوصاً مس حساس می باشد، در صورتیکه سیستم کربن می تواند در محدوده وسیعی از غلظت سیانید عمل کند. ضمناص نسبت به وجود اکسیژن حساس نبوده و عمل جذب طلا و نقره نسبت به فلزات پایه تقدم دارد. عمل بازیابی با کربن می تواند تا 98% انجام گیرد.

6-5-9 لیچینگ توده ای طلا

در این روش ابتدا سطح زمین را از گیاهان پاک کرده و با شیب ملایمی آن را کوبیده و مسطح می کنند. سطح صاف شده ابتدا توسط صفحه پلاستیکی و بعد لایه ای از آسفالت پوشیده می شود. سپس در محل آماده شده توده ای از سنگ خرد شده معدن به ارتفاع 15-10 متر ریخته می شود. وزن ماده ممکن است 200 –100 هزار تن باشد. سپس عامل لیچینگ از بالای توده به صورت دوش روی تل ریخته، و توسط جوی کوچکی که در انتهای شیب زمین تعبیه شده است. جمع آوری می گردد.

 در معدن کرتز نوادا کانه های طلای کم عیار موجود در سنگ آهک به این روش لیچ می شود. هر ساله حدود 7/0 میلیون تن کانه حاوی کمتر از ppm1 طلا، به این روش لیچ می شود.

عامل لیچینگ محلول 3% % NZCN می باشد که در 5/10 pH از بالای توده پاشیده می شود و محلول باردار از قسمت تحتانی توده و از کانیهای که با لاستیک آستر بندی شده اند جمع آوری می گردد. یک دوره لیچینگ حدود 3 ماه طول می کشد.

کانه های خرد شده نیز به این روش لیچ می شوند مشروط بر اینکه کانه قبل از لیچ گندله سازی شود، تا محلول به راحتی در توده نفوذ کند. بدین منظور کانه را با مقدار مشخص سیمان مخلوط و سپس آب به آن اضافه م شود تا تشکیل خمیر دهد. سپس به روش استاندارد با دیسک چرخان، گندله ساخته می شود.

از آنجایی که سیمان در اسید حل می شود روش گندله سازی با سیمان تنها برای لیچینگ حلالهای قلیایی مانند محلول سیانید کاربرد دارد.

همچنین، لیچینگ توده ای برای کانی ها کم عیار اورانیوم در آریزونا ( عامل لیچینگ : هوا + 35% H2So4) و کانه های کم عیار مس H2So4) رقیق) نیز به کار می رود

6-9 استخراج طلا به روش برموسیانوراسیون (bromocyanide proces)

اگر در کانی طلا، تلور وجود داشته باشد ( تلوریدهای طلا)، در این صورت سیانید نمی تواند کانی طلارا در خود حل کند و از لابه لای  آن طلا را استخراج نماید. برای این مورد، به دو روش عمل می شود: 

1- نرم کردن کانی تا زیر 45 میکرون.

 پیش از سیانوراسیون، کانی طلا دار تشویه (oxidizing roasting) شود، یا اکسید کننده های مانند پراکسید سیدم، پراکسید باریمو برماتهای قلیایی و …. افزوده شود.

برای عملیات سیانیدی کانی های تغلیظ شده تلورید از ترکیبات نمک های برمید استفاده می شود.

که ترکیبی است از نمک برمید، به مقدار 57 درصد بر مید سدیم (NaBr) و 43 درصد برمات سدیم NaBro3 که به رنگهای خاکستری روشن و زرد روشن هستند.

عملیات در مخازنی به ارتفاع 10 تا 12 فوت که توسط همزنهای مکانیکی مخلوط می شود انجام می شود. مقدار 15 تن خاک کانه و 15 تن محلول مخلوط می شود، جهت تنظیم و پایین آوردن pH از اسید سولفوریک 1/0 درصد و بالا بردن pH از محلول سیانیدی به غلظت 450 گرم در تن استفاده می شود ترکیب سیانید برم از ترکیب نم برمو ( برمید و برمات سدیم)، محلول سیانید و اسید سولفوریک تهیه می شود. برای تولید 450 گرم سیاند برم؛ مقدار 521 گرم نمک برمو در 1500 میلی لیتر آب، 207 گرم سیانید پتاسیم در 1500 میلی لیتر آب و 486 گرم اسید سولفوریک در cc 4500 آب تهیه می شود. به ازای هر 15 تن محصول مقدار 20 پوند سیانید برم نیاز است.

 2NaBr+NaBrO3+3NaCN+3H2So4 3BrCN+2Na2So4+3H2o

مینرالیها طلا دار در سیانید برم طبق فرمول زیر حل می شوند:

BrCN+3NaCN+2Au 2N[Au(CN)2]+2NaBr

این روش مشکل تر و حساس از روش سیانوراسیون است و در مناطقی مثل کلرادو، کالیفرنیا و غرب استرالیا که طلا در سنگهای تلورمی دار بافت می شوند، بکار می رود

7-9 فرآیند تیواوره برای استخراج طلا

قابلیت حل شدن طلا و نقره در تیو اوره (H2N.CSNH2) را می توان با زوج واکنش اکسایش – کاهش به شرح زیر نوشت

Au Au++e-

Au++2(NH2)CS [(H2N)2CS.AuSC(NH2)2]+

Fe3++e- Fe2+

این واکنش در حضور اکسیرژن و در محیط اسیدی و سریعتر از واکنش سیانوراسیون انجام می شود و کمتر سمی می باشد استفاده از این حلال برای استخراج طلا در مقیاس صنعتی استفاده نمی شود. ضمن اینکه تیو اوره هنگام لیچینگ به مقدار قابل توجهی تجزیه می شود.


 

oja ojaei

نويسنده مطلب فلز طلا و آنچا باید درباره آن باید دانست

نظرات ( ۰ )
هیچ نظری هنوز ثبت نشده است

ارسال نظر

ارسال نظر آزاد است، اما اگر قبلا در بیان ثبت نام کرده اید می توانید ابتدا وارد شوید.
شما میتوانید از این تگهای html استفاده کنید:
<b> یا <strong>، <em> یا <i>، <u>، <strike> یا <s>، <sup>، <sub>، <blockquote>، <code>، <pre>، <hr>، <br>، <p>، <a href="" title="">، <span style="">، <div align="">
تجدید کد امنیتی