الصودا الكاوية القشرية، المعروفة علميًا بهيدروكسيد الصوديوم، تُعد من المواد الكيميائية الحيوية في صناعة استخراج الذهب. تُنتَج على هيئة رقائق صلبة بيضاء بنقاوة تتراوح بين 98 و99%، وبفضل خواصها القلوية القوية تؤدي دورًا محوريًا في ضبط رقم الأس الهيدروجيني للوسط، وتيسير التفاعلات الكيميائية، وتحسين كفاءة العمليات المعدنية.
إن استخراج الذهب من الخام عملية معقدة تشمل مراحل متعددة مثل السحق، والغسل الكيميائي، والفصل، والتنقية. وتُستخدَم الصودا الكاوية القشرية في استخراج الذهب، ولا سيما في عملية السياندة، لمنع تكوّن مركبات سامة مثل غاز سيانيد الهيدروجين، ورفع معدل استرجاع الذهب، وتحسين تكاليف التشغيل.
يستعرض هذا المقال بصورة شاملة ومتعَمِّقة تطبيقات الصودا الكاوية القشرية في استخراج الذهب: من دورها في التحكم بالأس الهيدروجيني في المنجم إلى السلامة الكيميائية، والبدائل الخضراء لهيدروكسيد الصوديوم، والتطبيقات العملية في مناجم الذهب الإيرانية، مع تحليل مفصل لجميع الجوانب. كما يجيب عن أسئلة مثل «كيف تُستخدم الصودا الكاوية في استخراج الذهب؟» و«ما التركيز الملائم للصودا الكاوية لغسل الذهب؟»
وبصفتها مُنتِجًا رائدًا للصودا الكاوية القشرية في إيران بطاقة إنتاجية يومية تتجاوز 100 طن، تقدّم حلولًا عملية للشراء والاستخدام.
يعود استخدام الصودا الكاوية القشرية في استخراج الذهب إلى أواخر القرن التاسع عشر، عندما طوّر علماء مثل ماك آرثر وفورست عملية السياندة.
في تلك الفترة استُخدمت مواد قلوية مثل الجير لضبط رقم الأس الهيدروجيني للمحاليل المعدنية، غير أن الصودا الكاوية القشرية، بفضل نقاوتها العالية وقدرتها على توفير وسط قلوي أكثر ثباتًا، حلّت تدريجيًا محلها. وتشير تقارير تاريخية من مناجم الذهب في أستراليا وجنوب أفريقيا إلى أن إضافة الصودا الكاوية إلى محاليل السيانيد رفعت معدلات استرجاع الذهب حتى 20%.
وفي إيران بدأ إنتاج الصودا الكاوية منذ سبعينيات القرن الماضي، وتلعب مصانع مثل “كاوستيك سودا” اليوم دورًا مهمًا في تزويد هذه المادة للمناجم المحلية مثل زرشكوران وساريغوني.
شهد استخدام هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية) تحولًا في خمسينيات القرن العشرين مع تطوير عملية «زادرا» لإزالة الذهب من الكربون النشط. تستخدم هذه العملية محاليل تحتوي على 1 إلى 2% من الصودا الكاوية عند درجة حرارة 120 °م، ورفعت معدلات الاسترجاع إلى 95%.
وفي المناجم الحديثة تُستخدم أنظمة تلقيم آلية لإضافة الصودا الكاوية بدقة بهدف تعظيم كفاءة عمليات الغسل والإلـوشن. وقد جعلت هذه التطورات الاستخراج الكيميائي للذهب أكثر جدوى اقتصاديًا وأكثر أمانًا.
هيدروكسيد الصوديوم بصيغته NaOH قاعدة قوية تُنتج أيونات الهيدروكسيد (OH–) عند ذوبانه في الماء. وتحوّل هذه القلوية القوية الصودا الكاوية إلى مادة مثالية لضبط توازن الحمض–القاعدة في العمليات المعدنية. في استخراج الذهب، ترفع الصودا الكاوية ذوبانية الذهب في الأوساط القلوية، وهو أمر ضروري لتكوين معقّدات ذهب–سيانيد.
