کارخانه فرآوری طلا

 

مقدمه: کارخانه فرآوری طلا چیست؟ (Gold Processing Plant)

کارخانه فرآوری طلا (Gold Processing Plant یا Gold Refining Facility) مجموعه‌ای از تجهیزات، ماشین‌آلات و فرایندهای مهندسی‌شده‌ای است که هدف آن جداسازی، خالص‌سازی و تولید فلز طلا از سنگ معدن (Ore)، خاک طلا یا کنسانتره‌ (Gold Concentrate) می‌باشد. این کارخانه‌ها با استفاده از فناوری‌های مختلف مانند شیمی تر (Hydrometallurgy)، ذوب مستقیم (Pyrometallurgy) و الکترولیز (Electrorefining)، طلا را از ناخالصی‌ها، سایر فلزات همراه مانند نقره (Silver)، مس (Copper)، سرب (Lead) و جیوه (Mercury) جدا کرده و به شکل محصول نهایی مثل شمش طلا (Gold Bullion)، ساچمه (Granule)، یا آند برای الکترولیز در می‌آورند.
فرآیندهای اصلی در کارخانه‌های فرآوری شامل مواردی نظیر: لیچینگ با تیزاب سلطانی (Aqua Regia Leaching)، فیلتراسیون با فیلتر پرس (Filter Press), ته‌نشینی با احیاکننده (Precipitation), ذوب در کوره القایی (Induction Furnace) و بازیابی نقره و جیوه با روش‌های خاص می‌باشند.
هدف نهایی این واحدها رسیدن به خلوص طلای بالای ۹۹٫۹۹٪ یا چهار نُه (999.9 Fine Gold) جهت عرضه در بازارهای جهانی است.
الحاقیه: شرح کامل مراحل فرآوری طلا و بازیابی نقره و جیوه
در یک کارخانه استاندارد، ابتدا ماده معدنی شامل طلا یا کاتد از منابع مختلف تهیه و وارد خط فرآوری می‌شود. مرحله اول همزدن در محلول اسیدی قوی باعث حل شدن فلزات پایه می‌شود. این مخلوط با دستگاه فیلتر پرس فیلتر شده و کیک باقی‌مانده شامل طلا و نقره وارد مرحله تیزاب‌کاری می‌شود. در این مرحله با استفاده از Aqua Regia، طلا به‌طور کامل حل شده و نقره به صورت رسوب جدا می‌گردد.
فاز مایع حاوی طلا به میکسر سوم هدایت شده و با افزودن یک Reducing Agent قوی، طلا به شکل فلزی رسوب می‌کند. سپس این پودر طلای خام از طریق فیلتراسیون بازیابی و وارد مرحله ذوب در دمای بالای 800 درجه سانتی‌گراد می‌شود. طلا پس از تصفیه، به شکل شمش‌ (Gold Ingots) یا ساچمه‌ (Gold Beads) قالب‌گیری و بسته‌بندی می‌شود.
در خصوص نقره، رسوب به‌دست‌آمده از مراحل قبلی ذوب شده و به شکل آند برای الکترولیز در می‌آید. پس از الکترولیز، نقره با خلوص بالا (High-Purity Silver) به شکل شمش، ساچمه یا میله ریخته‌گری می‌شود.
در مورد جیوه، کنسانتره آن در کوره ویژه حرارت داده می‌شود تا بخارات جیوه تبخیر و با سیستم کندانسور، جمع‌آوری گردد. پس از تصفیه، جیوه در کپسول‌های فلزی ذخیره می‌شود.

