ประเภทและการสกัดแร่ทองคำ: คู่มือกระบวนการสำคัญ 7 ประการ

ความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์ระดับโลก ความคาดหวังต่อนโยบายการเงินที่ผ่อนคลายของธนาคารกลาง และความต้องการสินทรัพย์ปลอดภัยที่เพิ่มสูงขึ้น ล้วนผลักดันให้ราคาทองคำสูงขึ้น ในปี 2025 ราคาทองคำในตลาดโลกยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (ทะลุ 2,700 ดอลลาร์ต่อออนซ์ในเดือนนี้ เพิ่มขึ้นมากกว่า 20% จากปี 2023) ทำให้สถานะของทองคำในฐานะสินทรัพย์ปลอดภัยแข็งแกร่งขึ้น และกระตุ้นการลงทุนในแหล่งทรัพยากรการทำเหมืองทองคำทั่วโลก

แร่ทองคำ เป็นแร่รวมที่มีปริมาณทองคำเพียงพอที่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ เหมืองทองคำเป็นสถานที่ที่ได้ทองคำมาจากการทำเหมืองและเป็นแหล่งแร่ทองคำที่มีขนาดพอเหมาะที่สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้โดยการแร่

เหมืองทองคำมีหลายประเภทและมีความซับซ้อน บทความนี้จะแนะนำเหมืองทองคำประเภททั่วไปและวิธีการสกัดทองคำอย่างละเอียด

ประเภทของแร่ทองคำ

1.แร่ทองคำธรรมชาติ

• ทองคำมีอยู่ในรูปแบบอิสระ (ทองคำจากธรรมชาติ) หรือโลหะผสม (เช่น แร่ทองคำ-เงิน) โดยมักจะอยู่ในรูปแบบเกล็ด กิ่งก้าน หรือเม็ด
• เกิดในสายแร่ควอตซ์หรือโซนรอยแยกทางธรณีวิทยา โดยอยู่ร่วมกับซัลไฟด์ เช่น ไพไรต์และกาเลนา
• อนุภาคทองคำมีขนาดหยาบกว่า (> 0.1 มม.) มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และสามารถกู้คืนได้โดยตรงด้วยการคัดเลือกใหม่ (เช่น โต๊ะสั่น , ราง ).

อุปกรณ์ใช้สอย	ขนาดอนุภาคที่ใช้ได้	ความจุ
เขย่าโต๊ะ	ทรายหยาบ (0.5–2 มม.), ทรายละเอียด (0.074–0.5 มม.), ตะกอน (≤0.074 มม.)	10–60 ตัน/วัน
Spiral Chute	แร่ธาตุละเอียด (0.02–0.3 มม.)	2–40 ตัน/ชม.
จิ๊ก	แร่ธาตุหยาบ (โดยทั่วไป >2 มม.)	30–250 ตัน/ชม.

2. แร่ทองคำชนิดซัลไฟด์

• ทองคำพบในซัลไฟด์ เช่น ไพไรต์ อาร์เซโนไพไรต์ และแคลโคไพไรต์ ซึ่งมีอนุภาคละเอียดปะปนอยู่ (< 0.01 มม.)
• แร่มีธาตุที่เป็นอันตราย เช่น สารหนูและปรอท และจำเป็นต้องลอยน้ำเพื่อเพิ่มปริมาณซัลไฟด์ จากนั้นจึงชะล้างด้วยไซยาไนด์
• เมื่อระดับการพัฒนาซัลไฟด์สูง สีทองก็จะต่ำ (มีปริมาณเงินสูง)

3. แร่ทองคำชนิดสายควอตซ์

• ทองคำถูกฝังอยู่ในสายแร่ควอตซ์สีขาวขุ่นหรือสีควัน และมักอยู่ร่วมกับซัลไฟด์ (เช่น ไพไรต์) ในลักษณะเป็นแถบ
• แร่จะต้องถูกบดให้เป็นเม็ดละเอียด (< 75 μm) จากนั้นจึงชะล้างด้วยไซยาไนด์หรือไทโอยูเรีย
• แร่คุณภาพสูงสามารถผสมโดยตรงเพื่อการสกัดทองคำได้

4. ทองคำเปลว (ชนิดตะกอน)

• แหล่งแร่รองมีความอุดมสมบูรณ์ในพื้นแม่น้ำหรือชั้นกรวดของแม่น้ำโบราณหลังจากการผุกร่อนและการกัดเซาะของแหล่งแร่ทองคำขั้นต้น
• ทองคำมีลักษณะเป็นเกล็ดหรือเป็นเม็ด มีพื้นผิวเรียบ มักมีแร่หนักผสมอยู่ด้วย เช่น แมกเนไทต์และอิลเมไนต์
• การรีไซเคิลโดยการซัก ปั่นแยกเกลียว หรือ จิ๊ก.