في عملية السياندة، تضبط الصودا الكاوية رقم الأس الهيدروجيني للمحلول ضمن نطاق 10.5 إلى 11 لمنع تكوّن غاز سيانيد الهيدروجين السام. وتكون المعادلة الأساسية للسياندة على النحو الآتي:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH.
في هذا التفاعل يتكوّن هيدروكسيد الصوديوم ناتجًا جانبيًا، إلا أن إضافته خارجيًا ضرورية للحفاظ على قلوية مرتفعة.
وفي الخامات المحتوية على النحاس، يرفع هيدروكسيد الصوديوم رقم الأس الهيدروجيني إلى ما فوق 12، فيحسّن معدل ذوبان الذهب ويحول دون تكوّن معقّدات نحاس–سيانيد التي تزيد استهلاك السيانيد.
يلعب هيدروكسيد الصوديوم دورًا مهمًا في فصل الذهب عن المعادن الأساس مثل النحاس والزنك والحديد. فهو يوفّر وسطًا قلويًا يرسّب المعادن الأساس على هيئة هيدروكسيدات غير ذائبة، بينما يبقى الذهب على هيئة معقّدات ذائبة. وتُظهر الدراسات أنه في الخامات المقاومة (Refractory) يمكن أن يرفع استخدام الصودا الكاوية معدل استخراج الذهب من 49% إلى أكثر من 80%.
يُعد التحكم بالأس الهيدروجيني في المنجم أحد التطبيقات الأساسية للصودا الكاوية، إذ يمنع تحمّض محاليل السيانيد ويعزز سلامة العملية. ويُعد النطاق المثالي للسياندة بين 10.5 و11 للحفاظ على استقرار سيانيد الصوديوم ومنع انطلاق الغازات السامة.
أفضل نهج لضبط الأس الهيدروجيني في عمليات استخراج الذهب هو استخدام 0.3 إلى 0.8 كغ من الصودا الكاوية لكل طن من الخام. وفي مناجم كبيرة مثل منجم «دوم» في كندا، أُفيد بأن استخدام 8 أرطال من الصودا الكاوية لكل 1500 طن خام زاد زمن ترسيب الذهب من 3–5 أيام إلى 10–15 يومًا وحسّن كفاءة العملية.
تُستخدم الصودا الكاوية في عمليات متعددة، منها الغسل بالسيانيد، ومعالجة خام الذهب، وإلـوشن الكربون النشط. وبصفتها إحدى المواد الكيميائية المعدنية، فهي تُيسّر استخراج المعادن النفيسة وترفع كفاءة العمليات المعدنية بصورة ملحوظة.
تؤدي الصودا الكاوية دورًا محوريًا في عملية السياندة عبر تثبيت الأس الهيدروجيني للمحلول ومنع الاستهلاك المفرط لسيانيد الصوديوم. وفي مناجم «راوب» بأستراليا، أُفيد باستخدام 1.2 رطل من الصودا الكاوية لإعداد نشا قلوي للوصول إلى تركيز 2 رطل لكل طن من المركز المضاف إلى المحلول، ما رفع معدل استرجاع الذهب بشكل ملحوظ.
توفّر الصودا الكاوية وسطًا قلويًا مستقرًا يحافظ على التفاعلات الكيميائية آمنة وفعّالة؛ فهي تمنع تكوّن سيانيد الهيدروجين وتُخفّض استهلاك السيانيد، مما يحسّن تكاليف التشغيل.
يتراوح التركيز الملائم للصودا الكاوية لغسل الذهب عادة بين 1 و2% في عمليات مثل «زادرا». وفي الخامات المقاومة، يمكن للمعالجة المسبقة بالصودا الكاوية أن ترفع الاستخراج من 49% إلى أكثر من 80% بفضل تفكيك المواد العضوية والمعدنية المعيقة.
تُضاف الصودا الكاوية إلى محلول السيانيد لضبط الأس الهيدروجيني وتهيئة الظروف لتكوين معقّدات ذهب–سيانيد. وفي عملية AARL (مختبرات الأبحاث الأنجلو-أمريكية)، أُفيد باستخدام الصودا الكاوية بتركيز 0.86 مولاري محققةً معدل استرجاع بلغ 88% كحد أقصى.
