ما هو تدفق الذهب المستخدم في صناعة صهر الذهب؟

الذهب، كونه معدنًا ثمينًا وواسع الاستخدام، تُعد عملية صهره بالغة الأهمية. في صهر الذهب، تلعب مادة تدفق الذهب دورًا أساسيًا، إذ تؤثر بشكل كبير على عوامل مختلفة، مثل كفاءة الصهر وجودته ونقاء الذهب النهائي. ويُعد الفهم العميق لدور مادة تدفق الذهب في عملية صهر الذهب أمرًا بالغ الأهمية لتحسين عملية إنتاج الذهب وتحسين جودته.

1. المفهوم الأساسي لتدفق الذهب

(1) التعريف

مُصهّر الذهب هو نوع من المواد الكيميائية التي تُضاف أثناء عملية صهر الذهب، وتتمثل وظيفته الرئيسية في خفض درجة انصهار الذهب وشوائبه، وتعزيز سير عملية الصهر بسلاسة. يتكون المُصهّر عادةً من خليط من مركبات مختلفة ذات خصائص كيميائية محددة، والتي يمكنها التفاعل كيميائيًا مع شوائب الذهب أو تغيير الخصائص الفيزيائية لمُصهّر الذهب.

(2) الأنواع الشائعة

تشمل مواد صهر الذهب الشائعة البوراكس، وكربونات الصوديوم، ورمل الكوارتز، وغيرها. يُعد البوراكس عامل صهر شائع الاستخدام، ويتكون أساسًا من رباعي بورات الصوديوم. عند درجات الحرارة العالية، يتفاعل البوراكس مع شوائب أكسيد المعادن في الذهب لتكوين مركبات بورات منخفضة درجة الانصهار. كما يتفاعل كربونات الصوديوم مع شوائب أكسيد الحمض أثناء عملية الصهر، مما يُسهم في إزالة الشوائب. أما رمل الكوارتز، فيُستخدم بشكل رئيسي لتحسين خصائص الخبث والمساعدة في فصل الشوائب عن الذهب.

2. خفض درجة الانصهار

(1) المبدأ

تبلغ درجة انصهار الذهب الخالص حوالي 1064 درجة مئوية، ولكن في عملية الصهر الفعلية، يمكن أن تُخفّض إضافة عوامل الصهر من درجة انصهاره. ويرجع ذلك إلى أن بعض مكونات هذه العوامل قد تُشكّل خليطًا يوتكتيكيًا منخفضًا مع الذهب. يُشير هذا الخليط إلى خليط مُكوّن بخلط مادتين أو أكثر، بحيث تكون درجة انصهاره أقل من درجة انصهار كل مادة مُكوّنة. على سبيل المثال، عند خلط البوراكس مع الذهب، يُمكن تكوين خليط يوتكتيكي منخفض بنسبة مُحددة، مما يُخفّض درجة الانصهار الكلية ويُتيح للذهب الانصهار عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا.

(2) المزايا

لخفض درجة حرارة الانصهار مزايا عديدة. أولًا، يُقلل من استهلاك الطاقة. فانخفاض درجة حرارة الانصهار يعني انخفاضًا في الطاقة اللازمة للتسخين، مما يُخفض تكاليف الإنتاج بشكل كبير في مشاريع صهر الذهب واسعة النطاق. ثانيًا، يُقلل انخفاض درجات الحرارة من فقدان الذهب نتيجة التطاير عند درجات الحرارة العالية. يتعرض الذهب لقدر معين من التطاير عند درجات الحرارة العالية. فإذا أمكن خفض درجة حرارة الانصهار، يُمكن تقليل فقدان التطاير بشكل فعال، وتحسين معدل استخلاص الذهب.

3. إزالة الشوائب

(1) التفاعل مع الشوائب

عادةً ما يحتوي خام الذهب، أو مواد الذهب الخام المُعاد تدويرها، على شوائب متنوعة، مثل شوائب معدنية كالنحاس والرصاص والزنك، بالإضافة إلى بعض الشوائب غير المعدنية. وقد تخضع المواد المُصهَرة لتفاعلات كيميائية مع هذه الشوائب. فعلى سبيل المثال، عند درجات الحرارة العالية، يتفاعل البوراكس مع شوائب أكسيد المعادن لتكوين البورات. على سبيل المثال، يتفاعل البوراكس مع أكسيد النحاس لإنتاج بورات النحاس، الذي يتميز بدرجة انصهار أقل وكثافة مختلفة عن الذهب. وخلال عملية الصهر، يمكن فصله عن الذهب لإزالة الشوائب.