5. แหล่งแร่ทองคำประเภทคาร์ลิน

• ทองคำเนื้อละเอียด (< 1μm) พบในหินคาร์บอเนตหรือหินดินดานคาร์บอนและมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
• มักประกอบด้วยธาตุต่างๆ เช่น สารหนู ปรอท และแอนติโมนี และต้องใช้การคั่วด้วยออกซิเดชันหรือการบำบัดก่อนออกซิเดชันทางชีวภาพเพื่อปรับปรุงอัตราการชะล้าง
• แร่ดังกล่าวมีคุณลักษณะของ “ทองคำที่มองไม่เห็น” และจำเป็นต้องตรวจพบด้วยการทดสอบด้วยไฟหรือหัววัดอิเล็กตรอน

6. แร่ทองคำประเภทออกไซด์เหล็ก (ชนิด IOCG)

• ทองคำมีอยู่ร่วมกับเฮมาไทต์ แมกเนไทต์ และแคลโคไพไรต์ และเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมไฮโดรเทอร์มอลที่มีอุณหภูมิสูง
• แร่จะต้องถูกแยกโดยการแยกแร่เหล็กด้วยแม่เหล็กแล้วจึงชะล้างด้วยไซยาไนด์หรือไทโอซัลเฟต
• มักมาพร้อมกับโลหะ เช่น ทองแดงและยูเรเนียม และมีมูลค่าการรีไซเคิลอย่างครอบคลุม

7. แหล่งแร่ทองคำประเภทหินแปร (ชนิดไฮโดรเทอร์มอลอุณหภูมิต่ำตื้น)

• ทองคำมีความเกี่ยวข้องกับโซนการเปลี่ยนแปลงของซิลิกาและเซอริไซต์ และกระจายอยู่ในหินภูเขาไฟหรือหินตะกอนในลักษณะแช่น้ำ
• คุณภาพแร่อยู่ในระดับต่ำ (1-3 กรัมต่อตัน) และต้องใช้การบำบัดด้วยเทคโนโลยีการกองแยกหรือการบำบัดด้วยเทคโนโลยีการสกัดทางชีวภาพ
• มักมีธาตุที่เกี่ยวข้อง เช่น เงินและเทลลูเรียม และแร่ทั่วไปได้แก่ ธารน้ำแข็งและเคโอลิไนต์

วิธีการสกัดแร่ทองคำ

การแปรรูปแร่ทองคำหมายถึงกระบวนการแยกทองคำออกจากแร่ที่มีทองคำเป็นองค์ประกอบ กระบวนการนี้มักประกอบด้วยหลายขั้นตอน เช่น การบด การบดละเอียด การแยกแร่ และการบำบัดทางเคมีเพื่อแยกทองคำออกจากแร่ธาตุและโลหะอื่นๆ

1.วิธีการคัดเลือกใหม่

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ทองคำเปลว แร่ทองคำธรรมชาติ (อนุภาคทองคำหยาบ > 0.1 มม.)
• หลัก :ใช้ทองคำที่มีความหนาแน่นสูง (19.3 g/cm ³) เพื่อแยกออกจากแร่เบา (ควอตซ์ กรวด)
• วิธี :เครื่องเขย่า, เครื่องป้อน, เครื่องจิ๊ก, เครื่องแยกสารแบบเกลียว.
• ข้อดี : ต้นทุนต่ำ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม; ข้อเสีย :เหมาะสำหรับทองเนื้อหยาบเท่านั้น

2.วิธีการลอยตัว

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ทองคำประเภทซัลไฟด์ (ทองห่อด้วยไพไรต์, ทรายพิษ)
• หลัก :ผ่านตัวแทน(ตัวรวบรวม,ตัวสร้างฟอง) เพื่อทำให้ฟองดูดซับแร่ซัลไฟด์ลอย
• กระบวนการ :การเพิ่มปริมาณซัลไฟด์เข้มข้นโดยการลอยตัว → การคั่ว/การบำบัดล่วงหน้าด้วยออกซิเดชัน → การชะล้างด้วยไซยาไนด์
• ข้อดี : การกู้ทองคำบริสุทธิ์; ข้อเสีย :ต้องมีการรองรับกระบวนการชะล้าง มีต้นทุนสูง

3.กระบวนการไซยาไนด์ (CIL/CIP)

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :ชนิดสายแร่ควอตซ์ แร่ทองคำที่ถูกออกซิไดซ์ (ทองแยกตัวได้)
• หลัก :ละลายทองกับโซเดียมไซยาไนด์ (NaCN) เพื่อสร้างสารเชิงซ้อน (Au (CN) -2) และดูดซับและกู้คืนด้วยคาร์บอนกัมมันต์
• กระบวนการ : ย่อยยับ → ที่บด → การชะล้างด้วยไซยาไนด์ → การดูดซับคาร์บอน → การทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า
• ข้อดี : อัตราการเก็บรวบรวมสูง (> 90%); ข้อเสีย : เสี่ยงต่อการปนเปื้อนของไซยาไนด์

4.วิธีการรวมเข้าด้วยกัน

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ทองคำธรรมชาติเกรดสูง (พื้นผิวอนุภาคทองคำสะอาด)
• หลัก :ปรอทและทองคำรวมตัวกันทำให้เกิดอะมัลกัม การกลั่นด้วยความร้อนเพื่อแยกปรอท (การกู้คืนทองคำ)
• ข้อดี : เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ; ข้อเสีย :ความเป็นพิษของปรอท ได้รับการกำจัดออกไปแล้ว

