معرفی 4 مرحله پایانی پرعیارسازی مس به روش فلوتاسیون

متال آنلاین در این مقاله که در ادامه مقاله‌های قبل، که در ادامه اشاره‌ای به آنها خواهیم داشت، آمده است، 4 مرحله پایانی پرعیارسازی مس به روش فلوتاسیون را به اختصار معرفی کرده است.

برای مشاهده اولین مراحل می‌توانید بر روی مقالاتی که در ذیل آورده شده، کلیک کنید.

♦ استحصال مس به روش پیرومتالورژی

♦ تولید کنسانتره مس در روش فلوتاسیون در پیرومتالورژی

♦ سیستم اختلاط کنسانتره و خشک‌کن کنسانتره

4 مرحله پایانی پرعیارسازی مس به روش فلوتاسیون

مخزن و سیستم شارژ کنسانتره

خوراک خشک شده با استفاده از سیستم بالابر نیوماتیکی از خشک کن به بالا پرتاب شده، به داخل مخزن بالای محفظه واکنش کوره فلش ریخته می‌شود. شارژ از این مخزن توسط نوار نقاله زنجیری یا حلزونی و یا سیستم کاهش وزن به مشعل کنسانتره رسانده می‌شود.

طراحی مخزن برای کنترل خوراک ورودی به کوره ذوب فلش اهمیت ویژه‌ای دارد. خوراک نرم و خشک کوره فلش تمایل به معلق شدن در دیواره‌های مخزن و یا طغیان در داخل مشعل کنسانتره دارد. استفاده از مخازن جریان وزنی از این پدیده جلوگیری می‌کند؛ چون شیب کافی و سطح صاف این مخازن باعث می‌شود تا حرکت مواد از مخزن به صورت کنترل شده انجام گیرد. سرعت خوراک دهی با تغییر سرعت نوار نقاله‌هایی که زیر مخازن قرار دارد کنترل می‌شود. در سال‌های اخیر از تجهیزات مدرنی نظیر سیستم کنترل دقیق شارژ کنسانتره LIW که به صورت انحصاری متعلق به شرکت اتوتک فنلاند می‌باشد استفاده می‌شود که هدف آنها تنظیم سرعت ثابت خوراکی‌دهی و سایش کمتر تجهیزات است.

فرآیند ذوب کنسانتره

ذوب فلش فرآیندی است که می‌توان به واسطه آن به طور مستقل عیار مات و موزانه حرارت را کنترل کرد و بدون توجه به ترکیب کنسانتره ورودی، عملیات ذوب را کنترل نمود. از آنجا که کنسانتره در تماس با جریان هوا واکنش می‌دهد، اجزای ناخالص فرار موجود در خوراک ورودی (به هر میزان) به سادگی از فرآیند ذوب کنسانتره حذف می‌شود. انعطاف‌پذیری، در فرآیند ذوب ترکیبات شیمیایی مختلف کنسانتره، مهم‌ترین دلیل برای استفاده از کوره فلش در بسیاری از کشورهای دنیا برای بالا نگه‌ داشتن غلظت SO2 در گاز خروجی، که برای تولید ترکیبات گوگردی یا اسید سولفوریک به کار می‌رود، می‌باشد. ذوب فلش یک فرآیند دوست‌دار محیط زیست در مقایسه با روش‌های ذوب غیر پیوسته است.

بیش از 45% از مس جهان از طریق ذوب مات در کوره فلش تولید می‌شود. هوا، اکسیژن، کنسانتره خشک شده، فلاکس و مواد برگشتی در دمای 1250 درجه سانتیگراد به داخل کوره دمیده می‌شود. در دمای بالای کوره، ذرات کانی‌های سولفیدی (مثل کالکوپیریت) سریعا با اکسیژن واکنش می‌دهند و اکسیداسیون کنترل شده آهن و گوگرد اتفاق می‌افتد که باعث تولید حرارت بالایی شده و مواد جامد ورودی را ذوب می‌کند. این فرآیند، پیوسته است. زمانیکه از هوای غنی از اکسیژن استفاده شود، امکان عملیات ذوب بدون نیاز به انرژی اضافی وجود دارد و حرارت واکنش‌های گرمازای آن، انرژی لازم برای ذوب مواد خام ورودی را مهیا می‌کند. ابعاد کنسانتره استفاده شده در کوره فلش زیر 100 میکرون است که دانه‌بندی آن با کنسانتره حاصل از فلوتاسیون کارخانه تغلیظ مطابقت دارد. محصولات کوره ذوب فلش عبارتند از:

1) مات مذاب Cu-Fe-S با متوسط عیار 63 درصد مس که عیار مس آن نسبت به کنسانتره استفاده شده خیلی بیشتر است.

2) سرباره مذاب سیلیکات آهن که معمولا 2-1 درصد مس دارد.

3) گازهای خروجی حاصل از واکنش‌های اکسیداسیون که محتوای غبار و SO₂  می‌باشد.

اهداف ذوب فلش عبارتند از:

1) تولید مات مذاب با ترکیب و دمای ثابت جهت تغذیه مستقیم (مذاب) و یا غیر مستقیم (جامد) به کنورتورها

2) سرباره‌ای که میزان مس آن حداقل باشد؛ البته مس سرباره بازیابی می‌شود.

3) گاز خروجی پایدار و باغلظت زیاد از SO₂ که تثبیت آن به ویژه برای تولید اسید سولفوریک مقرون به صرفه می‌باشد.

فرآیند تبدیل مات مس به بلیستر

مات مس حاصل از فرآیند ذوب فلش با عیار حدودا 62 درصد، جهت تبدیل به محصول پرعیارتر (با خلوص 99 درصد) به کنوتورهای پیر اسمیت منتقل می‌شود. در این کوره‌ها طی دو مرحله دمش مس و سرباره، عملیات خالص‌سازی انجام می‌شود. گازهای حاصل از فرآیند نیز با استفاده از هودهای اولیه و ثانویه جمع‌آوری و به سیستم انتقال گاز منتقل می‌شود. تجهیزات سیستم انتقال گاز کنورتورها شامل سیستم خنک‌کاری گاز و سیستم غبارگیری (فیلترهای الکترواستاتیک) و فن‌های انتقال گاز خروجی است.

فرآیند تصفیه حرارتی

در این مرحله، محصول مذاب حاصل از عملیات تبدیل در کنورتورها با عیار 99 درصد به منظور تصفیه حرارتی به کوره‌های آند منتقل می‌شود. شرح فرآیند و عملیات تصفیه شامل مراحل زیر است:

1) شارژ بلیستر به کوره آند و تثبیت درجه حرارت مذاب تا 1250 درجه سانتیگراد با استفاده از مشعل‌های دو گانه سوز.

2) تزریق هوای دمشی و اکسیداسیون سولفور محلول در مذاب بلیستر با استفاده از تویرهای دمشی واقع در بدنه کوره آند.

3) تزریق گاز طبیعی به حمام مذاب به منظور حذف اکسیژن محلول در مذاب.

4) ریخته‌گری آند در قالب‌های چرخ ریخته‌گری.