(2) تغيير الخصائص الفيزيائية للشوائب

لا يقتصر دور مواد الصهر على التفاعلات الكيميائية مع الشوائب فحسب، بل يُغيّر أيضًا خصائصها الفيزيائية. على سبيل المثال، يُمكن لبعض مواد الصهر أن تُحسّن دقة جزيئات الشوائب، مما يُصعّب فصلها عن مصهور الذهب، وبالتالي يُسهّل فصل الشوائب عن الذهب. في الوقت نفسه، يُمكن لمواد الصهر أيضًا أن تُخفّض لزوجة الخبث، مما يُسهّل تدفقه وخروجه من مصهور الذهب، مما يُحسّن نقاء الذهب.

4. تعزيز اندماج المعادن

(1) تحسين قابلية تدفق الذوبان

تُعد سيولة المصهور الجيدة أمرًا بالغ الأهمية في عملية صهر الذهب، خاصةً عند الحاجة إلى خلط ذهب بدرجات نقاء مختلفة أو إضافة معادن أخرى. يُحسّن الصهور سيولة مصهور الذهب، ويُقلل من التوتر السطحي للمصهور، مما يُسهّل تدفقه في الفرن، ويُعزز الخلط المتجانس بين المعادن المختلفة. على سبيل المثال، عند صنع سبائك الذهب، تضمن إضافة كمية مناسبة من الصهور اندماج المعادن المختلفة تمامًا وتكوين سبائك ذات تركيبة متجانسة.

(2) تقليل فصل المعادن

يُشير فصل المعادن إلى التوزيع غير المتساوي للمعادن ذات التركيبات المختلفة في المصبوبات أثناء عملية تصلب السبائك. يُساعد استخدام عوامل الصهر على الحد من حدوث فصل المعادن. من خلال تحسين سيولة المصهور وتعزيز انصهار المعادن، تُمكّن عوامل الصهر من توزيع المعادن المختلفة بشكل أكثر توازناً في المصهور، مما يُنتج تركيبة أكثر تجانساً للسبيكة بعد التصلب، وبالتالي تحسين جودتها وخصائصها.

5. حماية الذهب من الأكسدة

(1) تشكيل طبقة واقية

أثناء عملية الصهر في درجات حرارة عالية، يتفاعل الذهب بسهولة مع الأكسجين في الهواء لتكوين أكاسيد. يمكن للصهور أن يُشكل طبقة واقية على سطح مصهور الذهب عند درجات الحرارة العالية، مما يمنع الأكسجين من ملامسة الذهب ويقلل من تأكسدها. على سبيل المثال، تتحلل بعض الصهور عند درجات حرارة عالية لإنتاج غازات تُشكل طبقة غازية على سطح مصهور الذهب، مما يعمل على عزل الأكسجين.

(2) تقليل ذوبان الأكسجين

يمكن أن يُقلل الصهر أيضًا من ذوبان الأكسجين في مصهور الذهب. فعندما تنخفض ذوبان الأكسجين، تقل أيضًا احتمالية تفاعل الذهب معه. وهذا يُساعد على الحفاظ على نقاء الذهب وتجنب تدهور جودته بسبب الأكسدة.

خاتمة

يؤدي تدفق الذهب أدوارًا مهمة متعددة في عملية صهر الذهب، بما في ذلك خفض درجة حرارة الانصهار، وإزالة الشوائب، وتعزيز اندماج المعادن، وحماية الذهب من الأكسدة. ومن خلال اختيار واستخدام التدفقات المناسبة، يمكن تحسين كفاءة صهر الذهب، وخفض تكاليف الإنتاج، وتحسين نقاء وجودة الذهب. ومع التطور المستمر لصناعة الذهب، يتعمق البحث في مجال تدفقات الذهب وتطبيقاتها. ومن المتوقع في المستقبل تطوير تدفقات أكثر كفاءة وصديقة للبيئة، مما يعزز تقدم تكنولوجيا صهر الذهب .