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

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

طلا از واژه Jval در زبان سانسكريت ، gold درآنگلوساكسون ،geolo در انگليسي قديم و aurum در لاتين گرفته شده كه همگي به معناي طلا ( زرد ) مي باشند.طلا فلزي زرد رنگ با نماد Au ، وزن مخصوص بالا (gr/cm332/19)،جرم اتمي 967/196 و عدد اتمي 79 است. اين عنصرداراي سختي 5/2 تا 3 ، نرم، براق،‌ قابل انعطاف، چكش خوار، شكل پذير، داراي شکست دندانه اي است. طلاي خالص معمولاً حاوي 8 تا 10% نقره و گاهي بيشتر است. با افزايش نقره، رنگ سفيد تري ايجاد شده و وزن مخصوص نيز كمتر مي‌شود.طلا جزء گروه عناصر آزاد ، طبيعي و خالص بوده و فراواني آن در پوسته زمين در حدود7- 10 × 4 مي باشد.طلا پراكندگي بسيار گسترده‌اي دارد. معمولاً در رگه‌هاي كوارتزدار در سنگ‌هاي دگرگوني و اسليتي و يا در ماسه‌ها و آبرفت‌هايي كه از تجزيه سنگ‌هاي ديگر حاصل مي‌شود، وجود دارد. طلا معمولاً به نمونه‌هاي فلزي ديگر مانند پيريت طلادار وابسته است.طلا نقش خود را به عنوان ذخيره پولي در هر سطحي حفظ كرده است و بانك هاي مركزي ملل مختلف آن را به عنوان ذخيره پولي نگهداري مي كنند.

فهرست عنواین :

1) روشهاي مختلف براي فرآوري و استحصال طلا از سنگ معدن
2) مراحل مختلف و روشهاي متداول فرآوري و استحصال طلا
3) تقسیم بندی كاني‌هاي طلا از نظر استحصال
4) دلایل سختی روشهاي اندازه‌گيري طلا
5) مهمترين روشهاي اندازه‌گيري طلا
6) عوامل عملياتي در توليد طلا
7) تحقيقات و كاربردهاي طلا

روشهاي مختلف براي فرآوري و استحصال طلا از سنگ معدن

1) شستشوي ماسه‌هاي طلادار ( روش ثقلی یا خاکشویی )

اولين روشي كه بشر براي بدست آوردن طلا بكار برد شستشوي ماسه‌هاي طلادار بود. قسمت اعظم طلايي كه در ادوار گذشته استخراج مي‌شد، طلاي آبرفتي بود و عمل استحصال طلا بهروشهاي ابتدايي و سنتي صورت مي‌گرفت يكي از اين وسايل استفاده از لاوك، جعبه شن‌شوئي و... بود.پس از كشف تيزاب سلطاني كاني‌هاي طلا‌دار را با نمك و شوره و زاج و گرد آجر مخلوط كرده و در كوره‌اي حرارت مي‌دادند و بدين ترتيب طلا با توجه به وزن مخصوص بالا در ته كوره باقي مي‌ماند. استفاده از روش حرارتي و بكارگيري تركيبات سرب از ديگر روشهاي استحصال طلا در زمانهاي گذشته بود. اين روش در عين حال كه ابتدايي‌ترين روش علمي شناخته شده است، هنوز بعنوان روش مطمئن اندازه‌گيري عيار طلا به كار گرفته مي‌شود و اصطلاح علمي كوپلاسيون يا تجزيه حرارتي ناميده مي‌شود، در ايران از اين روش جهت استخراج طلا از هر نوع خاك محتوي طلا استفاده مي‌گردد كه در اصطلاح سنتي بنام نماكاري ناميده مي‌شود.

2) روش ملقمه كردن طلا توسط جيوه

روش ديگر كه مورد استفاده بشر قرار گرفت استفاده از جيوه مي‌باشد. جيوه فلزي است كه با تشكيل ملقمه، طلاي موجود در خاك را در خود جمع و حل مي‌نمايد. بنابراين از اين خاصيت براي آزادسازي طلا از كاني‌هاي ديگر استفاده مي‌شود. روش بعدي استفاده از گاز كلر در استخراج صنعتي طلا مي‌باشد كه در يك دوره كوتاهي انجام گرفته با كشف روش سيانوراسيون در اواخر قرن نوزدهم بدليل مشكلات زيست محيطي مورد استفاده صنعتي قرار نگرفته است.در روش ملقمه كردن، طلا توسط جيوه از ساير مواد جدا مي‌شود و سپس از طريق تبخير نمودن از طلا جدا مي‌شود. در اين روش كه به فرآيند پاشيو مرسوم است، جيوه‌اي كه به محيط زيست وارد مي‌شود، بازيابي نمي‌شود.