في عملية إلـوشن الكربون النشط، تعمل الصودا الكاوية على فصل الذهب عن الكربون. وفي عملية «زادرا»، يُستخدم محلول يحتوي على 1% من الصودا الكاوية عند 120 °م لإذابة الذهب وفصله عن الكربون النشط. ويُطبَّق هذا الأسلوب على نطاق واسع في كبريات مناجم العالم.
تُضعِف الصودا الكاوية الروابط بين الذهب والكربون النشط، ما يُسرّع عملية الإلـوشن ويرفع العائد إلى أكثر من 90%. وبفضل نقاوتها العالية وقابلية ضبط تركيزها بدقة، تُفضَّل مقارنة بمواد قلوية أخرى مثل الجير.
تتعدد تطبيقات الصودا الكاوية في استخراج الذهب، من الغسل الأولي للخام إلى التنقية النهائية. ولا تقتصر على العمليات الصناعية فحسب، بل تشمل أيضًا تطبيقات خاصة مثل استخراج الذهب من المخلفات الإلكترونية وأفلام الأشعة السينية. وفيما يلي تفاصيل موسعة لهذه التطبيقات.
تُستخدم الصودا الكاوية في استخراج الذهب من الخام بطريقتين رئيسيتين: السياندة والمعالجة المسبقة للخامات المقاومة. في السياندة، تُبقي الصودا الكاوية الأس الهيدروجيني ضمن 10.5–11 لمنع تكوّن سيانيد الهيدروجين. وفي الخامات المقاومة المحتوية على معادن كبريتيدية أو مواد عضوية، تُفكّك هذه المركبات لتيسير الوصول إلى الذهب.
فعلى سبيل المثال، في الخامات المحتوية على كربون عضوي، تُؤكسِد الصودا الكاوية المواد العضوية لترفع معدلات الاستخراج من 50% إلى أكثر من 85%. وتعد هذه العملية حيوية في مناجم إيران مثل زرشكوران ذات الخامات المعقدة.
في الخامات المقاومة، تُستخدم الصودا الكاوية كعامل قلوي في عمليات مثل «التحميص القلوي». وتتضمن هذه الطريقة تسخين الخام بحضور الصودا الكاوية لتفكيك الكبريتيدات والمواد العضوية.
وفي دراسة بمنجم «نيفادا غولد فيلدز» رفعت المعالجة المسبقة بالصودا الكاوية معدلات الاسترجاع من 45% إلى 82%. وتلائم هذه العملية الخامات ذات المحتوى العالي من الكبريت أو الكربون العضوي.
تجد الصودا الكاوية تطبيقًا في استخراج الذهب من المخلفات الإلكترونية مثل لوحات الدوائر وقطع الحواسيب. وتُستخدم لفصل المعادن الأساس كالـنحاس والألومنيوم عن الذهب؛ حيث تُرسِّب المحاليل القلوية المحتوية على الصودا الكاوية هذه المعادن على هيئة هيدروكسيدات غير ذائبة، بينما يبقى الذهب ذائبًا في المحلول.
وعلى الرغم من إمكانية تطبيق هذه الطريقة على نطاق صغير، فإن شدة تآكل الصودا الكاوية تتطلب احتياطات ومعدات سلامة. ففي التطبيقات المنزلية، قد يُستخدم تركيز 2% لترسيب المعادن الأساس، إلا أن غياب معدات الحماية قد يؤدي إلى حروق كيميائية خطيرة.
تحتوي أفلام الأشعة السينية على طبقات رقيقة من الفضة والذهب يمكن استخراجها باستخدام الصودا الكاوية. ويُستخدم هيدروكسيد الصوديوم في عمليات «التعرية» (Stripping) لفصل الطبقات المعدنية عن القاعدة البوليمرية.
تُستخدم محاليل بتركيز 1% من الصودا الكاوية عند 50–60 °م لإذابة الفضة والذهب. وتُعد هذه الطريقة اقتصادية على المستوى الصناعي، خاصة في الدول ذات الحجم الكبير من المخلفات الطبية.
