كيفية استخلاص الذهب بالتحليل الكهربائي

الذهب معدن ثمين يتميز باللون الأصفر اللامع وهو العنصر رقم 79 من عناصر الجدول الدوري، ويمتلك الذهب العديد من الصفات التي جعلت له قيمة استثنائية على مر التاريخ، فهو جذاب من حيث اللون والسطوع وكثافته عالية كما أنه موصل جيد للحرارة والكهرباء إضافة لكونه مرنًا ويمكن جعله في صفائح رقيقة للغاية تسمى الأوراق الذهبية، كما أن الذهب لا يشوه أو يتآكل ويستخدم في صناعات عديدة أهمها صياغة المجوهرات والزخارف، ويتواجد في الطبيعة بشكل نقي نسبيًا وله العديد من الميزات الأخرى، لذا فتاريخ الذهب مميز ولا يتشابه مع تاريخ أي معدن آخر بسبب قيمته العالية لدى الإنسان منذ زمن طويل ولا يزال الذهب معدنًا مفضلًا للغاية عند البشر وسيتحدث هذا المقال عن كيفية استخلاص الذهب بالتحليل الكهربائي.[١]
التحليل الكهربائي
لشرح كيفية استخلاص الذهب بالتحليل الكهربائي فيجب التعرف على التحليل الكهربائي مسبقًا، فالتحليل الكهربائي هو العملية التي يحدث فيها تغيير كيميائي لمادة لا يحدث تلقائيًا ويحدث ذلك عن طريق تمرير تيار كهربائي خلال خلية التحليل، والمقصود بالتغيير الكيميائي بأنه تغيير تفقد فيه المادة أو تكتسب إلكترونًا أثناء تفاعلات الأكسدة أو الاختزال، وتتكون الخلية من قطب موجب هو الكاثود وقطب سالب هو الأنود حيث تكون تلك الأقطاب مفصولة عن بعضها ومغمورة داخل محلول يحتوي على أيونات موجبة وسالبة الشحنة، وهنالك حالات يكون فيها القطب هو المادة المراد تحويلها أو قد تذوب تلك المادة في المحلول أو قد تكون هي المحلول.
يدخل التيار عبر الأنود المشحون فتنتقل الأيونات المشحونة بشحنة موجبة من المحلول إلى الكاثود وتتفاعل مع الإلكترونات فتنتج إلى جزيئات غير مشحونة، ثم يحدث أن تنتقل الأيونات المشحونة سالبًا من المحلول إلى الأنود فينتج أيضًا جزيئات غير مشحونة، وإذا كانت المادة المراد تحويلها هي ذاتها القطب فعندها يكون التفاعل واحدًا يفقد فيه القطب الإلكترونات ويذوب.[٢]
كيفية استخلاص الذهب بالتحليل الكهربائي
يمكن توضيح كيفية استخلاص الذهب بالتحليل الكهربائي في التطبيقات الحالية، ولقد أصبح استخدام محاليل السيانيد شائعًا لاستخراج الذهب، حيث يتم استخدام خلية تحليل كهربائي تحتوي على محلول من الذهب والسيانيد، وقطبان من الكربون المنشط أحدهما أنود سالب الشحنة والآخر كاثود موجب الشحنة، وعند تمرير التيار الكهربائي تنتج عمليات الأكسدة والاختزال وذلك لإنتاج محلول أكثر ثراءً من الذهب، وتحدث التفاعلات الكاثودية حسب المعادلات الآتية:[٣]
-Au(CN)2- + e- → Au + 2CN
-O2 + 2H2O + 4e- → 4OH
-O2 + H2O+ 2e- → OH- + HO2
-2H2O + 2e- → H2 + 2OH
حيث إنّ Au هو الذهب، CN هو السيانيد، H2O هي جزيئات الماء، O هو الأكسجين، H هو الهيدروجين، e هو عدد الإلكترونات المتبادلة أثناء تفاعلات الاختزال السابقة.
إضافةً لما سبق، يُستخدم التحليل الكهربائي لتنقية المعدن الخام باستخلاصه من المركبات وشوائب المواد الأخرى ومن بين تلك المعادن يوجد الذهب لاعتماد قيمته جزئيًا على نقاوته، لذا فهناك العديد من الطرق المفيدة لتنقية الذهب ومنها عملية Wohlwill التي تشرح كيفية تنقية الذهب باستخلاصه الذهب بالتحليل الكهربائي، ويُستخدم في ذلك مزيج من حمض الهيدروكلوريك وكلوريد الذهب على أنه المحلول ويتكون الكاثود من سبيكة ذهبية غير نقية، وعادة ما يكون الأنود من ورقة رقيقة من الذهب عالي النقاوة[٤]، وفي هذه العملية يذوب الكاثود وتنتقل الشوائب إلى المحلول أو تترسب أسفل الخزان الكهربائي كرواسب غير قابلة للذوبان ثمّ ينتقل الذهب تحت تأثير الحقل الكهربائي إلى الأنود الذي يمثّل ورقة الذهب عالية النقاوة، حيث تتم استعادته بصورة معدنية ونقاوة عالية تصل إلى 99.5% على الأقل مما يزيد من كمية الذهب النقي.[٥]