การสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอน ทำอย่างไร

การสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอนเป็นกระบวนการสำคัญในการแยกทองคำบริสุทธิ์ออกจากสารละลายที่มีทองคำละลายอยู่ วิธีนี้มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ และการรีไซเคิลทองคำจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บทความนี้จะอธิบายถึงกระบวนการสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอน ขั้นตอนการทำ และข้อควรระวังต่างๆ

การเลือกใช้สารรีดิวซ์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความบริสุทธิ์ของทองคำที่ต้องการ ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และต้นทุนในการดำเนินการ

การสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอนมีขั้นตอนหลักๆ ดังนี้

1. การเตรียมสารละลายทองคำ

2. การปรับสภาพสารละลาย

3. การเติมสารรีดิวซ์

4. การแยกตะกอนทองคำ

5. การล้างและทำให้บริสุทธิ์

ต่อไปนี้จะอธิบายแต่ละขั้นตอนโดยละเอียด

ขั้นตอนแรกคือการเตรียมสารละลายที่มีทองคำละลายอยู่ โดยทั่วไปสารละลายนี้ได้มาจากกระบวนการละลายทองคำด้วยน้ำยาชนิดต่างๆ เช่น

สารละลายที่ได้จะมีทองคำในรูปของไอออนหรือสารประกอบเชิงซ้อน ซึ่งพร้อมสำหรับการตกตะกอน

ก่อนที่จะเติมสารรีดิวซ์ เราจำเป็นต้องปรับสภาพสารละลายให้เหมาะสม ซึ่งอาจรวมถึง

เมื่อสารละลายพร้อมแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการเติมสารรีดิวซ์ วิธีการเติมสารรีดิวซ์มีความสำคัญมาก เพราะจะส่งผลต่อขนาดและความบริสุทธิ์ของอนุภาคทองคำที่ได้  ตัวอย่างการใช้โซเดียมเมตาไบซัลไฟต์ (SMB) เป็นสารรีดิวซ์

1. ละลาย SMB ในน้ำกลั่นให้ได้ความเข้มข้นประมาณ 10-20%

2. เติมสารละลาย SMB ลงในสารละลายทองคำอย่างช้าๆ พร้อมกับคนตลอดเวลา

3. สังเกตการเปลี่ยนแปลงของสารละลาย จะเห็นตะกอนสีน้ำตาลหรือดำเกิดขึ้น

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือ:

2 Au³⁺ + 3 SO₃²⁻ + 3 H₂O → 2 Au + 3 SO₄²⁻ + 6 H⁺

หลังจากเติมสารรีดิวซ์แล้ว ต้องทิ้งไว้ให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ ซึ่งอาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่นาทีจนถึงหลายชั่วโมง ขึ้นอยู่กับปริมาณและความเข้มข้นของสารละลาย

เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ ทำการแยกตะกอนทองคำออกจากสารละลายด้วยวิธีการกรอง โดยใช้กระดาษกรองหรือผ้ากรองที่มีความละเอียดสูง

ตะกอนทองคำที่ได้จะต้องผ่านการล้างและทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้

1. ล้างตะกอนด้วยน้ำกลั่นร้อนหลายๆ ครั้ง เพื่อกำจัดสารเคมีตกค้าง
2. ล้างด้วยกรดไฮโดรคลอริกเจือจางเพื่อกำจัดโลหะอื่นๆ ที่อาจปนเปื้อน
3. ล้างด้วยแอมโมเนียเจือจางเพื่อกำจัดเกลือของโลหะที่ตกค้าง
4. ล้างด้วยน้ำกลั่นอีกครั้งจนกว่าน้ำล้างจะมีค่า pH เป็นกลาง
5. อบแห้งตะกอนทองคำที่อุณหภูมิประมาณ 100-150°C

หลังจากขั้นตอนนี้ จะได้ทองคำที่มีความบริสุทธิ์สูง พร้อมสำหรับการนำไปใช้งานหรือหลอมเป็นแท่ง

การสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอนเกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมีอันตราย จึงต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นอันดับแรก

ประสิทธิภาพของการสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอนขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่

