Carbonation-assisted liberation and integrated recovery of refractory Au/Ag associated with PbSO₄ and BaSO₄ in copper anode slime processing
تقدم هذه الدراسة عملية هيدروميتالورجية مدعومة بالكربنة تعمل على تحويل كبريتات الرصاص (PbSO₄) وكبريتات الباريوم (BaSO₄) الموجودة في حمأة الأنود النحاسي إلى كربونات ذائبة لتحرير واستعادة الذهب (Au) والفضة (Ag) المحتجزين، مع تمكين إعادة تدوير الكواشف وتقليل النفايات.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في عالم صهر النحاس الصناعي، تتراكم منتج ثانوي يُعرف باسم "رواسب مصعد النحاس" (copper anode slime) في قاع الخلايا التحليلية. هذه الرواسب ليست نفايات بالمعنى التقليدي؛ بل هي كنز حقيقي مركز من المعادن النفيسة، بما في ذلك الذهب والفضة ومختلف عناصر مجموعة البلاتين. لعقود من الزمن، طور علماء الفلزات عمليات كيميائية معقدة لاستخراج هذه المواد القيمة. يتضمن النهج القياسي استخدام الأمونيا لإذابة الفضة، يليه علاجات أخرى لاستعادة الذهب. ومع ذلك، تترك هذه الطريقة وراءها بقايا مستعصية. فداخل هذه الرواسب المتبقية، تصبح جزيئات دقيقة من الذهب والفضة محاصرة داخل مصفوفة من كبريتات الرصاص وكبريتات الباريوم. تعمل هذه المركبات الكبريتات مثل غلاف واقٍ، حيث تحبس المعادن النفيسة وتجعل من الصعب الوصول إليها باستخدام الكيماويات القياسية. وإذا أُرسلت هذه البقايا ببساطة إلى مسبك، يمكن استعادة المعادن القيمة، لكن العملية ترسل أيضاً عناصر غير مرغوب فيها مثل القصدير والباريوم إلى الخبث، مما يخلق دورة أقل كفاءة.
لقد طور باحثون من شركة "داي غير الحديدية للمعادن المحدودة" (Daye Nonferrous Metals Co., Ltd.) وجامعة "فوتشو" (Fuzhou University) استراتيجية كيميائية جديدة لحل هذه المشكلة تحديداً. يركز عملهم على كسر ذلك الغلاف الكبريتي الواقي دون تدمير المعادن القيمة بداخله. وبدلاً من محاولة إذابة الكبريتات مباشرة، وهو أمر صعب، يستخدمون عملية تسمى "التحويل بالكربنة" (carbonation conversion). وببساو لغة بسيطة، يقومون بإدخال محلول يحتوي على كربونات الصوديوم إلى الرواسب. هذا العامل الكيميائي يحل محل الكبريتات، محولاً كبريتات الرصاص وكبريتات الباريوم الصعبة الذوبان إلى كربونات الرصاص وكربونات الباريوم. وهذه الأشكال الكربونية الجديدة أسهل بكثير في الإذابة. وبمجرد اكتمال عملية التحويل، يعالج الباحثون المادة بحمض الهيدروكلوريك. ويقوم الحمض بسهولة بإذابة الكربونات المتكونة حديثاً، مما يؤدي إلى إطلاق الرصاص والباريوم في السائل بينما يترك الذهب والفضة وراءهما في شكل صلب أصبح الآن حراً من سجنه الكبريتي.
تُظهر الدراسة أن هذه الطريقة فعالة للغاية. فعندما طبق الفريق عمليتهم على بقايا الاستخلاص بالأمونيا، تمكنوا من إزالة 94.43 بالمائة من الريد و98.24 بالمائة من الباريوم. لم يكن هذا الإزالة مجرد تنظيف للمادة؛ بل كان عملية تحرير. فبمجرد تجريد الرصاص والباريوم، أصبح الذهب المحاصر داخل الرواسب متاحاً. ثم عالج الباحثون هذه الرواسب المنظفة بمحلول كلوريد مؤكسد، والذي نجح في استخراج 98.33 بالمائة من الذهب. أما الفضة، فقد تصرفت بشكل مختلف؛ حيث تمت إزالة جزء منها فقط بهذه الخطوة، مما تطلب معالجة نهائية منفصلة بالأمونيا لاستعادتها بالكامل. كما أثبتت العملية قدرتها على فصل الرصاص والباريوم عن بعضهما البعض، مما سمح باستعادتهما كمنتجات كبريتات نقية ومتميزة يمكن بيعها أو إعادة استخدامها.
ويعد القدرة على إعادة تدوير الكيماويات المستخدمة جزءاً حاسماً من هذا الابتكار، مما يقلل من النفايات والحاجة إلى مواد متفاعلة جديدة. تولد العملية تدفقاً سائلاً غنياً بكربونات الصوديوم وكبريتات الصوديوم. وقد وجد الباحثون أنه من خلال تبريد هذا السائل، يمكنهم تجميد كبريتات الصوديوم على شكل بلورات، تاركين وراءهم محلولاً لا يزال يحتوي على ما يكفي من كربونات الصوديوم لاستخدامه مرة أخرى في الجولة التالية من المعالجة. كما استعادوا بلورات كربونات الصوديوم نفسها، والتي يمكن إعادتها إلى بداية الدورة. ويعني هذا التصميم ذو الحلقة المغلقة أن النظام يتطلب مدخلات كيميائية جديدة قليلة جداً وينتج الحد الأدنى من مياه الصرف الصحي. وقد أكد الفريق أن هذا التدوير يمكن أن يعمل عبر دورات متعددة، مع الحفاظ على كفاءة عالية مع إبقاء التوازن الكيميائي مستقراً.
النتيجة النهائية هي تدفق انسيابي يحول منتجاً مختلطاً وصعب المعالجة إلى سلسلة من التدفقات القيمة. تنتج العملية مركزاً غنياً بالذهب، وتدفقاً غنياً بالفضة، ومنتجات كبريتات الرصاص والباريوم النقية. كما تترك وراءها رواسب غنية بعناصر أخرى قابلة للاستعادة مثل البزموت والأنتيمون، والتي يمكن معالجتها لاحقاً إذا كان ذلك مجدياً اقتصادياً. ومن خلال تحويل الكبريتات المستعصية إلى كربونات قابلة للذوبان ومن ثم إعادة تدوير الكيماويات المستخدمة في العمل، ابتكر الباحثون طريقة تتسم بالكفاءة والمراعاة البيئية. يقدم هذا النهج طريقة عملية لتعظيم استعادة المعادن النفيسة من رواسب مصعد النحاس مع تقليل البصمة البيئية للعملية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.