สมบัติเฉพาะตัวของทองคำ


สมบัติทางเคมี

มีสูตรทางเคมี Au เป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 79 น้ำหนักอะตอม 197 เป็นโลหะที่มีสีเหลือง เนื้ออ่อน จุดหลอมเหลว เท่ากับ 1060 c และมีจุดเดีอด 2970 c พบเกิดเป็นโลหะธรรมชาติ เกิดผสมกับธาตุเงินหรือธาตุ อื่นๆ เช่น ทองแดง เหล็ก และเทลลูเรียม ละลายในกรดกัดทอง

สมบัติทางฟิสิกส์

ลักษระโดยทั่ยไปนั้น เป็นเกล็ด เป็นเม็ดกลมแบน หรือมีลักษณะเป็นก้อนมีเนื้อแน่น อาจมีรูปร่างยาวแตกกิ่งก้านสาขาคล้ายกิ่งไม้ ชนิดที่เป็นรูปผลึกนั้นหาได้ยาก และมักจะมีหน้าผลึกไม่สมบูรณ์ รูปผลึกจัดอยู่ในรูปไอโซเมตริก (Isometric System) และออคตะฮีดรอล (Octahedral)แบบลูกเต๋า(Cubic) หรือแบบโดเดกะฮีดรอล(Dodecahedral) มีสีเหลืองเข้มหรืออ่อนจาง มีความวาวแบบโลหะ สีผงละเอียดเหมือนสีตัว มีความแข็งตามมาตรฐานตามอนุกรมของโมห์ 2.5 - 3 ค่าความถ่วงจำเพาะของทองบริสุทธิ์มีค่า 19.3 โดยปกติจะมีค่าอยู่ระหว่าง 15.6 -19.3 แล้วแต่มลทินปะปน ทองมีเนื้ออ่อนสามารถดึงตีแผ่ให้เป็นแผ่น บางๆ หรือเป็นรูปต่างๆได้ง่าย

การจำแนกประเภทแร่ทองคำและแร่เงิน


การที่ทองคำและเงินมีราคาสูงขึ้นเรื่อยๆทำให้การสกัดแร่ที่มีทองคำด้วยสารละลายไซยาไนด์ได้รับความสนใจป็นอย่างมาก เนื่องจากเป็นวิธีที่ง่ายไม่จำเป็นต้อง ใช้เครื่องมือวัด และเครื่องควบคุมที่ยุ่งยาก วิธีนี้สามารถใช้แยกทองคำในแร่ที่มีทองคำน้อยกว่า 5 กรัมต่อตันได้อย่างมีกำไร และเป็นวิธีมาตรฐานที่ใช้กันทั่วโลก โรงสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์ต้องใช้แรงงานมาก และต้องมีผู้ปฎิบัติงานอยู่ตลอดเวลา การใช้ระบบควบคุมระยะใกลจึงไม่ใช้กัน

ประเภทแร่ทองคำและเงิน

คุณสมบัติของแร่ทองคำและเงินในแร่ที่ทำให้สามารถแยกออกจากมลทินได้ได้แก่
1) การที่มีความถ่วงจำเพาะสูง ทองคำ 19.3 เงิน 10.5 จึงแยกโดยวิธี Gravity ได้
2) ทองคำและเงินที่อยู่ในน้ำสามารถเปียกด้วยปรอท จึงใช้ปรอทในการสกัดได้(Amalgmation)
3) ละลายในสารละลายไซยาไนด์เจือจางที่มีคุณสมบัติเป็นด่างได้(Cyanidation)
4) สามารถแยกโดยวิธีการลอยแร่ได้ (Flotation)ถึงแม้แร่ ทองคำและเงินจะอยู่ในลักษณะเป็นโลหะผสมในธรรมชาติ

1)แร่ทองคำธรรมชาติ(Native Gold Ores)