5.วิธีการแยกฮีป

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ออกซิไดซ์คุณภาพต่ำ (มีทองคำอยู่ในรอยแตก)
• หลัก :กองแร่ พ่นสารละลายไซยาไนด์ และเก็บน้ำซึมหลังจากที่ทองละลายแล้ว
• ข้อดี : ความสามารถในการประมวลผลขนาดใหญ่ ต้นทุนต่ำ ข้อเสีย :รอบการชะล้างที่ยาวนาน (หลายเดือน) จำเป็นต้องป้องกันการรั่วไหล

6.กระบวนการออกซิเดชันทางชีวภาพ

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ทนไฟ (เช่น แร่ทองคำประเภทคาร์ลิน สารหนู แร่คาร์บอน)
• หลัก :การออกซิเดชันของซัลไฟด์โดยแบคทีเรียที่ชอบกรด (เช่น Thiobacillus ferrooxidans) จะทำให้ได้ทอง
• กระบวนการ : การเตรียมการออกซิเดชันของแบคทีเรีย → การชะล้างด้วยไซยาไนด์
• ข้อดี : การปกป้องสิ่งแวดล้อม ; ข้อเสีย :ความเร็วปฏิกิริยาช้า จำเป็นต้องควบคุมการทำงานของแบคทีเรีย

7.กระบวนการไทโอซัลเฟต

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ที่มีทองแดงหรือแร่ดินเหนียวมากกว่า (วิธีไซยาไนด์ไม่สามารถใช้ได้)
• หลัก :ไทโอซัลเฟต (S ² O ²) ละลายทองภายใต้สภาวะด่างโดยไม่ปนเปื้อนไซยาไนด์
• ข้อดี : การปกป้องสิ่งแวดล้อม ; ข้อเสีย : ปริมาณการใช้ยาสูง ค่าใช้จ่ายสูง.

8.ไพโรโลหะวิทยา

• แร่ที่สามารถนำไปใช้ได้ :แร่ที่เกี่ยวข้องกับโลหะโพลีเมทัลเชิงซ้อน (เช่น แร่ทองคำประเภทออกไซด์เหล็ก)
• หลัก :การแยกโลหะด้วยการหลอมที่อุณหภูมิสูง การเพิ่มทองด้วยตะกั่วหรือทองแดงด้าน แล้วจึงทำการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า
• ข้อดี : การแปรรูปแร่ที่ซับซ้อน ข้อเสีย :การบริโภคพลังงานสูง ก๊าซเสียต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์

การคัดเลือกตาม

• สถานะการเกิดทอง :ทองคำเนื้อหยาบ (การคัดเลือกใหม่), ทองคำห่อละเอียด (ลอยตัว + ไซยาไนด์)
• การอยู่ร่วมกันของแร่ธาตุ :ปริมาณซัลไฟด์สูงต้องได้รับการบำบัดเบื้องต้น ส่วนสารหนู/คาร์บอนต้องได้รับปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวภาพ
• ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม :วิธีทางชีวภาพที่ให้ความสำคัญหรือวิธีไทโอซัลเฟตเพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษไซยาไนด์/ปรอท

ตัวอย่างกระบวนการทั่วไป

1. แร่ควอตซ์ที่ถูกออกซิไดซ์ : การบด → การบด → การแต่งโดยแรงโน้มถ่วง (การกู้คืนทองคำเนื้อหยาบ) → ไซยาไนด์ที่เป็นหางแร่ → การดูดซับคาร์บอน → การสกัดทองคำด้วยไฟฟ้า
2. แร่ปฐมภูมิที่มีซัลไฟด์ : การทำให้ลอย → การคั่วแบบเข้มข้น → การชะล้างด้วยไซยาไนด์ → การทดแทนผงสังกะสี
3. แร่ที่ผ่านการชุบสารเนื้อละเอียด :การบดละเอียดพิเศษ → การเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพ → ไซยาไนด์ → การดูดซับเรซิน

แนวโน้มการพัฒนาด้านเทคโนโลยี

• การป้องกันสิ่งแวดล้อม :ค่อยๆ แทนที่กระบวนการไซยาไนด์ ส่งเสริมไทโอซัลเฟต การชะล้างทางชีวภาพ และเทคโนโลยีสีเขียวอื่นๆ
• อย่างมีประสิทธิภาพ :การรวมไมโครเวฟ อัลตราโซนิก และสนามฟิสิกส์อื่น ๆ เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับกระบวนการสกัด
• ฉลาด :ปรับปรุงพารามิเตอร์การเรียงลำดับผ่านการวิเคราะห์แร่ธาตุอัตโนมัติเพื่อลดการใช้พลังงานและการสูญเสีย

แร่ต่าง ๆ จำเป็นต้องถูกกำหนดโดยการวิเคราะห์แร่วิทยา (XRD, XRF เป็นต้น) เพื่อกำหนดกระบวนการที่ดีที่สุด และควรให้ความสำคัญกับการทดสอบการแปรรูปแร่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