كيفية إجراء طريقة Fire assay لاستخلاص المعادن الثمينة

تعتبر تقنية Fire assay الطريقة الأكثر دقة وملاءمة للتحقق من تركيز الذهب في الصخور والتربة. في هذه الطريقة، يتم أولاً سحق الصخور ثم دمجها مع مساعد الصهر. ثم يتم إذابة المساحيق وإزالة الشوائب من خلال خبث المعادن (Slag). ويبقى الذهب والفضة والرصاص وبعض المعادن في قاع البوتقة. ثم يتم إذابة الذهب من خلال Aqua regia وقراءة تركيزه بواسطة ICP أو طريقة أخرى. وفي هذا المقال ستتعرف بشكل كامل على هذه الطريقة وأنواع مساعدات الصهر ومراحل استخلاص الذهب.

تعتبر طريقة Fire assay  إحدى الطرق التقليدية والقديمة لفصل وتحليل المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين في الأحجار المعدنية والمعادن (mineral). وبما أن هذه الطريقة لديها العديد من المتقدمين سواء في مجموعة الباحثين أو في مجموعة الصناعيين، فقد قررنا في هذه المقالة وصف طريقة القيام بذلك.

تحضير العينات بطريقة Fire assay  

أولاً، يتم سحق الصخور التي من المحتمل أن تحتوي على الذهب، ويتم دمج التربة المحتوية على الذهب المسحوق مع مساعدات الصهر. وتعتمد كمية مساعد الصهر على المركبات والعناصر الموجودة في التربة. الجزء الأهم والأساسي في طريقة Fire assay  هو اختيار مساعد الصهر المناسب والذي یعتمد على نوع التربة وخصائصها.

تنقسم التربة إلى ثلاث فئات: التربة المحايدة والمؤكسدة والمجددة. لا تمتلك التربة المحايدة قوة تجدد أو أكسدة. التربة المجددة هي مواد تجدد الرصاص ، أي أنها تحول أكسيد الرصاص إلى معدن رصاص، وهي عادة عبارة عن تربة تحتوي على مركبات الكبريتيد والكربونات. تؤدي التربة المؤكسدة، مثل أكسيد الحديد وثاني أكسيد المنغنيز، إلى أكسدة الرصاص عند مزجه بالشحنة. سيكون الجمع بين التربة ومساعد الصهر مناسبًا عندما تكون الخواص الكيميائية والمركبات المعدنية للعينة معروفة بحيث يمكن دمج النسبة المناسبة لكل منهما معًا. يعتبر إجراء اختبار أولي للتعرف على نوع التربة من أهم المهام قبل إضافة مساعدات الصهر. لقياس قوة الأكسدة والتجدد، يتم صهر التربة بشحنة افتراضية وبعد تحديد قوة الأكسدة والتجدد التقريبية، يتم تحديد الشحنة المناسبة.

المواد الشائعة التي تستخدم لمساعد الصهر هي:

السيليكا – حمضية – تحول الشكل الأكسيدي للمعادن إلى الشكل السيليسي

البوراكس – حمضية – ذوبان أكسيد المعادن الحمضية والقلوية

كربونات الصوديوم – القلوية – إزالة الكبريت والأكسدة

الدقيق والسكر والنشا والفحم – المجدد

إزالة الكبريت من الحديد والتجدد

نترات البوتاسيوم – مؤكسد قوي

الذوبان

وبعد تحديد الشحنة المناسبة، تسكب جميع المواد في بوتقة صهر الذهب وتوضع داخل الفرن. بعد الذوبان، يتم نقل المادة إلى وعاء الحديد الزهر. ويوضع الجزء المعدني من المادة المنصهرة، والذي يشمل سبائك الرصاص والمعادن الثمينة، في أسفل الإناء بسبب كثافته العالية، أما المواد الأخرى التي تحتوي على شوائب فتوضع في الأعلى في جزء الخبث.

الذوبان في طريقة Fire assay

الشكل 1 -الذوبان في طريقة Fire assay

Alloy coupling

ويتم فصل الجزء السفلي الذي يحتوي على سبيكة الرصاص مع المعادن الثمينة عن الخبث بمطرقة. توضع هذه المادة داخل بوتقة الكوبل وتضاف كمية الذهب المتوقعة في تربة الفضة حوالي 4 مرات إلى مصهور السبيكة. ثم وضعوها في الفرن. بعد التسخين في الفرن، يبقى الرصاص المؤكسد وسبائك الفضة والذهب المقاومة للأكسدة.

الشكل 2 – المادة المنصهرة بعد إزالتها من القالب.

الشكل 2 – المادة المنصهرة بعد إزالتها من القالب.

فصل الذهب

يتم نقل سبيكة الفضة والذهب إلى حمض النيتريك الساخن وتذوب الفضة في حمض النيتريك بينما يبقى الذهب. ومن أجل تحديد تركيز الذهب، يتم إذابة الذهب في Aqua regia ويتم تحديد كمية الذهب في المحلول بجهاز ICP أو جهاز الامتصاص الذري.

الذهب المذاب في Aqua regia

الشکل 3-الذهب المذاب في Aqua regia