استخراج هیدرومتالورژیکی طلا

استخراج هیدرومتالورژیکی طلا یکی از روش‌های نوین و کارآمد برای بازیابی طلا از کانسنگها، پسماندهای صنعتی و منابع ثانویه است. در این روش، برخلاف فرایندهای پیرومتالورژیکی، از واکنش‌های شیمیایی در محیط‌های آبی برای حل و جداسازی فلز استفاده می‌شود که مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی فراوانی دارد.Habashi, Fathi. Hydrometallurgy: Fundamentals and Applications. Quebec: Laval University Press, 1999.محمدی، رضا. «بررسی روش‌های استخراج طلا به روش هیدرومتالورژی». انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان، ۱۳۹۵.

 تاریخچه 
استفاده از محلول‌های شیمیایی برای استخراج طلا به قرن نوزدهم بازمی‌گردد. نخستین روش صنعتی، فرایند سیانوراسیون بود که در سال ۱۸۸۷ میلادی توسط جان استوارت مک‌آرتور و برادران فورست در انگلستان توسعه یافت.Gupta, C.K., and Mukherjee, T.K. Hydrometallurgy in Extraction Processes, Volume II. CRC Press, 1990. 
در قرن بیستم، پیشرفت‌های قابل‌توجهی در طراحی راکتورها، کنترل pH و جایگزین‌های غیرسیانیدی صورت گرفت.Adams, Mike D. Advances in Gold Ore Processing. Elsevier, 2005. روش‌های جایگزین مانند تیواوره و تیوسولفات در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ به‌عنوان گزینه‌های کم‌خطرتر برای محیط‌زیست معرفی شدند.Hiskey, J. B., and Atluri, V. P. "Thiourea leaching of gold and silver—technology update and additional applications." Minerals Engineering, vol. 8, no. 5–6, 1995.

در ایران، تحقیقات در زمینهٔ هیدرومتالورژی طلا از دههٔ ۱۳۷۰ خورشیدی آغاز شد و به‌ویژه در مجتمع مس سرچشمه و معدن طلای زرشوران گسترش یافت.عبدالهی، محمود؛ کفیری، غلامرضا. «بازیابی طلا از لجن مس آندی مجتمع مس سرچشمه به روش هیدرومتالورژی». پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، ۱۳۸۰.عطایی، سید احمد؛ کریمی، محمدعلی. «کاربرد تیواوره در استخراج طلا». مجله علوم و مهندسی جداسازی، ۱۳۹۸.

 اصول کلی فرایند 
فرایندهای هیدرومتالورژیکی استخراج طلا شامل سه مرحلهٔ اصلی هستند: انحلال فلز (لیچینگ)، جداسازی از محلول و بازیابی نهایی. در مرحلهٔ نخست، طلا با استفاده از مواد شیمیایی خاص در محلول‌های آبی حل می‌شود. سپس از روش‌هایی مانند استخراج با حلال، تبادل یونی، الکترووینینگ و رسوب‌گیری شیمیایی برای جداسازی فلز استفاده می‌شود.. Principles of Extractive Metallurgy, Volume IV: Hydrometallurgy. New York: Gordon and Breach, 1970.احمدی، مهدی. «اصول هیدرومتالورژی». انتشارات دانشگاه تهران، ۱۳۹۰.

 لیچینگ سیانیدی 
این روش از محلول‌های سیانید سدیم در حضور اکسیژن استفاده می‌کند و طلا را به کمپلکس محلول دی‌سیانو آئورات (I) تبدیل می‌نماید. 
بازدهی بالا، سادگی و توانایی لیچ کردن کانسنگ‌های کم‌عیار از مزایای این روش است، اما سمیت سیانید باعث محدودیت آن شده است.Adams, Mike D. Advances in Gold Ore Processing. Elsevier, 2005.زینلی، علی‌اکبر. «مطالعه فرایند سیانوراسیون طلا و اثر متغیرهای عملیاتی». پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، ۱۳۹۴.

