روش های استخراج و فرآوری مس

این مقاله در مورد روش های استخراج و فرآوری مس میباشد

روش مورد استفاده جهت استخراج مس به طبیعت و ترکیبات مس موجود در سنگ معدن بستگی دارد.

به طور کل سه روش اصلی برای استخراج کردن مس وجود دارد :

روش اول روش ذوب مستقیم نام دارد (به انگلیسی direct smelting) که نام دیگر این روش احیاء میباشد

روش دوم روش تغلیظ نام دارد (به انگلیسی concentration) که این روش را تهیه مات نیز مینامند

روش سوم روش هیدرومتالوژی یا شستشوی اسیدی (به انگلیسی leaching) نام دارد

روش اول (ذوب مستقیم) :

از این روش برای استخراج مس از سنگ های اکسیدی با عیار بالا استفاده میشود (درصد مس در سنگ ها باید بیشتر از 90 درصد باشد) که این روش قدیمی بوده و به علت کمیاب بودن سنگ اکسیدی با عیار بالا این روش از دور خارج شده است.

اساس این روش حذف کلی گوگرد از سنگ معدن و پس از آن احیاء بعدی توسط عوامل احیاء کننده مثل کربن یا گاز دی اکسید کربن (Co2) میباشد. این روش به علت تلفات بالای مس و مصرف زیاد سوخت و انزژی روشی غیر اقتصادی میباشد.

روش دوم (تغلیظ) :

روش دوم برای ترکیبات گوگردی مس یا مس طبیعی با عیار کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. در ابتدا سنگ های معدنی گوگرد دار در کوره به مات مس که مجموعه ای از سولفوره های مس و آهن میباشد تبدیل میشوند و بعد از آن توسط کنورتر مس خام از آن به دست می آید.

مزایای این روش عبارتند از :

وجود عناصر حرارت زا در مات که کنورتر را از مصرف سوخت بی نیاز میکند.

درجه خلوص مس خام نسبت به روش ذوب مستقیم

بی نیاز بودن از تشویه یا در صورت نیاز یک تشویه جزئی

روش سوم (لیچینگ) :

این روش در مورد سنگ های اکسیدی و به خصوص کربنات ها به کار میرود. سنگ هایی که در این روش استفاده میشوند میتوانند دارای عیار پایین بوده و همچنین میتوان سنگ های گوگردی را نیز مورد تسویه قرار داد و توسط حلال حل نمود و مس آن را با روش های مختلف جدا کرد.

این روش از نظر بهداشت محیط زیست نسبت به روش احیا و تغلیظ دارای مزایای بیشتری میباشد. در هر صورت هیدرومتالوژی و تهیه مس از طریق تشکیل مات دو روش اصلی متالوژی مس میباشند.

↵لیچینگ عبارتست از تجزیه کانی با روش موجود در سنگ معدن یا کنسانتره که معمولا توسط یک حلال انجام می شود. گاهی اوقات عملیات به صورت تجزیه مواد ثانوی موجود در مواد ضایعات، پس ماند و دورریز نیز گسترش می یابد. به طوری که لیچینگ برای کلوخه های سنگ یا مواد معدنی با ارزش که مقدار آن در پس مانده های سنگ معدنی موجود هستند به کار می رود.

لیچینگ دامپ و هیپ

لیچینگ هیپ و دامپ در اصل شبیه به هم میباشند و تفاوت آنها در نوع معادن و مقدار فلز موجود در آنها میباشد.

در لیچینگ هیپ سنگ های معدنی با عیار پایین بوده و ابتدا سنگ ها خرد شده و به سایز های یک سان در می آیند و سپس به صورت یک بستر به ارتفاع 3 متر در می آیند که وزن این بستر ها به چند صد تن میرسند. بستر را بر روی لایه پلیمری غیر قابل نفوذ در مجاورت محلول اسیدی رقیق بر سطح زمین میسازند. در این لایه حفره هایی قرار دارد که محلول خروجی را به سمت یک کانال هدایت میکنند. اسیدپاشی هم از بالای بستر انجام میشود. این نوع از لیچینگ برای معادن زیر زمینی انجام میشود و سنگ معدن را بعد از استخراج به سطح زمین آورده و بستر نیز در سطح زمین ایجاد میشود.

