جهت بررسی غلظت طلا در سنگ ها و خاک ها دقیق ترین و مناسب ترین روش، تکنیک فایر اسی (Fire assay) است. در این روش ابتدا سنگ ها پودر شده و سپس با ماده کمک ذوب ترکیب می شوند. سپس پودرها ذوب شده و ناخالصی از طریق سرباره خارج می شوند. طلا، نقره، سرب و برخی فلزات در پایین بوته می مانند. سپس طلا را از طریق تیزاب سلطانی حل می کنند و غلظت آنرا با ICP یا روشی دیگر می خوانند. در این مقاله به صورت کامل تر با این روش، انواع کمک ذوب ها و مراحل استخراج طلا آشنا خواهید شد.
روش فایر اسی یکی از روش های مرسوم و قدیمی در جداسازی و آنالیز فلزات گرانبها مانند طلا و پلاتین در سنگ های معدنی و کانی ها می باشد. از آنجاییکه این روش متقاضیان زیادی چه در گروه محققین و چه در گروه صنعت گران دارد، در این مقاله بر آن شدیم تا روش انجام آن را شرح دهیم.
آماده سازی نمونه ها در روش روش فایر اسی
ابتدا سنگی که احتمال دارد شامل طلا باشد، پودر می شود و خاک پودر شده حاوی طلا با مواد کمک ذوب ترکیب می شود. مقدار و میزان کمک ذوب ها بستگی به ترکیبات و عناصر موجود در خاک دارد. بخش مهم و اساسی در روش ذوب یا فایر اسی انتخاب کمک ذوب مناسب است و که گزینش آن به نوع و خواص خاک بستگی دارد.
خاک ها به سه دسته خنثی، اکسیدکننده و احیا کننده تقسیم می شوند. خاکهای خنثی قدرت احیاکنندکی و اکسیدکنندگی ندارند. خاکهای احیا کننده، احیا کننده سرب هستند، یعنی اکسید سرب را به فلز سرب تبدیل می کنند و معمولا خاکهایی با ترکیبات سولفیدی و کربناتی هستند. خاکهای اکسید کننده مانند اکسید آهن و دی اکسید منگنز، وقتی با شارژ مخلوط میشوند سرب را اکسید می کنند. زمانی ترکیبی از خاک و کمک ذوب مناسب خواهد بود که خواص شیمیایی و ترکیبات معدنی نمونه شناخته شده باشد تا بتوان نسبت مناسب از هر کدام را با هم ترکیب نمود. انجام آزمایش اولیه برای شناسایی نوع خاک از کار های مهم قبل از اضافه نمودن کمک ذوب به حساب می آید. برای اندازه گیری قدرت اکسیدکنندگی و احیاکنندکی، خاک را با یک شارژ حدثی تست ذوب میکنند و پس از تعیین تقریبی قدرت اکسید کنندگی و احیا کنندگی شارژ مناسب را تعیین می نمایند.
مواد مرسومی که برای کمک ذوب از آنها استفاده میکنند، عبارت اند از:
- سیلیس – اسیدی – تبدیل فرم اکسیدی فلزات به فرم سیلیسی
- بوراکس– اسیدی- ذوب اکسید فلزات اسیدی و قلیایی
- کربنات سدیم- قلیایی- سولفورزدایی و اکسید کنندگی
- آرد، شکر، نشاسته، زغال – احیا کننده
- آهن- سولفورزدایی و احیا کنندگی
- نیترات پتاسیم– اکسید کننده قدرتمند
ذوب
پس از تعیین شارژ مناسب، کل مواد داخل بوته ذوب طلا ریخته می شوند و داخل کوره قرار میگیرد. پس از ذوب شدن، مواد داخل پاتیل چدنی منتقل می شود. بخش فلزی مواد مذاب که شامل آلیاژ سرب و فلزات گرانبها است به دلیل چگالی بالا در کف پاتیل قرار گرفته و سایر مواد که حاوی ناخالصیها است در بخش سرباره در قسمت بالا قرار میگیرند.
شکل ۱-مذاب ریزی در روش فایر اسی.
کوپلاسیون
قسمت پایینی که شامل آلیاژ سرب با فلزات گرانبها میشود با چکش از سرباره جدا میشود. این ماده داخل بوته کوپل قرار میگیرد و به مقدار حدود ۴ برابر طلای مورد انتظار در خاک نقره به مذاب آلیاژ اضافه می کنند. سپس آن را داخل کوره قرار می دهند. پس از حرارت در کوره، سرب اکسید شده و آلیاژ نقره و طلا که در برابر اکسید شدن مقاوم هستند باقی می مانند.
شکل 2- مواد ذوب ریزی شده بعد از خارج کردن از قالب.
جداسازی طلا
آلیاژ نقره و طلا به داخل اسید نیتریک گرم انتقال داده می شوند و نقره در اسید نیتریک حل می شود در حالی که طلا باقی می ماند. به منظور تعیین غلظت طلا، طلا را در تیزاب سلطانی حل کرده و با دستگاهICP یا جذب اتمی، میزان طلا در محلول تعیین میشود.
شکل 3- طلای حل شده در تیزاب سلطانی.