 لیچینگ با تیواوره 
در این روش، تیواوره در محیط اسیدی و حضور یون‌های فریک موجب انحلال طلا می‌شود. 
روش تیواوره برای سنگ‌های مقاوم مناسب است، اما پایداری شیمیایی پایین و هزینهٔ زیاد مواد از معایب آن است.Hiskey, J. B., and Atluri, V. P., 1995.گل‌آقایی، فاطمه؛ محدثی، علیرضا؛ عطایی، سید احمد. «لیچینگ چندمرحله‌ای طلا از پسماند مجتمع مس سرچشمه با تیواوره». نشریه علوم و مهندسی جداسازی، ۱۴۰۰.

 لیچینگ با تیوسولفات 
تیوسولفات آمونیوم جایگزینی کم‌سم‌تر برای سیانید است و برای استخراج از ضایعات الکترونیکی و کانسنگ‌های مقاوم به کار می‌رود.Jeffrey, M. I., and Ritchie, I. M. Hydrometallurgy, vol. 39, 1995.قلندری، زینب؛ امیری‌نژاد، مهدی. «بازیابی طلا از بردهای الکترونیکی به روش تیوسولفات». کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، ۱۴۰۰.

 استخراج با حلال 
استفاده از حلال‌های آلی مانند DBC یا MIBK برای جداسازی انتخابی یون‌های طلای محلول کاربرد دارد. 
این روش موجب خلوص بالا و بازیابی دقیق فلز می‌شود.Ritcey, G. M. Solvent Extraction: Principles and Applications to Process Metallurgy. Elsevier, 2006.شریفی، حامد. «کاربرد استخراج با حلال در بازیابی طلا». مجله متالورژی ایران، جلد ۸، شماره ۲، ۱۳۹۸.

 تبادل یونی 
در این روش از رزین‌های تبادل یونی برای جذب یون‌های طلای محلول استفاده می‌شود. 
رزین‌ها پس از اشباع با احیاکننده‌ها شسته می‌شوند تا طلا رسوب کند.Habashi, Fathi. 1970.نصیری، محمد. «کاربرد رزین‌های تبادل یونی در استخراج طلا». پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ۱۳۹۷.

 الکترووینینگ 
در این روش، یون‌های طلا تحت جریان الکتریکی بر روی کاتد رسوب می‌کنند و طلا با خلوص بالا بازیابی می‌شود.Brown, G. M. Journal of Metals (JOM), 1986.کاظمی، سجاد. «مطالعه الکترووینینگ طلا از محلول‌های سیانیدی». مجله علوم و فناوری مواد ایران، جلد ۶، شماره ۳، ۱۴۰۰.

 رسوب‌گیری شیمیایی 
در این مرحله از عوامل احیاکننده‌ای مانند بوروهیدرید سدیم برای کاهش کمپلکس‌های طلا و رسوب‌دهی فلز استفاده می‌شود.Deschênes, G., and Prud’homme, P. J. H. Metallurgical Transactions B, vol. 22, 1991.اکبری، حمید. «بررسی اثر مواد احیاکننده در رسوب‌دهی شیمیایی طلا». دانشگاه علم و صنعت ایران، ۱۳۹۹.

 کاربرد در ایران 
در ایران، استخراج هیدرومتالورژیکی طلا در زرشوران، موته و مس سرچشمه به کار گرفته شده است.عبدالهی، محمود؛ کفیری، غلامرضا. ۱۳۸۰.گل‌آقایی، فاطمه؛ محدثی، علیرضا. ۱۴۰۰. 
پژوهش‌ها در دانشگاه‌ها عمدتاً بر بهینه‌سازی لیچینگ غیرسیانیدی و بازیابی از منابع ثانویه متمرکز است.مهدوی، حسن. «ارزیابی استخراج طلا با تیوسولفات در مقیاس آزمایشگاهی». دانشگاه تربیت مدرس، ۱۴۰۲.

 مزایا و محدودیت‌ها 
مزایای این روش شامل کاهش مصرف انرژی، امکان استخراج از کانسنگ‌های کم‌عیار و کاهش آلودگی محیطی است. 
اما نرخ واکنش پایین، نیاز به کنترل دقیق شرایط و هزینهٔ مواد شیمیایی از محدودیت‌های آن محسوب می‌شوند.Habashi, Fathi. 1999.محمدی، رضا. ۱۳۹۵.

 منابع 

رده:طلا
رده:استخراج (شیمی)