↵در لیچینگ دامپ مقیاس بسیار بزرگ تر است و معمولا در معادن روباز انجام میشود. سنگ ها بعد از خرد شدن به صورت بستری آماده میشوند. در این روش دانه بندی وجود نداشته و سنگ ها در اندازه های مختلف وجود دارند. از لحاظ زمانی نیز لیچینگ دامپ مدت زمان بسیار بیشتری به طول می انجامد و گاهی تا چند سال زمان میبرد در صورتی که لیچینگ هیپ مدت زمان کمتری نیاز دارد.

دسته بندی فرایند لیچینگ

این فرایند به دو دسته اکسیدی و غیر اکسیدی تقسیم میشود.

• فرایند لیچینگ اکسیدی

در فرایند لیچینگ اکسیدی باید دو محلول فروشوینده باز، یک عامل اکسید کننده موجود باشد تا بتواند ترکیبات سولفیدی مس را در اثر اکسید کردن به صورت تر کیبات سولفاتی در آورد تا بتواند با اسید واکنش دهد.

• فرایند لیچینگ غیر اکسیدی

در فرایند غیر اکسیدی تر کیبات مس کر بنات دار همچون مالاکیت و آزوریت یون مس یا یون سولفات موجود در اسید سولفوریک رقیق واکنش میدهد و سولفات مس به وجود می آید.

روش های مختلف لیچینگ

• لیچینگ همزنی
• لیچینگ حوضچه ای
• لیچینگ دامپ و هیپ
• لیچینگ درجا

↵انتخاب روش لیچنگ بستگی به نوع و عیار سنگ معدن ، شرایط معدن از نظر توپوگرافی و مسایل اقتصادی دارد.

مثلاً کانی های سولفیدی به علت کند بودن سرعت حل شدنشان عموما مناسب برای عملیات لیچینگ درجا، دامپ و هیپ می باشند

ولی کانی های مس با همه روش های ذکر شده قابل بازیابی هستند.

هزینه اجرایی و سرمایه ای لیچینگ درجا، دامپ و هیپ تقریبا کم بوده بنابراین برای سنگ های معدنی با عیار پایین مناسب می باشند

اما لیچینگ همزنی و حوضچه ای هزینه بالاتری در بر دارند در نتیجه برای سنگ های معدنی با عیار بالا و کنسانتره مناسب می باشند

بررسی انواع روش های لیچینگ :

لیچینگ همزنی

روش همزنی بیشترین بازدهی در کمترین زمان و همچنین بیشترین سرمایه گذاری را در بین روش های مختلف لیچینگ دارد.

ابعاد خوراک در روش همزنی محصول آسیا میباشد و عموما لیچینگ کنسانتره سنگ معدن های اکسیدی استفاده میشود. همزدن پالپ در این روش به دو صورت مکانیکی و هوایی صورت میپذیرد.

اما در این روش معمولا بالا است و فشار پایین اتمسفر یا فشار بالای اتمسفر نیزمیتواند باشد و چگالی پالپ تا ۷۵% میرسد.

بازیابی در این روش تا 98 درصد برای سنگ های اکسیده و مصرف اسید به علت ریز بودن مواد اولیه زیاد میباشد و همچنین ناخالصی ها در محلول باردار نسبت به سایر روش ها بیشتر است زیرا عمل انحلال تمام مواد که قابل حل میباشند به آسانی صورت میگیرد.