تُستخدم الصودا الكاوية على نطاق واسع في مناجم الذهب الإيرانية مثل زرشكوران وساريغوني. ففي زرشكوران، وهو من أكبر مناجم الذهب في إيران، تُستخدم لضبط الأس الهيدروجيني في السياندة وإلـوشن الكربون. وتشير التقارير إلى أن هذا المنجم يستهلك سنويًا أكثر من 1000 طن من الصودا الكاوية.
وتقدَّم الصودا الكاوية بنقاوة 98–99% بما يتوافق مع المعايير الدولية مثل ISO 9001.
لشراء الصودا الكاوية لاستخدامها في تعدين الذهب، يُعد caustic-soda.ir خيارًا موثوقًا. يقدم هذا العلامة التجارية عبوات متنوعة مثل أكياس مزدوجة الطبقة سعة 25 كغ (PP/PE) وأكياس جامبو سعة 1250 كغ. وتشمل عملية الطلب استشارة مهنية، وإصدار فاتورة رسمية، وشحنًا سريعًا يلبي احتياجات المناجم الكبيرة والصغيرة.
من التطبيقات الأقل شيوعًا للصودا الكاوية في استخراج الذهب استخدامها في معالجة مياه الصرف الناتجة عن العمليات المعدنية. إذ تحتوي هذه المياه على سيانيد ومعادن ثقيلة تُشكّل خطرًا بيئيًا.
وتقوم الصودا الكاوية برفع رقم الأس الهيدروجيني لمياه الصرف إلى نطاق 10–11 لتحويل السيانيد إلى أشكال أقل سمية، كما تُرسب المعادن الثقيلة مثل الرصاص والكادميوم على هيئة هيدروكسيدات غير ذائبة. ويُستخدم هذا الإجراء على نطاق واسع في مناجم إيرانية كبيرة مثل منجم آقدره لتخفيف الآثار البيئية.
في بعض المناجم تُستخدم طرق غير سيانيدية مثل الغسل بالثيوسلفات لاستخراج الذهب. وتعمل الصودا الكاوية كعامل قلوي لضبط الأس الهيدروجيني وزيادة ذوبانية الذهب. ويزداد الاعتماد على هذه التطبيقات خاصة في المناجم ذات القيود البيئية.
تكتسب السلامة الكيميائية في المنجم عند استخدام الصودا الكاوية أهمية بالغة، إذ إن مادتها الأكّالة قد تُعرّض العاملين لمخاطر صحية.
لضمان السلامة عند استخدام الصودا الكاوية في تعدين الذهب، يجب استخدام معدات الوقاية الشخصية مثل القفازات المقاومة للمواد الكيميائية، ونظارات الأمان، وأقنعة الحماية.
ويجب تخزين الصودا الكاوية في بيئة جافة وبعيدة عن الأحماض لمنع التفاعلات الخطرة. ويقدم موقع caustic-soda.ir صحيفة بيانات السلامة (MSDS) التي تتضمن تعليمات مفصلة للنقل والتخزين والاستخدام الآمن.
رغم إمكانية استخدام الصودا الكاوية لاستخراج الذهب على نطاق منزلي، لا يُنصح بذلك بسبب شدة تآكلها وخطر الحروق الكيميائية، ما لم تتوفر معدات السلامة المناسبة. وفي الاستخدام المنزلي قد تُستخدم تراكيز منخفضة (1–2%) لترسيب المعادن الأساس، لكن عدم الالتزام ببروتوكولات السلامة قد يسبب إصابات خطيرة.
من الأخطاء الشائعة عدم ضبط الأس الهيدروجيني بدقة، والإفراط في الجرعات، وتجاهل إجراءات السلامة. فالإضافة المفرطة للصودا الكاوية قد ترفع الأس الهيدروجيني إلى مستويات غير ضرورية (>12) ما يزيد استهلاك السيانيد ويُتلف المعدات. كما أن عدم استخدام وسائل الحماية الشخصية قد يؤدي إلى حروق كيميائية.