มีแร่ซัลไฟด์ปนอยู่น้อย ไม่มีสารหนู บิสมัทและพลวงหรือสารประกอบของธาตุเหล่านั้น ไม่มีแร่มลทินที่เป็นทัลก์ ดินและสารที่มีแกรไฟต์อยู่ด้วย ทองคำในแร่ประเภทนี้ สามารถสกัดออกได้ด้วยปรอท(Amalgamation)การสกัดด้วยปรอทจะเกิดโลหะผสมระหว่างทองคำ เงินกับปรอทเมื่อแร่ปนน้ำไหลผ่านไปบนแผ่นทองแดง ซึ่งฉาบด้วยปรอท ปัจจุบันเลิกใช้แล้วเนื่องจากแร่ทองคำมีมลทินเจือปนอยู่มาก ทำให้ต้องทำความสะอาดแผ่นทองแดง และฉาบด้วยปรอทใหม่ซ้ำๆซากๆจึงใช้วิธี แต่งแร่ให้ได้หัวแร่ก่อนแล้วจึงนำหัวแร่ที่มีจำนวนน้อยแต่มีทองคำอยู่ด้วย ไปสกัดด้วยปรอทในถัง(barrel)แทน ทำให้ลดการสูญเสียทองคำ แรประเภทนี้สามารถ แยกทองคำออกได้ง่ายโดยวิธี Gravity หลังการบดแร่ บางครั้งจะใช้รางดักแร่ที่ใหลมากับน้ำ ซึ่งจะเก็บทองคำได้ 20-25% หรือใช้ Jig ซึ่งจะเก็บทองคำได้ถึง 60% ของทองคำที่มีอยู่ในหัวแร่บดหัวแร่จาก Jig จะนำไปแต่งด้วยโต๊ะสั่นบางครั้งใช้ผ้าขนสัตว์หรือผ้าลูกฟูกดักทองคำละเอียด แล้วจึงนำหัวแร่จากโต๊ะสั่นเข้าถังสกัดด้วย ปรอท หรือสกัดด้วยไซยาไนด์ต่อไป หัวแร่จะถูกบดซ้ำหลายชั่วโมง ก่อนเติมปรอดลงไปวิธีนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด และนิยมใช้กันมากที่สุด ในการสกัดทองคำในหัวแร่ ที่มีทั้งแร่หยาบและฝุ่นแร่ โดยไม่ต้องแยกฝุ่นแร่ออกไป treat ในถังต่างหากแร่ทองคำบางชนิดต้องบดละเอียดถึง1/2-1/10 ไมครอนทองคำจึงจะแยกตัวเป็นอิสระ เหมาะที่จะนำไปสกัดด้วยไซยาไนด์ต่อไป

2) ทองคำกับไพไรต์และมาร์คาไซต์

ทองคำอาจเกิดในสภาอิสระ หรือฝังประในแร่ซัลไฟด์ ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นแร่ไพไรต์ ถ้าแร่ซัลไฟด์เป็นพิโรไทด์ จะสลายในสารละลารไซยาไนด์ในขั้นต่อไป แต่ถ้าเป็นไพไรต์ซึ่งเสถียรจะไม่ทำปฎิกิริยากับไซยาไนด์ หัวแร่ไพไรต์ที่ได้จากการลอยแร่และมีทองคำอยู่จะถูกบดซ้ำเพื่อให้ทองคำแยกตัวเป็นอิสระ หรือบางครั้งอาจจะต้องย่างแร่ก่อนนำไปสกัดด้วยไซยาไนด์ หรือส่งหัวแร่ต่อไปยังโรงถลุง

3) ทองคำกับพิร์โรไทต์

แร่พิร์โรไทต์จะทำปฎิกิริยากับไซยาไนด์และออกซิเจนเกิดเป็นไซยาเนต และไธโอไซยาเนต ดังนั้นจึงต้องนำหัวแร่มากวนกับปูนขาวพร้อมพ่นอากาศลงไปก่อนนำไปสกัดด้วยไซยาไนด์ต่อไป