لیچینگ حوضچه ای

این روش یکی از روش های قدیمی لیچینگ میباشد و آمونیاکی کنسانتره های اکسیدی حاصل ازروش ثقلی و لیچینگ آمونیاکی سنگ معدن های مس آزاد بکار برده می شود. این روش معمو لاً برای سنگ ها ی اکسیدی مس با عیار بالا(1 تا 2 درصد مس) به کار برده می شود. ابعاد مواد معدنی مناسب برای این روش ۴/۳ تا ۸/۴ اینچ می باشد. در این روش از مخزن هایی با عمق ۲۰ فوت و ابعاد ۶۰ فوت که دارای یک کف سوراخ است استفاده می شود. مواد به داخل حوضچه ریخته می شود و با توجه به حجم مخزن که  ۱۲۰۰۰ تن جامد است، زمان یک سیکل کامل در این روش ۱۰۰ تا ۲۰۰ ساعت متغیر است و بازیابی در این روش تا ۹۶% می رسد این روش یک سری مزایا دارد از جمله آنها میتوان به بازیابی بالا، تولید محصول باردار (PLS) با عیار بالا، حذف فیلتر و تیکنراشاره کرد.

لیچینگ درجا

این روش برای سنگ هایی که عیار پایین دارند و استخراج و حمل و نقل آنها صرفه اقتصادی ندارد و همچنین معادن قدیمی که بخش های پر عیار آنها استخراج شده و مابقی آن (بخش های کم عیار) رها شده است به کار گرفته میشود. کانی هایی که با این رود استخراج میشود :

↵1- کانی های فلز مانند مس، اورانیوم و نمک های قابل حل شدن در آن و شرایط مورد نیاز برای استفاده از این روش :

1-1 کانسنگ باید مابین دو لایه نفوذ ناپذیر باشد.

1-2 کانسنگ یا توده معدنی باید نفوذ ناپذیر باشد که برای نفوذپذیر کردن سنگ معدن از آتشباری و حفاری استفاده شود. در این روش با توجه به موقعیت کانسنگ روش های متفاوتی برای عامل انحلال به ماده معدنی وجود دارد :

الف) روش پاشش

اگر کانسنگ در سطح زمین یا نزدیک به سطح زمین و قابل دسترس باشد از این روش استفاده میشود.

ب) روش تزریقی

دراین روش کانسنگ عموما دراعماق زمین قراردارد. نکته ای که دراین روش باید به آن توجه نمود این است که اگر کانسنگ ما که درعمق قرارگرفته سولفیدی باشد باید برای انحلال این کانی همراه با حلال، اکسیژن نیز به داخل زمین تزریق کنیم. و مورد دیگراینکه ph محلول نباید از۲ بیشترباشد زیرا درغیراین صورت ترکیبات آهن دار تشکیل شده و رسوب می کنند که این کارنفوذ پذیری توده معدنی را کم می کند. با حفرتعدادی گمانه در داخل توده معدنی و سپس تزریق حلال عمل استخراج را انجام می دهیم و برای تخلیه محلول باردار (pls) ازیک تونل که شیب کمی هم به طرف بیرون دارد استفاده می کنیم و پس از آن محلول به داخل حوضچه وارد می شود. اگرعیار آن پایین باشد دوباره برای تزریق به طرف توده هدایت شده و درغیر این صورت وارد خط پرعیاربرای جداسازی خواهد شد.

↵از دیگر کاربرد های لیچینگ درجا استفاده از این روش برای معادن قدیمی میباشد که قسمت های پر عیار آنها استخراج شده و قسمت های با عیار پایین در محل رها شده اند. در این روش تونل و یا چاه های قدیمی را از محلول اسید پر میکنند و بعد از سپری شدن مدت زمان طولانی که عمل انحلال صورت گرفته محلول باردار را توسط پمپ با نیروی ثقل تخلیه مینمایند.

↵اما در صورتی که شرایط توپوگرافی منطقه به گونه ای باشد که کانسار در عمق قرار گرفته باشد برای تزریق حلال از چندین چاه استفاده میشود که به آنها چاه تزریق میگویند و بسته به شرایط یک یا چند چاه برای جمع آوری محلول باردار و پمپ کردن آن به بیرون حفر میشود.↵ منابع : وبسایت ماهان مس - وبسایت متال آنلاین - گوگل

This article "روش های استخراج و فرآوری مس" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:روش های استخراج و فرآوری مس. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.

---

 Facebook Page

 Follow us on Twitter !

Read or create/edit this page in another language

• روش های استخراج و فرآوری مس in English