تحقیق مقاله طلا (اکتشاف و استخراج ، فرآوری ،استحصال ، کاربردها )

طلا از واژه Jval در زبان سانسکریت ، gold درآنگلوساکسون ،geolo در انگلیسی قدیم و aurum در لاتین گرفته شده که همگی به معنای طلا ( زرد ) می باشند.طلا فلزی زرد رنگ با نماد Au ، وزن مخصوص بالا (gr/cm332/19)،جرم اتمی 967/196 و عدد اتمی 79 است. این عنصردارای سختی 5/2 تا 3 ، نرم، براق،‌ قابل انعطاف، چکش خوار، شکل پذیر، دارای شکست دندانه ای است. طلای خالص معمولاً حاوی 8 تا 10% نقره و گاهی بیشتر است. با افزایش نقره، رنگ سفید تری ایجاد شده و وزن مخصوص نیز کمتر می‌شود.طلا جزء گروه عناصر آزاد ، طبیعی و خالص بوده و فراوانی آن در پوسته زمین در حدود7- 10 × 4 می باشد.طلا پراکندگی بسیار گسترده‌ای دارد. معمولاً در رگه‌های کوارتزدار در سنگ‌های دگرگونی و اسلیتی و یا در ماسه‌ها و آبرفت‌هایی که از تجزیه سنگ‌های دیگر حاصل می‌شود، وجود دارد. طلا معمولاً به نمونه‌های فلزی دیگر مانند پیریت طلادار وابسته است.طلا نقش خود را به عنوان ذخیره پولی در هر سطحی حفظ کرده است و بانک های مرکزی ملل مختلف آن را به عنوان ذخیره پولی نگهداری می کنند.

روشهای مختلف برای فرآوری و استحصال طلا از سنگ معدن

1) شستشوی ماسه‌های طلادار ( روش ثقلی یا خاکشویی )

اولین روشی که بشر برای بدست آوردن طلا بکار برد شستشوی ماسه‌های طلادار بود. قسمت اعظم طلایی که در ادوار گذشته استخراج می‌شد، طلای آبرفتی بود و عمل استحصال طلا به روشهای ابتدایی و سنتی صورت می‌گرفت یکی از این وسایل استفاده از لاوک، جعبه شن‌شوئی و... بود.پس از کشف تیزاب سلطانی کانی‌های طلا‌دار را با نمک و شوره و زاج و گرد آجر مخلوط کرده و در کوره‌ای حرارت می‌دادند و بدین ترتیب طلا با توجه به وزن مخصوص بالا در ته کوره باقی می‌ماند. استفاده از روش حرارتی و بکارگیری ترکیبات سرب از دیگر روشهای استحصال طلا در زمانهای گذشته بود. این روش در عین حال که ابتدایی‌ترین روش علمی شناخته شده است، هنوز بعنوان روش مطمئن اندازه‌گیری عیار طلا به کار گرفته می‌شود و اصطلاح علمی کوپلاسیون یا تجزیه حرارتی نامیده می‌شود، در ایران از این روش جهت استخراج طلا از هر نوع خاک محتوی طلا استفاده می‌گردد که در اصطلاح سنتی بنام نماکاری نامیده می‌شود.

2) روش ملقمه کردن طلا توسط جیوه

روش دیگر که مورد استفاده بشر قرار گرفت استفاده از جیوه می‌باشد. جیوه فلزی است که با تشکیل ملقمه، طلای موجود در خاک را در خود جمع و حل می‌نماید. بنابراین از این خاصیت برای آزادسازی طلا از کانی‌های دیگر استفاده می‌شود. روش بعدی استفاده از گاز کلر در استخراج صنعتی طلا می‌باشد که در یک دوره کوتاهی انجام گرفته با کشف روش سیانوراسیون در اواخر قرن نوزدهم بدلیل مشکلات زیست محیطی مورد استفاده صنعتی قرار نگرفته است.در روش ملقمه کردن، طلا توسط جیوه از سایر مواد جدا می‌شود و سپس از طریق تبخیر نمودن از طلا جدا می‌شود. در این روش که به فرآیند پاشیو مرسوم است، جیوه‌ای که به محیط زیست وارد می‌شود، بازیابی نمی‌شود.

3) روش سیانوراسیون و واکنش با سیانید سدیم

در کانسار طلای کنگلومرایی ویت واترزراند، در آفریقای جنوبی، قسمت اعظم طلا بصورت ذرات بسیار ریز تشکیل شده است. بعبارتی، تغلیظ مکانیکی و ملقمه سازی امکان پذیر نیست و طلا را باید به شکل محلول درآورد که این عمل با روش سیانوراسیون و واکنش با سیانید سدیم انجام می گیرد که یکی از مهمترین روش های تولید طلای آزاد دانه ریز می باشند.بدین منظور، بوسیله آسیاب ها و سنگ شکن ها، آسیاهای گلوله ای تر و کلاسیفایرها، ذرات طلا را از مواد سنگی جدا می کنند. در پروژه های جدیدتر، این فرآیند آسیا کردن بطور زیرزمینی انجام می‌ شود. مواد معدنی طلا دار خرد شده که ذرات طلا یا سولفید زیاد دارند، ممکن است که برای سیانیدی شدن مناسب نباشند. فرآیندهای مقدماتی، شامل تغلیظ گرانشی، که پس از آن ملقمه سازی انجام می شود، تقریبا همیشه مورد نیاز است. این شیوه، این امکان را فراهم می کند تا 50% طلا سریعتر از روش سیانوری استحصال شود. تغلیظ و تمرکز گرانشی را پیش از این به کمک پارچه ای مخمل انجام می دادند. پارچه را با یک گیره محکم می کردند و دوغاب ماده معدنی خرد شده را از آن عبور می دادند. پارچه می بایست عمود بر جهت جریان قرار می گرفت. ذرات چگالتر در شیارها گیر می کردند ولی ذرات کوارتز سبکتر به کمک نیروی آب شسته می شدند.پارچه مخمل دیگر استفاده نمی شود و به جای آن از کائوچوی موجدار استفاده می کنند (ضخامت mm 10، عمق شیارها mm 3، فاصله بین شیارها mm 6). تجهیزات مکانیکی مدرن یک کمربند طولانی دارند (به عرض 5/1 متر و طول 2/7 متر) که زاویه شیب آن °110 است. این کمربند با سرعت min / m 4/0 در خلاف جهت جریان سیال کانه دار حرکت می کند.

تئوری   Vat Leaching

روش سیانوراسیون طلا مهمترین روش طلای آزاد ریز دانه می‌باشد. انحلال طلا توسط سیانور قبل از قرن نوزدهم میلادی شناخته شده بود اما تا پایان سال 1890 میلادی بطور اقتصادی مورد استفاده قرار نگرفته بود سیانور در حضور اکسیژن، طلا را حل نموده و بصورت کمپلکس سیانور طلا در می‌آید. معمولاً طلا بصورت اکسیدی قابل لیچ شدن می‌باشد اگر طلا در زون احیاء باشد، یعنی اینکه کربن‌دار باشد، در این حالت مقاومت ثابتی نسبت به عمل سیانوراسیون دارد که مسئله Refactory Gold پیش خواهد آمد.

عوامل مؤثر در حلالیت طلا عبارتند از :

1) غلظت سیانور

 2) PH  محیط

3) حرارت محیط

4) اکسیژن موجود در محیط

5)  نور و سطح

6)  اندازه ذرات کانه خردایش شده

7) اندازه ذرات طلای آزاد

8) نفوذپذیری کانسنگ