3) روش سيانوراسيون و واكنش با سيانيد سديم

در كانسار طلاي كنگلومرايي ويت واترزراند، در آفريقاي جنوبي، قسمت اعظم طلا بصورت ذرات بسيار ريز تشكيل شده است. بعبارتي، تغليظ مكانيكي و ملقمه سازي امكان پذير نيست و طلا را بايد به شكل محلول درآورد كه اين عمل با روش سيانوراسيون و واكنش با سيانيد سديم انجام مي گيرد که يكي از مهمترين روش هاي توليد طلاي آزاد دانه ريز مي باشند.بدين منظور، بوسيله آسياب ها و سنگ شكن ها، آسياهاي گلوله اي تر و كلاسيفايرها، ذرات طلا را از مواد سنگي جدا مي كنند. در پروژه هاي جديدتر، اين فرآيند آسيا كردن بطور زيرزميني انجام مي‌ شود. مواد معدني طلا دار خرد شده كه ذرات طلا يا سولفيد زياد دارند، ممكن است كه براي سيانيدي شدن مناسب نباشند. فرآيندهاي مقدماتي، شامل تغليظ گرانشي، كه پس از آن ملقمه سازي انجام مي شود، تقريبا هميشه مورد نياز است. اين شيوه، اين امكان را فراهم مي كند تا 50% طلا سريعتر از روش سيانوري استحصال شود. تغليظ و تمركز گرانشي را پيش از اين به كمك پارچه اي مخمل انجام مي دادند. پارچه را با يك گيره محكم مي كردند و دوغاب ماده معدني خرد شده را از آن عبور مي دادند. پارچه مي بايست عمود بر جهت جريان قرار مي گرفت. ذرات چگالتر در شيارها گير مي كردند ولي ذرات كوارتز سبكتر به كمك نيروي آب شسته مي شدند.پارچه مخمل ديگر استفاده نمي شود و به جاي آن از كائوچوي موجدار استفاده مي كنند (ضخامت mm 10، عمق شيارهاmm 3، فاصله بين شيارها mm 6). تجهيزات مكانيكي مدرن يك كمربند طولاني دارند (به عرض 5/1 متر و طول 2/7 متر) كه زاويه شيب آن °110 است. اين كمربند با سرعت min / m 4/0 در خلاف جهت جريان سيال كانه دار حركت مي كند.

تئوري Vat Leaching

روش سيانوراسيون طلا مهمترين روش طلاي آزاد ريز دانه مي‌باشد. انحلال طلا توسط سيانور قبل از قرن نوزدهم ميلادي شناخته شده بود اما تا پايان سال 1890 ميلادي بطور اقتصادي مورد استفاده قرار نگرفته بود سيانور در حضور اكسيژن، طلا را حل نموده و بصورت كمپلكس سيانور طلادر مي‌آيد. معمولاً طلا بصورت اكسيدي قابل ليچ شدن مي‌باشد اگر طلا در زون احياء باشد، يعني اينكه كربن‌دار باشد، در اين حالت مقاومت ثابتي نسبت به عمل سيانوراسيون دارد كه مسئلهRefactory Gold پيش خواهد آمد.

عوامل مؤثر در حلاليت طلا عبارتند از :

1) غلظت سيانور

2) PH محيط

3) حرارت محيط

4) اكسيژن موجود در محيط

5) نور و سطح

6) اندازه ذرات كانه خردايش شده

7) اندازه ذرات طلاي آزاد

8) نفوذپذيري كانسنگ

مطالعات قبل از عمليات ليچينگ :

1) مطالعات كاني‌شناسي

2) كاني ميزبان فلز

3) اندازه ذرات فلزات قيمتي و درجه آزادي آن

4) نوع باطله همراه كانه

5) وجود پاراژنزهاي همراه كانسنگ

6) نحوه توزيع طلا در كانسنگ

7) وجود كانيهاي سيانوركش

این مطالعاتت بايد به دقت انجام گيرد زيرا هر يك از عوامل فوق براي هر كانسنگ با خواص ويژه متفاوت خواهد بود.

مراحل مختلف و روشهاي متداول فرآوري و استحصال طلا :

1**) روشهاي جداسازي طلاي آزاد و تغليظ طلا از كاني‌ها شامل:

الف) روشهاي ثقلي

1) لاوك شوئي
2) جيك
3) ميزهاي لرزان
4) ميزهاي گردان
5) جدا كننده مغناطيس
6) جدا كننده‌هاي گريز از مركز
7) مخروطهاي ري ايچرت (Reichert)

ب) روش فلوتاسيون

2**) روشهاي حل كردن فلز طلا از كاني‌ها و كنسانتره‌ها

1) روش غالگذاري (غالكاري)
2) روش ملقمه
3) روش كلريناسيون
4) روش سيانوراسيون
5) روش تيوره
6) روش‌هاي ديگر

3**) روشهاي رسوب‌گيري طلا از محلول طلادار (روشهاي بازيابي طلا)

1) روش پودر روي
2) روش C.I.P
3) روشC.I.L
4) روشهاي ديگر

4**) ذوب و تخليص طلا

لازم به توضيح است كه عمليات استحصال فلز طلا از سنگهاي معدني طلادار، متناسب با چگونگي وجود طلا در كاني متفاوت مي‌باشد.

تقسیم بندی كاني‌هاي طلا از نظر استحصال

الف ) كاني‌هاي طلاي طبيعي (ناتيو)

ب ) طلاي همراه با سولفيدها: كه در اين كاني‌ها طلا بصورت ذرات آزاد يا پراكنده در سولفيدها وجود دارند.

