عیار سنجی طلا (فایر اسی و تیزابی)

عیار سنجی طلا (فایر اسی و تیزابی)

یکی از خدمات گسترده مهامکس برای صنایع معدنی کشور عیارسنجی طلا است که در آن غلظت طلا حتی در مقادیر زیر ppm و در محدوده ppb اندازه گیری می شود. عیارسنجی طلا یکی از مراحل کلیدی در صنایع معدنی، متالورژی و کنترل کیفیت فلزات گران‌بهاست و به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هرکدام دقت، کاربرد و محدودیت‌های خاص خود را دارند. انتخاب روش مناسب به عواملی مانند مقدار طلا، نوع نمونه (سنگ معدن، کنسانتره، آلیاژ یا پسماند) و سطح دقت مورد نیاز بستگی دارد. از مهم‌ترین روش‌های عیارسنجی طلا می‌توان به فایر اسی سرب، فایر اسی نیکل‌یولفیدی و روش تیزابی اشاره کرد.

روش فایر اسی سرب (Lead Fire Assay) به‌عنوان روش مرجع و کلاسیک عیارسنجی طلا شناخته می‌شود. در این روش، نمونه به همراه فلاکس‌های مناسب و اکسید سرب (لیتارژ) در دمای بالا ذوب می‌شود. سرب فلزی حاصل، طلا و نقره را در خود جمع کرده و به‌صورت دکمه سربی ته‌نشین می‌شود. سپس با عملیات کوپلاسیون، سرب اکسید شده و فلزات گران‌بها باقی می‌مانند. این روش دقت بسیار بالایی دارد و برای تعیین عیار طلا در محدوده‌های کم تا زیاد بسیار قابل اعتماد است، اما زمان‌بر بوده و با مسائل زیست‌محیطی مرتبط با سرب همراه است.

روش فایر اسی نیکل‌ سولفیدی (Nickel Sulfide Fire Assay) بیشتر برای نمونه‌هایی با عیار بسیار پایین طلا یا نمونه‌های پیچیده مانند مواد معدنی سولفیدی و نمونه‌های زیست‌محیطی به‌کار می‌رود. در این روش، طلا در ماتریس سولفید نیکل جمع‌آوری می‌شود و پس از انحلال شیمیایی ماتریس، طلا برای اندازه‌گیری نهایی (معمولاً با ICP یا AAS) آماده می‌گردد. مزیت اصلی این روش، کارایی بالا در بازیابی طلاهای بسیار کم‌عیار و کاهش تداخلات ماتریسی است، هرچند اجرای آن نسبت به فایر اسی سرب تخصصی‌تر است. همچنین این روش زمانی که می خواهید در کنار طلا غلظت فلزات خانواده پلاتین را هم بسنجید به کار برده می شود.

روش تیزابی (Assay by Acid Digestion) بیشتر برای آلیاژهای طلا، شمش‌ها و نمونه‌های با عیار بالا استفاده می‌شود. در این روش، نمونه در اسید نیتریک یا مخلوط اسیدها (مانند تیزاب سلطانی) حل شده و طلا یا به‌صورت باقی‌مانده نامحلول و یا از طریق آنالیز محلول تعیین مقدار می‌شود. این روش سریع، کم‌هزینه و مناسب کارگاه‌ها و آزمایشگاه‌های کنترلی است، اما دقت آن نسبت به فایر اسی کمتر بوده و برای نمونه‌های کم‌عیار یا معدنی توصیه نمی‌شود.

در مجموع، فایر اسی سرب به‌عنوان دقیق‌ترین روش عیارسنجی طلا شناخته می‌شود، فایر اسی نیکل‌یولفیدی برای مقادیر بسیار کم و نمونه‌های پیچیده کاربرد دارد و روش تیزابی بیشتر برای کنترل سریع و عیارسنجی آلیاژها مناسب است. ترکیب هوشمندانه این روش‌ها بسته به نوع نمونه و هدف آنالیز، بهترین نتایج را در تعیین عیار طلا فراهم می‌کند.

روش فایر اسی با وجود اینکه به‌عنوان روش مرجع (Gold Standard) برای تعیین عیار طلا شناخته می‌شود، در عمل با چالش‌ها و محدودیت‌هایی همراه است که می‌توانند بر دقت، صحت و تکرارپذیری نتایج اثر بگذارند. مهم‌ترین چالش‌های این روش عبارت‌اند از:

۱. ناهمگنی نمونه و خطای نمونه‌برداری
طلا معمولاً به‌صورت ذرات بسیار ریز و ناهمگن در نمونه‌های معدنی توزیع شده است. اگر خردایش، همگن‌سازی و وزن‌کشی نمونه به‌درستی انجام نشود، حتی دقیق‌ترین فایر اسی نیز نتیجه واقعی را نشان نخواهد داد. این موضوع به‌ویژه در نمونه‌های کم‌عیار یا دارای «طلای آزاد درشت» بسیار بحرانی است.

۲. تلفات طلا در مراحل ذوب و کوپلاسیون
در طی ذوب اولیه، بخشی از طلا ممکن است به سرب جمع‌آوری نشود و وارد سرباره گردد، به‌خصوص اگر ترکیب فلاکس بهینه نباشد. همچنین در مرحله کوپلاسیون، ذرات بسیار ریز طلا ممکن است همراه با بخارات سرب یا به‌صورت اسپاتر از دست بروند. این تلفات باعث کم‌برآوردی عیار واقعی می‌شود. در نتیجه انجام آنالیز در مراکز معتبر آزمایشگاهی می تواند منجر به اطمینان از صحت نتایج شود.

۳. اثر ترکیب شیمیایی ماتریس نمونه
وجود عناصر مزاحم مانند مس، آنتیموان، آرسنیک، بیسموت، نیکل و سولفیدها می‌تواند رفتار ذوب را تغییر داده و راندمان جمع‌آوری طلا را کاهش دهد. این عناصر ممکن است باعث تشکیل دکمه‌های سربی شکننده، کوپلاسیون ناقص یا نگه‌داشت طلا در سرباره شوند و در نتیجه دقت آنالیز را تحت تأثیر قرار دهند. پس در نتیجه اطلاع از ماهیت سنگ و خاک بسیار می تواند دقت روش را بهبود دهد.

4. وابستگی شدید به مهارت اپراتور
فایر اسی یک روش کاملاً عملیاتی است و کیفیت نتایج آن به تجربه اپراتور در انتخاب فلاکس، کنترل دما، زمان ذوب، کیفیت کوپلاسیون و حتی نحوه خارج کردن پرل بستگی دارد. اختلاف مهارت بین اپراتورها می‌تواند باعث تغییرات معنی‌دار در نتایج شود.

5. آلودگی و خطاهای متقاطع (Contamination)
آلودگی از بوته‌ها، فلاکس‌ها، کوپل‌ها یا حتی ابزار توزین می‌تواند باعث بیش‌برآورد عیار طلا شود، به‌ویژه در نمونه‌های کم‌عیار. استفاده از مواد مصرفی با خلوص بالا و انجام بلانک‌ها برای کنترل این خطا ضروری است.

در مجموع، اگرچه فایر اسی دقیق‌ترین روش عیارسنجی طلا محسوب می‌شود، اما کنترل دقیق نمونه‌برداری، بهینه‌سازی شرایط ذوب، استفاده از بلانک و نمونه شاهد، و اپراتور مجرب برای دستیابی به نتایج قابل اعتماد کاملاً ضروری است.