معرفی کارخانه فرآوری طلا
(Gold Refinery Plant Introduction)
کارخانه فرآوری طلا قلب تپنده صنعت بازیافت و استحصال فلزات گرانبهاست. این واحد صنعتی با بهره‌گیری از دانش شیمی، مهندسی مواد و فناوری‌های پیشرفته، فرایند خالص‌سازی و بازیابی طلا، نقره و سایر فلزات ارزشمند را از کنسانتره، کاتد یا سایر منابع معدنی و صنعتی انجام می‌دهد. در فرآوری طلا، مراحل متعددی نظیر حل‌سازی در تیزاب سلطانی، فیلتر پرس، احیا، ذوب، ریخته‌گری و پالایش نهایی انجام می‌شود تا طلا با خلوص بالا (۹۹.۹۹٪) به شکل شمش یا ساچمه تولید و روانه بازار شود.
فرایندهایی مانند ته‌نشینی نقره، تولید آند نقره، الکترولیز نقره و استخراج جیوه نیز از دیگر عملیات‌های کلیدی این کارخانه هستند. کارخانه‌های مدرن فرآوری طلا به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که ضمن حفظ ایمنی و پایداری زیست‌محیطی، بیشترین بازدهی از منابع معدنی و باطله‌ها را فراهم کنند. استفاده از مواد شیمیایی خاص، کنترل دقیق دما، استفاده از فیلترپرس‌های صنعتی، و تجهیزات ذوب و ریخته‌گری دقیق، بخشی از این سیستم پیچیده و تخصصی هستند.
در بسیاری از کشورهای جهان، از جمله ایران، چین، آفریقای جنوبی، ترکیه و روسیه، کارخانه‌های فرآوری طلا نقش کلیدی در زنجیره ارزش صنعت معدن ایفا می‌کنند. علاوه بر طلا، در برخی واحدها جیوه و نقره نیز از کنسانتره‌ها استخراج می‌شوند و به اشکال متنوع مانند شمش، میله، ساچمه و پودر عرضه می‌گردند. این شمش‌ها اغلب با استانداردهای بین‌المللی مانند LBMA تولید می‌شوند و قابل‌قبول برای بازارهای جهانی هستند.

 

سوالات متداول (FAQs)

1. کارخانه فرآوری طلا چه تفاوتی با ریفاینری طلا دارد؟
کارخانه فرآوری (Processing Plant) معمولاً روی سنگ معدن و کنسانتره اولیه کار می‌کند تا فلزات باارزش را جدا کند، درحالی‌که ریفاینری (Refinery) بر خالص‌سازی طلا تمرکز دارد.
2. آیا کارخانه‌های فرآوری طلا نیاز به مجوز خاص دارند؟
بله. بسته به کشور، مجوزهای زیست‌محیطی، ایمنی شیمیایی و صنعتی لازم است.
3. محصول نهایی کارخانه فرآوری طلا چیست؟
محصول نهایی معمولاً شمش طلا با خلوص بالا است، اما می‌تواند شامل نقره، جیوه یا پودر طلا نیز باشد.
4. آیا فرآوری طلا فقط با تیزاب سلطانی انجام می‌شود؟
خیر. روش‌هایی مانند سیانوراسیون (Cyanidation)، ذوب مستقیم و حتی بیوتکنولوژی نیز وجود دارد.
5. ضایعات کارخانه فرآوری طلا چگونه مدیریت می‌شود؟
ضایعات به حوضچه‌های باطله (Tailings Ponds) منتقل شده و با سیستم‌های ایمنی مدیریت می‌شوند تا آلودگی زیست‌محیطی به حداقل برسد.
کارخانه فرآوری طلا ، تولید کنسانتره طلا 

در زیر شرح مختصری واحد های مختلف  یک نمونه کارخانه فرآوری فعال در داخل کشور ارائه می گردد .

استوک پایل :

 در این قسمت خاک در تعدادی دپوی بزرگ جمع آوری شده است. هر دپو عیار مشخصی دارد. خاک از دپوهای مختلف به رام بین شارژ می گردد. میزان و نوع دپو براساس عیار متوسط تعیین شده واحد تولید می باشد. عملیات شارژ خاک توسط لودر و کامین انجام می پذیرد.

واحد سنگ شکنی :

 در این واحد خاک موجود در رام بین توسط یک اپرون فیدر به درون سنگ شکن فکی شارژ و بر روی نوار نقاله ریخته می شود. سایز سنگ های ورودی به سنگ شکن فکی می تواند حداکثر 55x90  سانتی متر باشد. سایز سنگ خروجی از سنگ شکن حداکثر 14 سانتی متر می باشد.

واحد آسیاب :

 خوراک خرد شده توسط نوار نقاله وارد یک دستگاه آسیاب SAG Mill  می گردد. پس از عملیات خردایش در سگ میل دوغاب حاصله توسط پمپ های دیس شارژ جهت دانه بندی به هیدرو سیکلون ها فرستاده می شود. ذرات ریز تر از 75 میکرون وارد سرریز سیکلون شده و به مخازن لیچ منتقل می شود، ذرات درشت تر از 75 میکرون به زیر ریز سیکلون رفته و جهت خردایش مجدد به سگ میل منتقل می شوند.