ج) تلوريدهاي طلا، كه معمولا در كنار طلاي ناتيو يا طلاي همراه سولفيدها ديده مي‌شوند،Calaverite, Krennerite كاني‌هايي هستند كه شامل 40 درصد طلا و Sylvanetite حدود 25 درصد طلا دارد .

د ) طلا در ساير مينرال ها مانند آرسنيك و آنتيموان و يا با پورفيرهاي مس و يا با مينرال هاي سرب و روي و يا با مواد كربن‌دار وجود دارد.

- - - به روز رسانی شده - - -

دلایل سختی روشهاي اندازه‌گيري طلا

امروزه از طلا به عنوان ردياب مس در پي‌جوئي كانسارهاي مس و موليبدن پورفيري استفاده مي‌كنند.
با وجود محاسن رديابي- اكتشافي كه طلا دارد ولي روشهاي اندازه‌گيري آن به دلايل زير از مشكل‌ترين روشها مي‌باشند:

1 ) عيار عادي كم (ppb 1 تا 5 )

2 ) پراكندگي نامنظم در كانيها، سنگ، خاك و رسوبات

3 ) تمركز شديد بعد از آزاد شدن از كاني و سنگها به علت وزن مخصوص زياد

4) وجود ناخالصي‌هايي مانند نقره، مس و 22 عنصر ديگر كه به صورت جانشيني و يا در سطوح بلورين كانيهاي طلا‌دار قرار مي‌گيرند.

براي سنگها و كانيهايي كه قطر بلوري آنها در حد يك ميلي متر باشد 5/2 كيلوگرم نمونه وزن مطلوبي است. براي رگه‌ها و كانيهاي هيپوژن، وزن نمونه‌ها بايد بيشتر از 5 كيلوگرم باشد. وزن نمونه‌هاي خاك و رسوبات بين 300 تا 700 گرم متغير است نمونه‌برداري از خاكها بيشتر بايد از افقباشد. اگر فرض كنيم كه طلا به صورت يك ذره يك ميلي‌گرمي در كل نمونه‌اي از سنگ و كاني پخش باشد پراكندگي آن بعد از پودر شدن نمونه يك كيلوگرمي بسيار نامنظم است.

حل مشكلات اندازه گیری طلا (ريدل 1983 ) :

1) افزايش وزن نمونه‌هاي سنگي و پودر شده
2 ) كاهش قطر ذرات طلا در نمونه‌هاي پودر شده
3 ) تمركز ذرات درشت و تجزيه شيميايي جداگانه آنها

براي رفع مشكلات اول معمولا وزن نمونه‌هاي پودر شده جهت تجزيه شيميايي بايد بين 2 تا 5 گرم و در اكثر موارد 10 گرم باشد. براي روشهاي وزن سنجي، وزن نمونه‌هاي پودر شده بين 15 تا 150گرم متغير است. مشكل دوم را مي‌توان با آسياب نمودن نمونه بصورت پودر بسيار ريز حل كرد. براي اين كار نمونه آسياب شده را از الك منهاي 150 عبور مي‌دهد. البته اين روش بسيار وقت‌گير است. جدول شماره 1 رابطه بين قطر و تعداد ذرات طلا در يك گرم نمونه را نشان مي‌دهد.

قطر ذرات ( میلیمتر )	درصد ذرات طلا	تعداد ذرات طلا در یک گرم نمونه
50%	10	85000
40%	10	166000
30%	10	393000
20%	10	1327000
10%	10	10616000
005/0	20	169582000
002/0	20	2653928000
001/0	10	10615711000

جدول شماره 1: رابطه بين قطر و تعداد ذرات طلا در يك گرم نمونه

در مورد مشكل سوم بايد ذرات درشت طلا را بوسيله الك كردن جدا نمود. چنانچه 95 درصد نمونه پودر شده از الك منهاي 150 عبور كند، ذرات درشت طلا تا حدود 5 درصد روي الك باقي مي‌ماند. بنابراين با تجزيه شيميايي ذرات درشت طلا نسبت به وزن بقيه نمونه مي‌توان عيار مناسبي را براي طلا در نمونه‌ها منظور داشت.

روش هایی برای حل كردن نمونه‌هاي پودر شده و آزاد نمودن طلا به صورت محلول

1) انحلال اسيدي

2 ) ذوب و انحلال

در روش اول نمونه را در تيزاب سلطاني (3 قسمت اسيد كلريدريك و 1 قسمت اسيد نيتريك) حل مي‌كنند. در اين تيزاب سلطاني فقط طلاي آزاد و سولفيدهاي طلادار (آرسنوپيريت، پيريت و كالكوپيريت) را حل مي‌كنند ولي بر روي سيليكاتها اثر ندارد. امروزه ذوب و انحلال اسيدي كه بيشتر براي روش وزن سنجي كاربرد دارد. نمونه را در دماي 1025 درجه سانتيگراد به مدت 385 دقيقه حرارت مي‌دهند تا نمونه كاملا ذوب شود و سپس توسط اسيدنيتريك و يا تيزاب سلطاني حل مي‌كنند. جدول شماره 2 خلاصه‌اي از روشهاي انحلال نمونه‌هاي طلا را نشان مي‌دهد.

