پر عیار سازی سنگ مس
روشهای پر عیار سازی سنگ مس
استخراج فلز مس از سنگهای معدنی آن ، بستگی به نوع سنگ معدن ، بهای انرژی الکتریکی و عیار سنگ معدن دارد. اکثر سنگهای استخراجی دارای عیار پائین می باشند. لذا لازم است عملیات پر عیار کردن روی آنها انجام شود. عملیات پر عیار کردن سنگهای مس ، روشهای مختلفی دارد که متداولترین آنها روش فلوتاسیون میباشد. مراحل مختلف پر عیار کردن فلز مس را مرور میکنیم.
سنگ شکنها
هدف از شکستن سنگها ، کوچک کردن اندازه سنگ ورودی میباشد. بطور کلی ، سنگ شکنها دارای ضریب خرد کردن محدودی میباشند و اگر ابعاد سنگها بزرگ باشند، از سنگ شکنهایی که بطور سری قرار گرفتهاند، استفاده میشود. معمولا سنگ شکنهای آخر را در مسیر بسته با غربال قرار میدهند تا ذرات درشتتر دوباره به سنگ شکنها بازگردانده شود. سختی ، شکل تبلور ، حالت سطحی و خلل و فرج و شکافهای موجود ، درشکستن سنگها دخالت میکند و برحسب این عوامل ، میزان صرف انرژی تعیین میشود.
آسیا کردن
قسمت نرم کردن شامل انواع آسیاهاست و متداولترین آنها آسیای گلولهای میباشد. ولی اگر منظور نرم کردن بسیار زیاد باشد، آسیای میلهای و سپس آسیای گلوله ای را به صورت سری قرار میدهند. معمولا آسیاها در مسیر بسته با یک سیلیکون یا کلاسیفایر قرار دارند که بار خروجی دارد . این دستگاههای جداکننده ، ذرات ریز و مطلوب را به قسمت پر عیار و ذرات درشت را به قسمت آسیاب برمیگردانند.
مرحله آخر پر عیار کردن
قسمت سوم کارگاه پر عیار کردن ، شامل انواع دستگاههای پر عیار کردن میباشد و به دسته دستگاههای فیزیکی و دستگاههای فیزیکو شیمیایی تقسیم میشوند.
روش فیزیکی پر عیار کردن
روشهای فیزیکی ، جدا کردن بر مبنای خواص فیزیکی سنگهای معدنی از قبیل رنگ ، خواص مغناطیسی و الکتریکی و وزن مخصوص قرار دارد. برای جدا شدن کانی از گانگ ، باید درجه آزادی ذرات بسیار بالا باشد و خواص فیزیکی دو ذره باهم اختلاف زیادی داشته باشد. اکثر این دستگاه ها به روش وزن مخصوص کار میکنند، پس باید اختلاف وزن مخصوص کانه با گانگ زیاد باشد. ضریب پر عیار کردن با روشهای فیزیکی چندان بالا نبوده ، مشخصه کلی این روشها هزینه کم می باشد. بنابراین برای واحدهای کوچک مناسبتر است.
روشهای فیزیکوشیمیایی
- فلوتاسیون:
اساس فلوتاسیون ، جذب مواد آلی ( که کلکتور نامیده میشوند ) در سطح ماده معدنی میباشد. مخلوط مواد جامد و آب که به آن ، مقداری از معرفهای فلوتاسیون اضافه شده است، از داخل سلولهایی که بهشدت بهم زده شده ، حباب هوا به داخل آن دمیده میشود، عبور میکند و در نتیجه سطوح جامدی که توسط معرفهای فلوتاسیون مورد عمل قرار گرفته و لایهای از معرف روی آن را پوشانده و آن را آبگریز کرده است، حبابهای هوا را جذب کرده ، شناور میگردند.