واحد لیچ :

خوراک خردایش شده از مسیر سرریز سیکلونها به واحد لیچ فرستاده می شود. در این مرحله تعداد 7 تانک با حجم 700 مترمکعب وجود دارد که فرایند انحلال طلا، نقره و جیوه در محلول سیانوری و سپس عملیات جذب این فلزات حل شده در سیانور به روی کربن اکتیو در آنها صورت می پذیرد. کربن اکتیو توسط سیستم ایرلیفت از تانک 7 به تانک 6 و سپس تانک 5 و همینطور در ادامه تا تانک 1 منتقل می شود.

واحد آماده سازی مواد شیمیائی شامل انحلال آهک، سیانور و سود سوز آور در آب و همچنین مخزن اسید کلریدریک، واحد اکسیژن پلانت و کمپرسور خانه نیز در کنار واحد لیچ قرار دارند.

واحد تیکنر و PPSM  :

  این واحد دارای دو دستگاه تیکنر و یک دستگاه PPSM  می باشد. در این واحد بخش اعظمی ازآب پروسس که حاوی سیانور می باشد از دوغاب و پسماند جدا شده و در مخزن های مخصوص آب پروسس نگهداری و سپس جهت استفاده مجدد به واحد آسیاب منتقل می شود.

گل یا پسماندی که از آب جدا شده است توسط پمپ های مخصوصی به سد باطله منتقل می شوند.

واحد الوشن :

طلا، نقره و جیوه تولید شده پس از جذب به کربن اکتیو توسط لاین و پمپ مخصوصی از تانک لیچ شماره 1 به واحد الوشن ارسال می گردند. کربن اکتیو ابتدا وارد ستون اسید شوئی شده و توسط اسید کلریدریک رقیق یک سری از ناخالصی های فلزی از کربن جدا شده و به سد باطله ارسال می گردند.

سپس کربن اکتیو توسط یک سیستم واتر جت از ستون اسید شوئی به ستون الوشن منتقل می گردد. در این ستون طلا، نقره و جیوه با فشار و دمای بالا از کربن جدا و به صورت محلول سیانوری در می آید. بعد از اطمینان از جدایش فلزات گرانبها از کربن اکتیو محلول حاصله توسط پمپ مخصوصی به مخازن ذخیره الوئیت دراتاق طلا منتقل می شوند.

اتاق طلا :

 در این اتاق ابتدا جیوه توسط سولفور سدیم از محلول جدا و به صورت کنستانتره جیوه در بشکه بسته بندی و نگهداری می شود. سپس جهت تولید جیوه خالص به شرکت استحصال مواد معدنی تخت سلیمان ارسال می گردد. محلول عاری از جیوه که سزشار از طلا و نقره است توسط پمپی به واحد الکترو وینینگ شارژ می شود.

طلا و نقره در دستگاه الکترووینینگ از محلول جدا و بر روی پشم فولادی جمع می گردند. پشم فولادی حاوی طلا و نقره جهت تولید طلا و نقره به واحد ریفاینری شرکت استحصال مواد معدنی ارسال می گردد.

سد باطله :

سد باطله این شرکت دارای ظرفیت مناسب برای کل عمر معدن می باشد. این سد یک سد خاکی با هسته رسی کوبیده شده است. کف قسمت دریاچه پشت سد نیز توسط رس کوبیده عایق بندی شده است.

 در این قسمت یک واحد پمپاژ و خط لوله جهت ارسال آب پروسس از پشت این سد به مخازن ذخیره آب پروسس در واحد تیکنر کارخانه وجود دارد.

کارخانه فلوتاسیون :

این کارخانه یک واحد فلوتاسیون کامل است که دوغاب پسماند کارخانه فراوری را گرفته و با عملیات فلوتاسیون بخش عمده ای از جیوه، طلا و نقره موجود در این پسماند را به صورت کنستانتره جدا کرده و بسته بندی می نماید. این کنستانتره به همین صورت فروخته می شود.

دوغاب یا پسماند خروجی این واحد به سد باطله منتقل می شود.

کارخانه استحصال مواد معدنی :

در این کارخانه فلز جیوه از کنسانتره جیوه تولیدی در کارخانه فرآوری تولید می گردد. طلا و نقره نیز از کاتد ارسالی از کارخانه فراوری تولید می گردند.

فرایند تولید جیوه بدین گونه است که کنستانتره دریافتی درون 16 سینی مخصوص از جنس استیل ریخته و به درون کوره جیوه گذاشته می شوند.