روش انحلال	وزن نمونه پودرشده ( گرم )	لوله آزمایش و وسایل دیگر	حلال اسید و زمان به هم زدن	آب و حلال های آلی
سرد	10	200*250 میلیمتر	20میلی لیتر اسید برومیک ( 15 دقیقه )	20 تا 30 میلی لیتر آب و 10 میلی لیترmibk
گرم	2	0	25 میلی لیتر اسید برومیک ( 15 ثانیه )	0
گرم	10	200*25 و استوانه مدرج	40 میلی لیتر تیزاب سلطانی 50 میلی لیتر	0
			40 میلی لیتر تیزاب سلطانی و 50 میلی لیتر اسید کلریدریک برای مواد باقیمانده	20 تا 30 میلی لیتر mibk و 10 میلی لیترmibk
گرم	10	استوانه مدرج	100 میلی لیترتیزاب سلطانی و 100 میلی لیتراسید کلریدریک برای مواد باقی مانده	20 تا 30 میلی لیتر و 10 میلی لیتر mibk

جدول شماره 2: روشهاي انحلال براي كاني‌ها و سنگهاي پودر شده

روش های ساختن محلول‌هاي شاهد

اندازه‌گيري طلا در نمونه‌ها بايد بر اساس محول‌هاي شاهد بسيار دقيق صورت گيرد. سه روش مهم براي ساختن محلول‌هاي شاهد پيشنهاد مي‌شود:

1 ) ساختن محلول ppm1000 طلا (1000 ميلي گرم در ليتر ) :

يك گرم طلاي خالص را در اسيد بروميك (HBr-Br2) و با تيزاب سلطاني حل مي‌كنند و حرارتمي‌دهند تا برم خارج شود. بعد از سرد شدن بايد محصول مذكور را با اسيد بروميك يا اسيد كلريديك دومولار تا 1000 ميلي ليتر رقيق نمود. چنين محلولي ppm1000 طلا دارد.

2 ) تهيه محلول طلا ( 1 ميلي گرم در ليتر ) :
براي ساختن اين محلول 1/0 ميلي ليتر از محلول ppm1000 را بوسيله 100 ميلي ليتر اسيد بروميك و يا اسيد كلريديك دومولار رقيق مي‌نماييم. يك ميلي ليتر از اين محلول 1 ميلي گرم در ليتر طلا دارد.

3 ) تهيه محلول شاهد از تركيبات و املاح طلا:
در اين روش معمولا از كلرور مضاعف طلا و سديم استفاده مي‌شود،‌ به طوري كه 504/0 گرم سديم كلرور اوريت را در 25 ميلي ليتر اسيد كلريدريك يك نرمال حل نموده و حجم محلول را با آب مقطر به 50 ميلي ليتر مي‌رسانيم تا محول 5 ميلي گرم طلا ساخته شود (1 ميلي ليتر). براي ساختن محلول‌هاي دقيق‌تر مي‌توان محلول 5 ميلي گرم را توسط اسيد كلريدريك نيم نرمال رقيقكرد.
رعايت نكات زير در اين امر ضروي است:
الف) اسيدها بايد براي محلولهاي شاهد و نمونه‌ها يكسان باشند. اسيد نيتريك (115+1) و اسيد كلريدريك (15+1) و يا اسيد بروميك
ب) محلول‌ها را بايد هر دو هفته يكبار تهيه نمود و در ظرف پلي اتيلن ريخته شوند.
ج) بايد توجه داشت كه حداكثر غلظت عناصر تداخل پذير بيشتر از 50 گرم در تن (50 ميلي گرم در ليتر) نباشد (پلاتين، پالاديوم، نقره، مس و غيره) براي جدا نمودن طلا پس از انحلال اسيدي از حلالهاي آلي مانند تولوئين، دي بوتيل سولفيد (DBS)، ميتل ايزوبوتيل كتن (MIBK) و استات بوتيل استفاده مي‌نمايند. يكي از محاسن اين روشها و حلال هاي مذكور اين است كه از تداخل عناصر همراه با طلا جلوگيري شود.

مهمترين روشهاي اندازه‌گيري طلا

1 ) روش وزن‌سنجي يا روش ذوب احيايي توسط بوته‌هاي رسي نسوز: اين روش قديمي‌ترين روش اندازه‌گيري طلا و فلزات قيمتي ديگر در مواد معدني مختلف است كه به صورت زير انجام مي‌گيرد:

الف ) 15 تا 150 گرم از نمونه معدني پودر شده را با 5/146 گرم كمك ذوب كه از تركيبات زيرتشكيل شده مخلوط مي‌كنند:
-اكسيد سرب 80 گرم
-كربنات سديم 40 گرم
-پودر سليس 12 گرم
-بوراكس سديم 12 گرم
-فلوئوريد سديم (نقش بوراكس سديم را دارد(
-پودر زغال يا مواد احيا كننده 5/2 گرم

ب) مخلوط شماره الف (نمونه و كمك ذوب) را درون كوره يا بوته رسي (رس نسوز) مي‌ريزند و به مدت 35 دقيقه در دماي 1025 درجه سانتي‌گراد حرارت مي‌دهند.
ج) ريختن مواد حاصل از ذوب (مرحله ب) به درون يك قالب فولادي مشبك دايره‌اي و مسطح
د) تشكيل دكمه‌هاي سربي حاوي نقره و فلزات ديگر (20 تا 25 گرم) بعد از سرد شدن محصول ذوب (سرباره(
هـ) شكستن سرباره و آزاد نمودن دكمه‌هاي سربي

و) چكش كاري، آزاد نمودن و مسطح كردن دكمه‌هاي سرب

ز) ريختن دكمه‌هاي سربي در يك ظرف مسطح با تركيب شيميايي اكسيد منيزيم

ح) حرارت دادن ظرف اكسيد منيزيم به مدت نيم ساعت در دماي 950 درجه سانتيگراد به طوريكهسرب بخار شود و يا جذب اكسيد منيزيم گردد.