4)ทองคำกับอาร์เซโนไพไรต์ และแร่อื่นที่มีสารหนู

ทองคำมักเกิดร่วมกับแร่ที่มีสารหนู ไพไรต์ สติบไนต์ คาลโคไพไรต์ จึงสกัดด้วยไซยาไนด์โดยตรงไม่ได้ เนื่องจากสารหนูละลาย ได้ในไซยาไนด์ และเมื่อทำการตกตะกอนทองคำในสารละลายไซยาไนด์ด้วยสังกะสี จะเกิดแก๊สอาร์ซีน(AsH3) ซึ่งเป็นแก๊สที่อันตรายร้ายแรง โรงถลุงแร่ทองคำ จึงมีเทคนิคในการระบายอากาศ และตรวจแก๊สดังกล่าว การย่างแร่ประเภทนี้จะทำให้ทองคำที่ห้อมล้อมด้วยซัลไฟด์เป็นอิสระได้ Calcine ที่เหมาะจะนำไปสกัดด้วย ไซยาไนด์ตต่อไปได้ โรงถลุงบางแห่งจะทำการลอยแร่ก่อน แล้วจึงนำหัวแร่ไปย่างแะสกัดทองคำด้วยไซยาไนด์

5) ทองคำเทลลูไรด์(Gold Tellurides)

เป็นแร่ทองคำที่มีความสำคัญพอๆ กับแร่ทองคำธรรมชาติ แร่ทองคำเทลลูไรด์พบทั่วไปในรัฐโคโลราโด รวมทั้งแร่ calaverrite และ krennerite ซึ่งมีทองคำ 40% และ sylvanite และ hessite ที่มีทองคำ 25 % โรงถลุงบางแห่งจะย่างแร่ก่อนนำไปสกัดด้วยไซยาไนด์ บางแห่งใช้วิธี Oxidation แทนการ ย่างแร่เพื่อให้ทองคำแยกตัวก่อนนำไปสกัดด้วยไซยาไนด์และได้ Tellurum เป็นผลพลอยได้อีกด้วย

6) ทองคำกับแร่ทองแดง

ทองคำมักเกิดร่วมกับคาลโคไพไรต์ในแหล่งแร่ทองแดงแบบ Porphyry ทองคำจะอยู่ในหัวแร่ทองแดงที่ได้จากการลอยแร่ และจะเข้าไปในโรงถลุง และโรงแยกทองแดงด้วยกระแสไฟฟ้าทองคำจะแยกตัวออกมาเป็น Anode Slimes อยู่ที่ก้นเซลล์ไฟฟ้า ซึ่งจะถูกนำไปถลุงให้เป็นทองแท่งต่อไป

7) ทองคำกับแร่ตะกั่วและสังกะสี

ทองคำที่เกิดร่วมกับแร่ตะกั่วสังกะสีซัลไฟด์ หรือกับแร่ทองแดง -ตะกั่ว - สังกะสี จะเข้าไปอยู่ในหัวแร่เหล่านี้ เมื่อทำการลอยแร่และจะเข้าไปในเตาถลุงซึ่งจะแยกทองคำออกมาได้มากขึ้นโดยเฉพาะตอนถลุงตะกั่ว ถ้าทองคำเกิดเป็นอิสระ(Free Gold)จะแยกออกจากหัวแร่โดยใช้จิ๊ก และสกัดด้วยปรอทในวงจรการบดแร่ ส่วนทองคำในหางแร่สามารถสกัดออกด้วยไซยาไนด์ได้ เนื่องจากแร่ตะกั่วและสังกะสีวัลไฟด์ที่หลงเหลืออยู่ไม่เป็นอันตรายต่อไซยาไนด์

8 )แร่ทองคำที่สกัดได้ยาก(Refractory)

และมีแกรไฟต์หรือคาร์บอนอยู่ด้วย แร่ทองคำที่มีคาร์บอน หมายถึงแร่ที่มีสาร ที่มีแกรไฟต์สีดำซึ่งจะดูดซับทองคำที่ละลายในสารละลายไซยาไนด์ ทำให้ทองคำตกตะกอนก่อนถึงเวลา และจะทำให้สูญเสียทองคำไปในหางแร่ด้วย ส่วนแร่ที่สกัดได้ยาก และมีคาร์บอนจะเกิดปัญหาหากคาร์บอนอยู่ในรูปของ Activated Carbon ซึ่งจะดูดซับทองคำใว้ มีการทดลองใช้น้ำมันก๊าซหรือน้ำมันเชื้อเพลิงปิดผิวคาร์บอนไว้ เพื่อไม่ให้ดูดซับทองคำ หรือทำการย่างแร่แบบออกซิเดชั่นที่ 500-550 c แพื่อกำจัดแกรไฟต์ และคาร์บอนก่อนนำไปสกัดด้วยไซยาไนด์


HOME