    1  - استحصال طلا و نقره از کنسانتره و یا کاتد حاوی طلا و نقره : 

در این مرحله کاتد و یا کنسانتره خریداری شده ابتدا توزین و تعیین عیار می گردد . سپس محلول آب و اسید در میکسر یک تهیه و کاتد یا کنسانتره به آن شارژ می گردد وعمل همزدگی ادامه پیدا می کند تا فلزات قابل حل در اسید  در محلول حل گردند سپس مخلوط حاصل توسط یک فلیتر پرس ، فیلتر می گردد. محلول حاصل که شامل سولفات فلزات مختلف می باشد به مخازن محلول دور ریز (باطله) ارسال و کیک حاصل از این فیلتراسیون تخلیه ، توزین و میزان طلا و نقره آن اندازه گیری می گردد .

کیک حاصل را در میکسر دو به محلول تیزاب سلطانی شارژ نموده و همزدگی را ادامه داده تا طلا بطور کامل حل و نقره رسوب گردد ، سپس توسط فیلتر پرس  مخلوط حاصله را فیلتر کرده و محلول آن را به میکسر 3 هدایت می کنیم این محلول حاوی طلا و برخی فلزات دیگر می باشد و کیک حاصل بصورت عمده حاوی رسوب نقره می باشد.

بعد از آنکه کل محلول فیلتراسیون وارد میکسر 3 شد با یک احیاءکننده قوی  طلا را بصورت فلزی رسوب می دهیم سپس با فیلتر کردن پودر طلا را از محلول جدا و برای ادامه به قسمت ذوب می فرستیم .

کیک رسوب نقره حاصل از فیلتراسیون میکسر 2 را با مقدار مورد نیاز مواد شیمیائی مخلوط و در دمای بیش از 800 درجه سانتیگراد ذوب و بعد از ریخته گری نقره بصورت قرص حاصل می شود . این قرص نقره در حدود 96% - 85% نقره دارد . قرص حاصله را مجدداً ذوب و با آن آند درست می کنیم . آند حاصله را در الکترولیز نقره قرار می دهیم و بعد از آنکه عمل الکترولیز پایان گرفت نقره بصورت پودر نقره از کاتد جدا و ذوب می گردد . بنا به درخواست مشتری نقره تولیدی به شکل شمش ، میله و یا ساچمه ریخته گری و بسته بندی می گردد .

پودر طلای حاصل از میکسر 3 را درون بوته ذوب ریخته و در دمای بیش از 800 درجه سانتیگراد ذوب و با کمک مواد شیمیائی اندک ناخالصی که ممکن است در میکسر 3 به همراه طلا راسب شده باشد را از مذاب خارج و بصورت سرباره از مذاب جدا می کنیم . و مذاب را بصورت شمش های بزرگ 3 یا 4 کیلوگرمی ریخته گری می کنیم . سپس این شمش ها را مجدداً ذوب و گوارسه می کنیم تا طلا به شکل ساچمه درآید . این کار جهت توزین مناسب شمش ها می باشد . بعد از گوارسه کردن توسط ترازوی دقیق ساچمه های طلا را توزین و بصورت بسته های یک کیلوگرمی تقسیم می کنیم . بسته های توزین شده یک کیلوگرمی را جداگانه ذوب و در قالب مخصوص طلا ریخته گری نموده تا شمش های یک کیلوگرمی حاصل گردد . شمش ها را مجدد تک تک با دقت توزین سپس بسته بندی و روانه بازار می کنیم .

2- تولید جیوه و نقره از کنسانتره جیوه

در این مرحله کنسانتره خریداری شده ، ابتدا مورد آزمایش قرار گرفته و میزان جیوه ، نقره و طلای آن اندازه گیری می شود سپس درون کوره جیوه قرار داده شده تا جیوه آن بصورت کامل تبخیر و با سرد کردن هوای گرم خروجی از کوره بصورت جیوه فلزی جمع آوری و پس از تصفیه فیزیکی درون کپسولهای 35 کیلوئی بسته بندی می گردد .

بعد از اتمام کار کوره خاموش و درب آن باز می گردد و خاک باقی مانده در کوره را تخلیه می کنیم . سپس خاک مذکور در میکسر 2 در اسید حل می گردد و نقره آن بصورت رسوب نقره ته نشین می شود . رسوب نقره که در فیلتر پرس 2 جمع آوری می گردد را با همراه مواد شیمیائی ذوب و قرص نقره حاصل را آند ریزی می کنیم . آند حاصل را در الکترولیز قرار داده و از آن نقره با خلوص بالا حاصل می گردد .