ط) جداسازي و تميز نمودن دكمه‌هاي حاوي نقره و طلا (چون در اين مرحله سرب، جذب اكسيد منيزيم شده و از دكمه‌ها جدا مي‌گردد)

ي) وزن نمودن دكمه‌هاي نقره و طلا

ك) انحلال دكمه‌ها توسط اسيد نيتريك جهت حل نمودن نقره و شستشوي محصول باقيمانده با آب مقطر
ل) وزن نمودن طلا (حدود 2 ميكروگرم )

م) محاسبه نهايي وزن طلا و نقره در كل نمونه (كانيها و سنگها )

نکته : واكنش‌هاي اساسي كه در طي پديده ذوب در روش وزن‌سنجي صورت مي‌گيرد به شرح زير است:
فلزات قيمتي (طلا و نقره) در نمونه با سرب (احياء شده از اكسيد سرب) آلياژ تشكيل مي‌دهند.در صورتي كه سيليس، آلومينيوم و تركيبات سيليكاتي ديگر به صورت سرباره سيليكاتي در مي‌آيند. بنابراين فلزات قيمتي به صورت آلياژ سربي يا دكمه‌هاي سربي تشكيل مي‌شوند. حساسيت روش وزن سنجي 100 ميلي گرم در تن يا ppb10 طلا مي‌باشد.

2 ) روش جذب اتمي شعله‌اي (FAA) : اين روش از دقيق‌ترين روشها براي اندازه‌گيري طلا مي‌باشد. در اين روش تداخل حاصل از فلزات همراه با طلا را مي‌توان در مرحله جداسازي توسط حلال‌هاي آلي از بين برد و طلا را با دقت نسبتاً خوبي اندازه‌گيري نمود. مخلوطي از هوا- استيلن بهترين سوخت براي شعله مي‌باشد. عليرغم محاسن خوبي كه اين روش دارد براي پلاتين، پالاديم، آلومينيوم، آهن، كلسيم، يون سيانور و يون سولفات در بالاتر از 50 گرم در تن (ppm50)ايجاد تداخل مي‌نمايد.


3 ) روش جذب اتمي گرافيتي (GFAA): در اين روش يك واحد گرافيتي (كوره گرافيتي) جانشين شعله مي‌گردد. در اين روش كوره گرافيتي توسط جريان الكتريكي در دماي بالا حرارت داده مي‌شود. در طي اين پديده نمونه ابتدا خشك شده و سپس به حالت اتمي در مي‌آيد و نهايتاً اندازه‌گيري مي‌شود. دقت اين روش نسبتا بالا و در مرزهاي پائيني از (ppb) است.

4 ) روشهاي نشري : در اين روش‌ها معمولا از سيستم آرگون- پلاسما براي سنجش نمونه‌هاي جامد و يا محلول استفاده مي‌شود. دقت اندازه‌گيري در حد ميلي گرم در تن است.

5 ) روشهاي راديواكتيو : در روشهاي راديو اكتيو نمونه‌ها جريان‌هاي نوتروني بمباران مي‌شود و عناصر به حالت ايزوتوپي در مي‌آيند و نهايتا عيار طلا بر حسب نمونه‌هاي شاهد اندازه‌گيري مي‌شود. دقت اين روش در حد 1/0 ميلي گرم در تن است. در اين روشها منبع انرژي كاليفرنيم 252 مي‌باشد.

6 ) روش فلوئورسانس اشعه X (XRF) : اين روش بدليل تداخل زياد عناصر زمينه كه همراه طلا هستند از دقت بسيار خوبي برخوردار نمي‌باشد.

7 ) روش وزن ‌سنجي- ژئوشيمي : اين يكي از روشهاي عادي و متداول‌ براي اندازه‌گيري طلا است كه به ترتيب زير انجام مي‌شود.

الف) ده گرم از نمونه معدني پودر شده را با 75 گرم از كمك ذوب روش وزن سنجي مخلوط مي‌كنند.

ب) 2 قطر نيترات نقره به نمونه اضافه مي‌نمائيم و بر اساس مراحل «ب» الي «د» ذوب كرده و نهايتا سرد مي‌نماييم.
ج) در اين مرحله با اضافه نمودن اسيد كلريدريك، نقره به صورت كلريد نقره رسوب مي‌كند و طلا را در تيزاب سلطاني حل مي‌كنند. محلول حاصل را با آب مقطر رقيق نموده و كلرور نقره در ته ظرف آزمايش رسوب مي‌كند و سپس محلول را از كاغذ صافي عبور مي‌دهند.