• ความเข้มข้นของทองคำในสารละลาย: ความเข้มข้นที่เหมาะสมจะช่วยให้การตกตะกอนเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปควรอยู่ในช่วง 20-50 กรัมต่อลิตร
• ค่า pH ของสารละลาย: ค่า pH ที่เหมาะสมจะแตกต่างกันไปตามชนิดของสารรีดิวซ์ที่ใช้ แต่โดยทั่วไปมักอยู่ในช่วง 2-4
• อุณหภูมิ: อุณหภูมิที่สูงขึ้นมักจะเร่งปฏิกิริยาการตกตะกอน แต่อาจส่งผลต่อขนาดของอนุภาคทองคำที่ได้
• การคนหรือการกวน: การคนสารละลายอย่างสม่ำเสมอจะช่วยให้การตกตะกอนเกิดขึ้นอย่างทั่วถึง
• ความบริสุทธิ์ของสารเคมีที่ใช้: สารเคมีที่มีความบริสุทธิ์สูงจะช่วยลดการปนเปื้อนและเพิ่มคุณภาพของทองคำที่ได้
• ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา: การให้เวลาเพียงพอสำหรับปฏิกิริยาจะช่วยให้การตกตะกอนเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

ประโยชน์ของการสกัดทองด้วยวิธีตกตะกอน

• ผลิตทองคำที่มีความบริสุทธิ์สูง:  สามารถผลิตทองคำที่มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.9%  เหมาะสำหรับการผลิตทองคำเกรดสูงสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องประดับ
• ใช้ได้กับสารละลายทองคำจากหลายแหล่ง:  สามารถใช้กับสารละลายจากการชะละลายแร่ทองคำ  ใช้ได้กับสารละลายจากการรีไซเคิลขยะอิเล็กทรอนิกส์  เหมาะสำหรับการสกัดทองคำจากน้ำยาชุบทองที่ใช้แล้ว
• ต้นทุนดำเนินการต่ำกว่าวิธีอื่น:  ใช้สารเคมีและอุปกรณ์ที่มีราคาไม่สูงมาก  กระบวนการไม่ซับซ้อน ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ  สามารถนำสารเคมีบางส่วนกลับมาใช้ใหม่ได้ ช่วยลดต้นทุน
• เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่:  สามารถปรับขนาดการผลิตได้ตั้งแต่ระดับห้องปฏิบัติการจนถึงระดับอุตสาหกรรม  มีความยืดหยุ่นในการปรับปริมาณการผลิตตามความต้องการ  สามารถทำงานต่อเนื่องได้ เหมาะสำหรับการผลิตในปริมาณมาก

• ใช้สารเคมีอันตราย เสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม:  ใช้สารเคมีที่มีความเป็นพิษ เช่น กรดและด่างเข้มข้น  อาจก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำและอากาศหากไม่มีการจัดการที่ดี  ต้องมีระบบบำบัดน้ำเสียและควบคุมมลพิษอากาศที่มีประสิทธิภาพ
• ต้องการความรู้และทักษะเฉพาะทาง:  ผู้ปฏิบัติงานต้องมีความรู้ด้านเคมีและความเข้าใจในกระบวนการอย่างลึกซึ้ง  ต้องการการฝึกอบรมเฉพาะทางในด้านความปลอดภัยและการจัดการสารเคมี  อาจมีค่าใช้จ่ายสูงในการจ้างผู้เชี่ยวชาญหรือการฝึกอบรมพนักงาน
•  อาจสูญเสียทองคำบางส่วนหากไม่ระมัดระวัง:  การควบคุม pH และอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดการสูญเสียทองคำ  การล้างตะกอนที่ไม่ดีพออาจทำให้ทองคำบางส่วนหลุดไปกับน้ำล้าง  ต้องมีระบบติดตามและควบคุมคุณภาพที่เข้มงวดเพื่อลดการสูญเสีย
• ต้องจัดการของเสียอย่างเหมาะสม:  มีของเสียที่เป็นสารเคมีอันตรายเกิดขึ้นจากกระบวนการ  ต้องมีระบบบำบัดและกำจัดของเสียที่ได้มาตรฐาน ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง  อาจต้องปฏิบัติตามกฎหมายและระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้ม

แนวโน้มและนวัตกรรมในการสกัดทอง

สรุป

• BKK Diamond. (n.d.). การสกัดทองคำบริสุทธิ์. Retrieved from https://bkkdiamond.com/gold-extraction/
• iShor. (n.d.). Aqua Regia Precipitating Pure Gold. Retrieved from https://www.ishor.com/aqua-regia-precipitating-pure-gold
• 911 Metallurgist. (n.d.). Gold Precipitation Methods. Retrieved from https://www.911metallurgist.com/blog/gold-precipitation-methods
• World Gold Council. (2024). Gold Mining Techniques. Retrieved from [https://www.gold.org/about-gold/gold-supply/how-gold-is-mined]