کاربرد بوراکس در استخراج فلزات از معادن

بوراکس، یک نمک معدنی است که جزو مشتقات اسید بوریک محسوب می شود. از این نمک که با نام سدیم تترابورات نیز شناخته می شود در موارد مختلفی استفاده می شود؛ یکی از کاربردهای پودر بوراکس، تهیه محلول های بافر و استخراج فلزات در معادن است. همانطور که می دانید فرآیند استخراج فلزات از سنگ معدن در معادن، بسیار پیچیده است و به وقت و هزینه زیادی نیاز دارد. در فرآوری سنگ ها معدنی و استحصال فلزات با خلوص بالا، تجهیزات پیشرفته و مواد شیمیایی متنوعی به کار می روند؛ هر کدام از موارد فوق در یکی از مراحل استخراج فلزات در معادن مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطلب به طور اختصاصی به کاربرد بوراکس در استخراج طلا در معادن می پردازیم.

کاربرد بوراکس به روش ثقلی یا در اصطلاح، Gravity-Borax Method (GBM)، به نوعی روش سنتی اطلاق می شود که در آن از محلول بوراکس برای استخراج مقادیر بسیار کم فلز طلا از معدن استفاده می شود. این روش به طور اختصار با علامت ASGM نمایش داده می شود که مخفف عبارت انگلیسی "Artisanal and Small-Scale Gold Miner" می باشد. در سراسر جهان از این روش علاوه بر استفاده از جیوه برای استخراج طلا نیز استفاده می شود.

با توجه به آلیاژهای ملغمه سنگ معدن، به حدود 10 تا 25 گرم جیوه نیاز دارد تا حدود 1 گرم طلا به دست آید. در 8 سال اخیر، استفاده از بوراکس به روش ثقلی رواج بیشتری داشته است چرا که اهمیت آلایندگی جیوه برای سلامتی افراد و همچنین محیط زیست، بیشتر مشخص شده است. دوره ای که از جیوه برای استخراج طلا در معادن استفاده می شد، در سال به طور میانگین حدود 2 میلیون پوند جیوه تولید می شد که از نظر زیست محیطی بسیار خطرناک بود. حدود 37% از جیوه از این طریق به اتمسفر انتشار می یافت. این عامل باعث شد کارشناسان از روش های جایگزین این ماده برای استخراج فلزات در معادن استفاده کنند.

اساس روش استخراج طلا در معدن با استفاده از جیوه، فرآیند ملغمه سازی است؛ در این روش ملغمه ای از جیوه و طلا تهیه می شود و سپس طی فرآیندهایی، جیوه بازیابی و طلا استخراج می شود.این عملیات، آلودگی های زیادی تولید می کند و به همین دلیل منسوخ شده است.

مرحله اول در استخراج فلز طلا در معدن با استفاده از بوراکس، تراش سنگ ها و خرد کردن آن ها است. خرد کردن سنگ معدن با استفاده از میله ها یا تیغه های خرد کننده انجام می شود. در این مراحل، هیچ جیوه ای به مخلوط اضافه نمی شود. در ادامه، خرده سنگ های آسیاب شده به داخل یک محفظه ریخته می شوند که یک دریچه برای آن تعبیه شده است. این محفظه به یک مسیر آبراهه مانند متصل است که دوغاب ها و محلول اضافه از آن خارجی می شود.

در تمام مسیر فوق، بستری از نمد قرار داده می شود تا فلزات سنگین مانند لجن بر روی آن ها رسوب کند. هنگام عبور دوغاب از روی بستر نمدی، فلزات موجود در سنگ های آسیاب شده که اکنون به صورت محلول در آمده اند، رسوب می کنند. این فلزات رسوب شده برای به دست آمدن طلا با استفاده از یک کفه طلا از بستر نمدی جمع آوری می شوند. در این مرحله مقداری صابون به محلول اضافه می شود تا میزان خلوص طلا را بالا ببرد.

اهمیت کاربرد بوراکس برای استخراج طلا در این مرحله نمایان می شود. فلزات تغلیظ شده در یک بسته پلاستیکی قرار داده می شوند و یک قطعه کوچک بوراکس به آن ها اضافه می شود و چند قطره آب نیز به این مواد اضافه می گردد.

بسته پلاستیکی فوق را به همراه چند تکه زغال در یک کاسه گلی قرار می دهند؛ سپس آن را آتش می زنند. دمای حرارت در این مرحله با جریان برق یا پنکه های تولید گرما، افزایش داده می شود. پس از چند دقیقه، فلزات معدنی در اثر گرمای زیاد، ذوب می شود و طلا از بسته به سمت بیرون جریان می یابد. افزودن نمک بوراکس به این مخلوط به این دلیل است که بوراکس می تواند نقطه ذوب طلا را تا حد زیادی کاهش دهد (1063 درجه سانتی گراد). این روش اگرچه بسیار مناسب است اما توسط فناوری های امروزی، محدود شده است.