د) 2 ميلي ليتر از محلول را از طريق لوله تغذيه كننده وارد سيستم كوره گرافيتي دستگاه جذب اتمي مي‌نمايند عيار طلا را اندازه‌گيري مي‌كنند.

هـ) روش محاسبه به اين ترتيب است:
Au = ( C*V /W) * 100
Au = عیار طلا در سنگ ( ppb )
C = غلظت طلا در محلول ( میکرو گرم در میلی متر )
V = حجم نمونه ( 2 میلی گرم )
W = وزن نمونه پودر شده
100 = ضریب رقت محلول
در اين روش دقت و حساسيت اندازه‌گيري ppb2 مي‌باشد كه محدوده غبار عادي طلا را درسنگهاي مختلف پوسته زمين نشان مي‌دهد.

8 ) روش رنگ سنجي : در اين روش با استفاده از معرف‌ها و محلولهاي رنگين طلاي موجود در نمونه‌هاي سنگي و رگه‌اي به صورت لكه‌هاي قرمز تا قرمز تيره رنگ مشخص مي‌شود. روش كار به ترتيب ذيل مي‌باشد:

الف) گذاشتن كاغذ معرف داخل يك محلول ثابت كننده طلا (نقره را از طلا جدا مي‌كند)
ب) شستن كاغذ به صورت 20 دقيقه با آب مقطر و نهايتا خشك نمودن آن.
ج) گذاشتن كاغذ در تيزاب سلطاني براي يك دقيقه

د) اسيدزدايي كاغذ توسط يك كاغذ صافي مخصوص

هـ) قرار دادن سطح صيقلي نمونه (كاني- سنگ) بر روي كاغذ معرف طلا به مدت يك دقيقه

و) اضافه نمودن معرف رنگي رودانين

در صورتيكه PH كاغذ اسيدي باشد رنگها ظاهر نمي‌گردند. در چنين حالتي بايد كاغذ را در استات سديم و اسيد استيك قرار دهيم و دوباره بعد از شستن و خشك نمودن با معرف رودانين آزمايشنماييم. به جاي معرف رودانين مي‌تون از بنزيدين استفاده كرد كه رنگ طلا را بنفش نشان مي‌دهد. اگر قطر ذرات طلا در حد 02/0 ميلي متر باشد يك دقيقه وقت لازم است تا رنگها ظاهر شود.
از كليه موارد فوق چنين نتيجه‌گيري مي‌شود كه روشهاي وزن سنجي و جذاب اتمي به علت ساده بودن،‌ اقتصادي بودن روش و حساس بودن روش مي‌توانند از تاثير خوبي برخوردار باشند.

عوامل عملياتي در توليد طلا

1 ) ضرورتهاي محيطي:

در معادني كه از روشهاي سنتي مانند سيانيداسيون (Cyanidation) سنتي استفاده مي‌نمايند. بايسيتي از پيش احتياط‌هاي مخصوص و روشهاي ثبت و كنترل براي جلوگيري از آلودگي محيط اطراف استفاده گردد. در وضعيت‌هاي اضطراري، در صورت هرگونه حادثه شيميايي از قبيل، انتشار مواد سيانيدي جهت خنثي نمودن اثرات زيان بار آن مي‌توان از گاز كلر (Cl) استفاده نمود. از آنجا كه خطر آلودگي ناشي از جيوه وجود دارد، در حال حاضر استفاده از ملقمه جيوه در عمليات استخراج طلا در مقياس بزرگ، واقعا تحريم شده است. جيوه و آرسنيك جزء مواد آلوده كننده كانيهاي طلا بوده و در فرآيندهاي استخراج مشكل آفرين و هزينه بر مي‌باشند. ساير آلوده كننده‌هاي پتانسيلي كه بعنوان محصولات فرعي عمليات استخراج طلا به حساب مي‌آيند عبارتند از:

تلوريوم (Tellurium)، بيسموت (Bismuth)، آنتيموان (Antimony)و تاليم (Tallium) دو سولفيد آهن يعني پيريت (Pyrite) و پيروتيت (Pyrrhotie) كه معمولا در كانسارهاي طلا رخ مي‌دهند مي‌توانند بعنوان يك جريان آلودگي تلقي شوند، البته از آنكه اكسيد شده و تشكيل سولفات‌ها و ديگر تركيبات محلول را بدهند. آلودگي ناشي از عمليات روي كانسارهاي آبرفتي را مي‌توان از طريق حوضچه‌هاي درست طراحي شده، كاهش داده و يا كاملا حذف نمود. انبارهاي موقتي مخصوص ضايعات و باطله حاصل از آسيا و محصولات استخراج شده، بايستي تحت رسيدگي دقيق قرار گرفته و هزينه‌هاي كنترل مربوطه بايستي در نظر گرفته شوند. لازم به توجه است كه ضرورت‌هاي توسعه يافته امني معادن در سالهاي اخير از فاكتورهاي مهم هزينه بر محسوب مي‌شود.