للصودا الكاوية مزايا وعيوب مقارنة بمواد قلوية أخرى مثل الجير والصودا الكاوية السائلة. وبفضل نقاوته العالية وسهولة نقله، يُفضَّل الشكل القشري في كثير من العمليات المعدنية.
| الخاصية | الصودا الكاوية | الجير |
|---|---|---|
| التحكم بالأس الهيدروجيني | دقيق (حتى 12 أو أعلى) | متوسط (10 إلى 11) |
| التكلفة | متوسطة | منخفضة |
| الأثر على الكربون | تحسين الإلـوشن | تكوين الكربونات |
| السلامة | أكّالة | أقل سمية |
| مجال الاستخدام | الإلـوشن والغسل | الضبط الأولي للأس الهيدروجيني |
تُورَّد الصودا الكاوية القشرية في صورة صلبة، وهي أنسب للتخزين والنقل طويل الأمد، بينما تُفضَّل الصودا الكاوية السائلة (50%) في العمليات المستمرة التي تتطلب حقنًا سريعًا. وتوفر «كاوستيك سودا» كلا المنتجين بجودة عالية.
يُعد استخدام الصودا الكاوية في استخراج الذهب مجديًا اقتصاديًا نظرًا لتقليل استهلاك السيانيد ورفع معدلات الاسترجاع. وتشير التقارير إلى أن الصودا الكاوية قد تخفّض تكاليف التشغيل حتى 20%.
في المناجم الكبيرة تبلغ تكلفة الصودا الكاوية نحو 0.5 دولار لكل طن خام، غير أن رفع معدل الاسترجاع إلى 90% يحقق أرباحًا ملموسة. وفي دراسة بمنجم «نيفادا غولد فيلدز» خفّض استخدام الصودا الكاوية استهلاك السيانيد بنسبة 15% وزاد الربح التشغيلي بنسبة 10%.
تشمل المزايا الاقتصادية للصودا الكاوية في السياندة خفض استهلاك السيانيد، وزيادة معدلات الاسترجاع، وتقليل تكاليف معالجة مياه الصرف، ما يجعلها خيارًا مثاليًا للمناجم.
لاستخدام الصودا الكاوية في استخراج الذهب آثار بيئية لافتة، خصوصًا في غسل المعادن الثقيلة التي قد تتسرّب إلى المياه الجوفية.
حظيت البدائل الخضراء لهيدروكسيد الصوديوم، مثل الجلايسين والثيوسلفات، باهتمام متزايد في السنوات الأخيرة. إذ تتمتع هذه المواد بأثر بيئي أقل ويُستفاد منها في العمليات غير السيانيدية. ويذكر Springer أن الجلايسين قد يُقلّل الأثر البيئي حتى 70%.
تتحسن بيئة مناجم الذهب باللجوء إلى طرق غير سيانيدية وبدائل خضراء. ورغم فعالية الصودا الكاوية، فقد تُحدث ضررًا بيئيًا عبر تكوين «هلام السيليكا».
يُعد الاستخلاص القلوي باستخدام الصودا الكاوية أكثر استقرارًا، لكنه يتطلب عمليات إزالة سمّية لمياه الصرف لمنع التلوث البيئي.
في منجم «دوم» بكندا، زاد استخدام 8 أرطال من الصودا الكاوية لكل 1500 طن خام زمن الترسيب وحسّن الكفاءة. وفي إيران يستخدم منجم زرشكوران الصودا الكاوية المنتَجة من ParsSood.
تُستخدم الصودا الكاوية في استخراج الذهب من أفلام الأشعة السينية بعملية «التعرية»، وتُعد اقتصادية على نطاق صناعي.
يشمل استخراج الذهب من المخلفات الإلكترونية باستخدام الصودا الكاوية الغسل القلوي لفصل المعادن الأساس.
تشمل تطبيقات هيدروكسيد الصوديوم في التعدين ما يلي:
لبدء استخدام الصودا الكاوية في غسل الذهب، اضبط رقم الأس الهيدروجيني للمحلول عند 10.5–11. ويُعد تركيز 1–2% مناسبًا للعمليات القياسية.
يرفع هيدروكسيد الصوديوم ذوبانية الذهب في المحاليل القلوية، ما يحسّن معدل الذوبان ويجعل العملية أكثر كفاءة.
تؤدي الصودا الكاوية القشرية دورًا لا يُستغنى عنه في استخراج الذهب، من ضبط الأس الهيدروجيني إلى إلـوشن الكربون ومعالجة مياه الصرف. لشراء صودا كاوية بنقاوة 98–99%، يُرجى زيارة caustic-soda.
