استحصال طلا به روش الکترووینینگ

استحصال طلا به روش الکترووینینگ (Electrowinning)

الکترووینینگ یکی از کارآمدترین روشهای بازیابی طلا از محلولهای سیانیدی پس از عملیات لیچینگ است. این روش به ویژه برای واحدهای کوچک و متوسط مقیاس مناسب بوده و قادر است طلا را با خلوص بیش از 99.5% بازیابی کند

1. مراحل اصلی استحصال طلا به روش الکترووینینگ

الف) آماده‌سازی محلول حاوی طلا

• محلول ورودی معمولاً از فرآیند لیچینگ سیانیدی (Au(CN)₂⁻) با غلظت 100-500 ppm طلا تأمین می‌شود

• pH محلول باید بین 10-11 تنظیم شود (محیط قلیایی)

• در صورت وجود ناخالصی‌های فلزی مانند مس، نقره یا آهن، پیش‌تصفیه لازم است

ب) تجهیزات مورد نیاز

تجهیز	مشخصات فنی
سلول الکترولیز	مخزن پلی‌اتیلن یا فایبرگلاس
کاتد	فولاد ضدزنگ 316 یا تیتانیوم
آند	مش آندی DSA (آندهای اکسید فلزی) یا گرافیت
منبع تغذیه	رکتیفایر با قابلیت تنظیم جریان 0-50A و ولتاژ 0-12V

ج) پارامترهای عملیاتی بهینه

• چگالی جریان: 10-50 mA/cm²

• ولتاژ سلول: 3-6 ولت

• دمای عملیاتی: 40-60°C

• زمان الکترولیز: 6-24 ساعت (بسته به غلظت طلا)

د) واکنش‌های شیمیایی

• کاتد (احیاء طلا):

  $$Au(CN{)}_2^{-}+e^{-}\to Au+2C{N}^{-}$$

• آند (اکسیداسیون):

  $$4O{H}^{-}\to O_2+2H_{2}O+4e^{-}$$

---

2. انواع سیستم‌های الکترووینینگ طلا

الف) سیستم سلول متعارف

• مناسب برای ظرفیت‌های کوچک (تا 100 گرم طلا در روز)

• طراحی ساده و هزینه راه‌اندازی پایین

• بازدهی 90-95%

ب) سیستم سلول زیمبابوه‌ای (Zadra)

• استفاده از آندهای کیسه‌ای حاوی گرانول‌های فولاد

• مناسب برای محلول‌های کم عیار (10-50 ppm)

• بازدهی تا 98%

ج) سیستم سلول مایر (Merrill-Crowe)

• ترکیب الکترووینینگ با سیمان‌سازی

• مناسب برای کارخانه‌های بزرگ

• سرمایه‌گذاری اولیه بالا

---

3. عوامل مؤثر بر بازدهی فرآیند

الف) غلظت سیانید

• غلظت بهینه: 0.05-0.1% NaCN

• غلظت بالا باعث کاهش بازدهی می‌شود

ب) pH محلول

• محدوده مطلوب: 10.5-11.5

• pH پایین باعث تولید گاز HCN سمی می‌شود

ج) ناخالصی‌های محلول

• مس: بیشترین اثر منفی را دارد (باعث کاهش خلوص طلا می‌شود)

• آهن و روی: اثر کمتری دارند

---

4. مزایا و معایب روش الکترووینینگ

مزایا:

• بازیابی طلا با خلوص بالا (99.5-99.9%)

• مصرف انرژی پایین (3-5 kWh/kg طلا)

• امکان بازیابی از محلول‌های کم عیار

• سازگاری بهتر با محیط زیست نسبت به روش‌های شیمیایی

معایب:

• حساسیت به ناخالصی‌های فلزی

• نیاز به کنترل دقیق پارامترهای عملیاتی

• هزینه نسبتاً بالای تجهیزات اولیه

---

5. نکات عملی برای بهینه‌سازی فرآیند

1. پیش تصفیه محلول: استفاده از رزین‌های تبادل یونی برای حذف مس

2. کنترل دما: استفاده از هیترهای الکتریکی برای حفظ دمای 50°C

3. نگهداری الکترودها: تمیز کردن دوره‌ای کاتدها با اسید رقیق

4. مدیریت سیانید: بازیابی و بازچرخانی سیانید پس از فرآیند

---

6. مقایسه با سایر روش‌های استحصال طلا

روش	خلوص طلا	هزینه	مصرف انرژی	مقیاس مناسب
الکترووینینگ	99.5%	متوسط	پایین	کوچک-متوسط
سیمان‌سازی	85-95%	کم	-	کوچک
تبادل یونی	99.9%	بالا	متوسط	بزرگ
کربن در پالپ	99%	بالا	بالا	بزرگ

---

7. جمع‌بندی و توصیه‌های نهایی

الکترووینینگ برای واحدهای کوچک‌مقیاس استحصال طلا بهترین گزینه است اگر:

• غلظت طلا در محلول بیش از 50 ppm باشد

• امکانات کنترل پارامترهای عملیاتی موجود باشد

• بودجه کافی برای خرید تجهیزات اولیه وجود داشته باشد