2 ) انرژي مورد نياز

بر طبق مطالعات انجام شده در سال 1976 با بهره‌گيري از الگوهاي ويژه‌اي مشخص شد كه مقدار انرژي لازم براي بازيابي يك تن طلاي فلزي از يك عمليات استخراج معدن به روش زيرزميني، تقريبا دو برابر مقدار مورد لزوم براي بازيابي همان مقدار در عمليات روباز مي‌باشد. تنها به صرف مقايسه مقدار انرژي مورد لزوم براي توليد يك تن خالص طلا از كليه منابع اوليه حدود 59000 ميليون واحد گرمايي بريتانيا (B.T.U) مي‌باشد و اين رقم با حدود 1500 ميليون (B.T.U) براي بازيابي يك تن خالص نقره از كليه منابع اوليه مربوطه مقايسه مي‌شود.

3 ) مشكلات (Problems)

شايد مساله اصلي و مشترك بين مصرف كننده و توليد كننده طلا يكي باشد و آنهم قيمت است و اين مساله از ديرباز وجود داشته و در آينده نيز وجود خواهد داشت. از طرفي مساله نوساناتشديد قيمت طلا، خود دلايل و مسائلي متنوع و مستقيم با شرايط عمومي جهان به ويژه در دهه گذشته نهفته است. مدلهاي اندازه‌گيري اقتصادي كامپيوتري، قيمت طلا را با استفاده از تركيب فاكتورهاي اجتماعي سياسي و اقتصادي در سالهاي اخير پيش‌بيني مي‌نمايند. پيش‌بيني قيمت طلا بطور غيرعادي پيچيده مي‌باشد، زيرا طلا نه تنها به عنوان يك فلز قيمتي و تزئيني و صنعتي مي‌باشد، بلكه به عنوان يك واسطه ارزي و يا استاندارد ارزش پولي در نظر گرفته مي‌شود و قيمت طلا بر خلاف ساير ارقام نه تنها تابع عرضه و تقاضا مي‌باشد، بلكه تابع فاكتورهاي غيرقابل پيش بيني نظير حوادث پيش بيني نشده جهاني، پايدار و ثبات و عدم ثبات ملت ها و دولت ها از لحاظ سياسي و اقتصادي و سطح تورم اقتصادي جهان مي‌باشد. مصرف كنندگان صنعتي طلا كه با قيمت‌هاي مخرب مواجه شده‌اند،‌ به فكر جايگزيني مواد ديگر در محصولات توليدي خود و يا كمترنمودن ميزان مصرف خود مي‌باشند.يك مساله بالقوه ديگر، ركود پايدار پيش بيني شده در توليد فلزي آفريقاي جنوبي است كه از سال 1987 آغاز گرديده و در اثر كاهش ممكن است ميزان اكتشاف و توسعه افزوده شده و روشهاي استخراج و توليد بهبود يافته و اقدامات معدني در جهان كه ممكن است تحت تاثير اين كاهش توليد در آفريقاي جنوبي واقع گردند عبارتند از:

كاهش و نزول درجات كاني، كمبود سرمايه و نيروي كار ماهر، تورم، هزينه‌هاي بالا در استخراج‌هاي عميق، سطح بالاي هزينه مورد لزوم براي توسعه اوليه معادن جديد، آشوب‌ها و اضطراب‌هاي كارگري و كاهش ياد شده اثرات عميقي را كاملا در اقتصاد جهاني طلا و صنعت استخراج طلا بر جاي خواهد گذاشت.

تحقيقات و كاربردهاي طلا

مدتي است روي فرآيند جدايش كپه‌اي كانيهاي كم عيار (Heap Leaching) توسط اداره معادن آمريكا تحقيقات گسترده‌اي در حال انجام مي‌باشد. اين فرآيند موجب كاهش عمومي هزينه‌هاي استخراج طلا مي‌گردد. همچنين فرآيند استخراج طلا با استفاده از كربن فعال شده، از محلول جدايش حاصل از فرآيند جدايش كپه‌اي فرآيند مؤثري براي كانيهاي كم عيار تلقي مي‌گردد. كاربردهاي موفقيت آميز فرآيند مزبور در تعداد رو به افزايش معادن آمريكا و كشورهاي ديگر آشكار گرديده است، لازم به تذكر است كه اين تسهيلات براي جدايش به گونه‌اي طراحي مي‌شوند كه مسائل و مشكلات فصلي از قبيل يخ زدن محلول هاي جدايش را سبك و برطرف نمايند، موارد مواجه شده در خلال جدايش كانسارهاي زياد هوازده در مناطق استوايي Tropical با پيشرفت تكنولوژي جدايش در حال كم شدن مي‌باشند. در حال حاضر اداره معادن آمريكا همچنين در حال سرمايه‌گذاري و بررسي دقيق امكان عملي بودن استخراج طلا و نقره از طريق تزريق يك محلول جدايش از ميان سوراخهاي ايجاد شده در پيكره كاني و سپس بازيابي دوباره محلول و فرآيند نمودن آن براي بازيابي فلزات حل شده در آن مي‌باشد. اين تكنيك كه بنام عمليات استخراج درمحل (insits) شناخته مي‌شود، در مورد استخراج بعضي از انواع كانسارهاي معدني با موفقيت به كار گرفته شده است. تحقيقات در زمينه نحوه‌ها و موارد كاربرد طلا به مقدار زياد بستگي به كيفيت رو به رشد و استفاده اقتصادي محصولات آن دارد.به ويژه از طرف سازندگان فرآورده‌هاي الكترونيكي، آبكاري نقطه‌اي و ترجيحي مورد توجه بيشتر قرار گرفته است. تحقيقات روي توسعه آبكاري طلا از لحاظ كيفي با استفاده از تكنولوژي پيشرفته رسوب دهي الكتريكي در حال تداوم مي‌باشد، همچنين سرمايه گذاريهاي روي آبكاري طلا از طريق electroless (آبكاري بدون برق) همانند آبكاري (Laser - ehanced) كه مزيت‌هايي بر روشهاي سنتي دارند، در حال انجام مي‌باشند. همچنين استفاده از فيلمهاي طلا در رفلكتورهاي مادون قرمز (Infraed - reflectors) در وسايل گرمادهي تابشي و شيشه پنجره‌هاي ساختمانهاي مهندسي و طلا و آلياژهاي (طلا- كروم) جهت استفاده در كلكتورها و متمركز كننده‌هاي ادوات تبديل انرژي خورشيدي، در حالبررسي بوده و تحقيقاتي در زمينه قابليت ايجاد اتصال آلياژهاي لحيم كاري سخت كه محتوي طلا باشند براي لحيم كاري‌هاي سخت در كمپرسورهاي موتور هواپيما و ديگر مواردي كه عملكرد بالا و دقيقي مورد نظر مي‌باشد، در حال انجام است. تحقيقات جديد نيز روي خواص كاتاليزوري(Catalytic) طلا در مواردي كه نياز به كاتاليزورهاي كاملا انتخابي باشد، از قبيل پالايش نفت خام، پيشنهاد گرديده است.