- کلکتور:
معرفهایی که روی سطح ذرات ، تشکیل لایه میدهند، کلکتور نام دارند. کلکتورها ، مواد آلی و معمولا با یک مولکول بزرگ هستند که انواع مختلفی دارند و هر یک دارای خاصیت تشکیل لایه بر روی سطوح جدید معینی هستند. بدین ترتیب هر کلکتور روی کانه خاص با ترکیب شیمیایی و یا شبکه بلوری معینی ، تشکیل لایه داده ، سطح آن را آماده برای جذب حباب هوا میکند و سایر ذرات که کلکتور روی آنها فیلمی تشکیل نداده است، فاقد خاصیت جذب حباب هوا بوده ، در نتیجه شناور نخواهند شد و بدین ترتیب میتوانند ذرات خاصی را از یک مجموع ذرات ، شناور کرده ، جدا کنند.
چند نمونه از کلکتورهای معروف
گزانتانها
بر روی سولفورهای فلزی ، تشکیل فیلم داده ، آنرا شناور میکنند. به فرمول عمومی یک فلز قلیایی
تیوکاربانیلیدها
روی سولفورهای فلزی به صورت انتخابی عمل میکنند. مثلا از مخلوط سولفورهای سرب و روی ، واکنش فقط روی سولفور سرب (گالن) ، لایه تشکیل داده ، آن را شناور میکنند. به فرمول عمومی RSC(NH)۲۲R۲۲ یک هیدروکربن حلقوی
اسیدهای چرب و صابونها
این کلکتورها ، برای شناور کردن اکسیدهای فلزی بعضی از ترکیبات سیلیکاتها و فسفات ها بکار میروند.
کلکتورهای کاتیوتیک
دارای فرمول عمومی به صورت RNH۲ و RCONH۲ میباشند و برای شناور سازی کانی های غیر فلزی و املاح بکار میروند.
عوامل موثر بر شناور سازی ذرات
PH محیط ، شدت بهم زدن ، زمان تماس کلکتور با ذرات ، ابعاد ذرات ، درجه حرارت ، وجود ناخالصیها و املاح موجود در آب در شناور شدن ذرات نقش اساسی دارند.
معرفهای دیگر فلوتاسیون
کف ساز
باعث پایدارشدن حباب هوا با کم کردن کشش سطحی آب می شوند.
رسوب دهنده ها
در فلوتاسیون انتخابی ، اگر کلکتور مناسبی برای یک سولفور فلزی وجود نداشته باشد، از این مواد استفاده میشود که با تشکیل لایه در روی بعضی از کانهها مانع جذب کلکتور توسط سطح این کانهها میشوند.
تقویت کنندهها
این مواد بر روی سطوحی که فاقد خاصیت جذب کلکتوری هستند، تشکیل فیلم داده ، سطح را آماده جذب کلکتور میسازند. سولفور سدیم از جمله تقویت کنندهها میباشد.
خاصیت شناور شدن سنگ معدن مس
سنگهای سولفوره مس ، دارای خاصیت آلی شناور شدن بوده ، توسط گزانتانها شناورسازی میشوند. برای جداسازی سولفور مس از سولفور سایر فلزات میتوان از فلوتاسیون انتخابی در حضور مقادیر کم سیانور سدیم (کمتر از ۵۰ گرم به ازای هر تن) استفاده کرد. سولفورهای مس به مقادیر کم سیانور حساس نیستند. شناورسازی سنگهای کربناته و اکسیده مس مشکل است و باید از معرفهایی که خواص سطحی را تغییر نمیدهند، استفاده کرد.
مزایای فلوتاسیون نسبت به روش فیزیکی
- سنگهای فقیر با عیار کمتر از ۰٫۵ درصد را با راندمان بالا میتوان پر عیار کرد.
- اختلاف وزن مخصوص یا سایر خواص فیزیکی بین کانه و گانگ سنگ معدن ، اثر عمده ای ندارد.
- ضریب بازیابی و عیار کانه بالاتر از روش فیزیکی است.
- با این روش ، میتوان ترکیبات با ارزش موجود در سنگ معدن را با راندمان و ضریب پر عیاری کافی جدا کرد.
- با این همه ، فلوتاسیون یک روش گران بوده ، در ظرفیتها و حجمهای کم ، مقرون به صرفه نمیباشد.
