تولید کنسانتره مس در روش فلوتاسیون در پیرومتالورژی

متال آنلاین، در این مقاله چگونگی پرعیار کردن مس به روش فلوتاسیون در پیرومتالورژی و چگونگی تولید کنسانتره در آن را شرح داده است.

کانه‌های مس که امروزه استخراج می‌شوند، کم‌عیارتر از آن هستند که مستقیما ذوب شوند. گرمایش و ذوب مقدار عظیمی مواد زائد، نیاز به مقدار زیادی سوخت دارد. البته، کانی‌های مس موجود در سنگ معدن را می‌توان با روش‌های فیزیکی پرعیار و آنگاه ذوب کرد.

در فلوتاسیون، که موثرترین روش برای پرعیار کردن مس است، کانی‌های مس به شیوه انتخابی به حباب‌های هوایی که از میان پالپ آبی حاصل از کانه نرم شده بالا می‌آیند، متوصل می‌شوند. انتخابی بودن فلوتاسیون ناشی از بکار بردن معرف‌هایی است که کانی‌های مس را آب‌ران می‌سازند، در حالی که کانی‌های باطله آب‌گیر باقی می‌مانند. کانی‌های شناور شده در کف پایداری در بالای محفظه فلوتاسیون جمع‌آوری می‌شوند و به صورت کانه پرعیار شده درمی‌آیند. کانی پرعیار شده مس معمولا حاوی 20 تا 30 درصد مس است.

در روش جداسازی و تغلیظ کانسارهای مس‌دار به روش‌ فلوتاسیون، چندین مرحله وجود دارد که پس از طی این مراحل، محصول نهایی با مشخصات مورد نیاز تولید خواهد شد. این مراحل عبارتند از:

♦ سنگ‌شکنی و سرند کردن

♦ آسیا و دانه‌بندی

♦ فلوتاسیون

♦ آب‌گیری کنسانتره

♦ آب‌گیری باطله و دفع آن

در بخش سنگ‌شکنی مواد معدنی استخراج شده از معدن، در دو یا سه مرحله به ابعاد مناسب جهت خوراک‌دهی به آسیاها خرد می‌شود (هر چند در واحدهای با ظرفیت بالای امروزی، با وجود آسیاهاب خودشکن و نیمه خودشکن، سنگ‌شکنی به یک مرحله کاهش یافته است). در واحدهای بزرگ با ظرفیت‌های بالا، ابعاد خوراک ورودی به سنگ‌شکنی می‌تواند تا 100 سانتیمتر باشد و محصول شکنی به 20 تا 30 میلیمتر می‌رسد، ولی در واحدهای کوچک‌تر که مواد ورودی دارای ابعاد 20 تا 30 سامتیمتر هستند، محصول سنگ‌شکنی به زیر 10 میلیمتر می‌رسد.

سنگ‌شکن‌های مرسوم در تغلیط مس که در مقالات قبلی هم آنها را معرفی کرده بودیم، عبارتند از  سنگ‌شکن‌های ژیراتوری، فکی و مخروطی.

پس از سنگ‌شکنی و سرند کردن، مواد دانه‌ریز، برای خردایش بیشتر وارد مرحله آسیا می‌شوند. در این مرحله اندازه ذرات به ریزتر از 200 میکرون می‌رسد. عملیات آسیا کردن توسط آسیاهای نیمه‌خودشکن، میله‌ای و گلوله‌ای انجام‌ می‌شود. از آنجا در فرآیند فلوتاسیون، لازم است مواد به‌صورت پالپ درآیند، در ورودی آسیاها به همراه مواد معدنی، آب نیز به میزان مناسب افزوده می‌شود که میزان آب افزوده شده، بر زمان ماند مواد داخل آسیا، موثر است.

پس از ریز کردن مواد تا ابعاد مناسب، پالپ حاوی ذرات دانه‌ریز برای جداسازی ذرات کانی با ارزش، به بخش فلوتاسیون منتقل می‌گردد. قبل از شروع فرآیند فلوتاسیون، پالپ حاوی مواد معدنی، با مواد شیمیایی مناسب مانند کلکتورها، کف‌سازها، متفرق‌کننده‌ها، بازداشت‌کننده‌ها و تنظیم‌کننده‌ها که با توجه به نوع فرآیند، ممکن است فقط یکی یا تعدادی از این مواد مورد استفاده قرار گیرند، تلفیق می‌شود.

پس از آماده‌سازی (تلفیق مواد شیمیایی با دوغاب حاوی دانه‌های جامد)، مواد به سلول‌های فلوتاسیون منتقل شده، فرایند فلوتاسیون بر روی مواد معدنی انجام می‌شود. با توجه به پایین بودن عیار مس در خوراک، در تمام فرآیندهای  فلوتاسیون مس، از فلوتاسیون مستقیم استفاده می‌شود؛ بدین معنی که کانی‌های مس به بخش مواد شناور شده منتقل می‌گردند. در فرآیند فلوتاسیون، دست‌یابی به کنسانتره مس با عیار و راندمان مناسب در یک مرحله امکان‌پذیر نیست و به همین دلیل در کلیه واحدهای فلوتاسیون، مراحل زیر به صورت سری ملاحظه می‌شود:

♦ رافر

♦ اسکاونجر

♦ شستشو

♦ شستشوی مجدد

محصول مراحل شستشو، «کنسانتره نهایی» است که پس از دو مرحله آبگیری در تیکنر و فیلتر، به منظور آب‌گیری نهایی به خشک‌کن منتقل می‌گردد. باطله تولید شده نیز، با توجه به حجم قابل ملاحظه آب همراه، پس از آب گیری و بازیابی آب، به محل انباشت باطله منتقل می‌گردد.

خرد کردن و نرم کردن کانه به ذرات ریز، پیش از عمل فلوتاسیون الزامی است و فرآیندها فلوتاسیون باعث تغییر شیوه ذوب از کوره دمشی به کوره‌هایی از نوع اجاقی شده است؛ چرا که باور ورودی کوره دمشی، فقط باید از مواد تکه‌ای باشد.