نکته : در ايران توجه خاصي به فرآوري طلا نشده است و ذخاير قابل توجهي در مناطق مختلف کشور مانند زرشوران تکاب، آق دره تکاب و کوه زر دامغان وجود دارند که هر يک ويژگي هاي خاص خود را داشته و بايد از روش هاي ويژه اي براي استحصال طلاي آنها استفاده کرد. پس از شناسايي انديس‌هاي طلادار در مناطقي از كشور توسط سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور مسئله فرآوري و استحصال آن مطرح و در نهايت با همكاري شركت Jingxe از كشور چين روش نسبتاً ساده و ارزان قيمت Vat Leaching براي ذخاير اكسيدي پيشنهاد گرديد كه اين تجربه براي اولين بار در كشور در سطح وسيعي انجام گرفت.يكي از مشكلات استخراج طلا اين است كه اكثر ذخاير سطحي طلا تاكنون كشف گرديده اند و كانسارهاي رگه اي طلا نسبت به ذخاير انباشتي آن نياز به معدنكاري زيرزميني دارند. بنابراين بهره برداري از ذخاير انباشته اي نياز به منابع عظيم آب دارد. هنگامي كه طلا به صورت طبيعي است به آساني توسط سيانيده كردنباطله ها جدا مي شود. اما زماني كه در داخل كانيهاي ديگر است، تصفيه و جداسازي آن مشكل است. پيريت-كالكوپيريت و آرسنيورهاي همراه طلا، تصفيه و سيانيده كردن آنرا مشكل و پرهزينه مي كند. در آمريكا، مخارج سيانيده كردن و فلوتاسيون 50/2 تا 75/8 دلار در تن است. در آفريقاي جنوبي با وجود اينكه روش هاي نوين استخراج طلا از انباشته هاي قديمي را ميسر ساخته است، ولي استخراج رگه اي عميق طلا و پلاسر قديمي آن بواسطه بالابودن درجه حرارت، فشار و رطوبت ناشي از عمق زياد معادن بسيار مشكل است.
بطور كلي روشهاي متداول استخراج طلا از سنگهاي معدني طلادار، متناسب با چگونگي وجود طلا، شامل: خاكشوئي و يا روش ثقلي،‌ ملقمه كردن،‌ كلراسيون و سيانوراسيون مي‌باشد.
در سالهاي اخير تكنولوژيهاي جديد و متنوعي براي استحصال طلا در جهان مطرح و توسعه يافته است. از اين ميان روشهاي تشويه و اكسيداسيون تحت فشار، راه خود را به صنعت طلا پيدا كرده‌اند،‌ هر چند مشكلات زيست محيطي ناشي از تسويه كانسنگ هاي سولفوري، اين روش را در تنگنا قرار داده است.سادگي روش اكسيداسيون ميكروبي و هزينه كم سرمايه گذاري آن، باعث احداث چند كارخانه در نقاط مختلف جهان شده است. در سال 1993 و 1994، دو كارخانه استحصال ميكروبي طلا با انتقال دانش فني از كشور آفريقاي جنوبي در استراليا بنا شده‌اند. در سال 1994 شركت گلدفيلداشاني كارخانه‌اي براي فرآوري ميكروبي 720 تن كنسانتره سولفوري طلا در روز، احداث كرده است. با توسعه تكنولوژي فرآوري ميكروبي طلا، اين روش در مورد استحصال ساير فلزات از قبيل: مولبيدن، كبالت، منگنز و نيز زمينه‌هاي خاصي مانند فلوتاسيون، رشد چشمگير در جهان داشته‌اند.