بخشی از مقاله
چکیده
بدلیل وجود مشکلات قابل ملاحظه در فرآوری کنسانتره های سولفیدی حاوی کالکوپیریت بروش پیرومتالورژی از جمله آلودگی محیط زیست، تمایل به استفاده از روش هیدرومتالورژی برای این نوع منابع به شدت در حال افزایش است. یکی از مشکلات موجود در لیچینگ کالکوپیریت در محیط سولفاتی ،غیر فعال شدن سطح کالکوپیریت است که مانع انحلال کامل آن میشود برای غلبه بر این مشکل تحقیقات مختلفی صورت گرفته است.
در این تحقیق تاثیر خردایش بر لیچینگ کنسانتره کالکوپیریت، به روش آلبیون بررسی شده است. عملیات خردایش - فعال سازی - قبل از لیچینگ بوسیله آسیای ماهواره ای در ابعاد مختلف انجام گرفته و تاثیر خردایش بر روی بازیابی مس بررسی شده است. بالاترین بازیابی مس در روش آلبیون در اندازه ذرات با 80، 5 میکرون %59 بدست آمد در حالی که بازیابی انحلال مس از کنسانتره کالکوپیریت نوار 20 مجتمع مس سرچشمه، بدون خردایش و با 80، 45 میکرون حدودا به زیر %10 می رسد. نتایج بر افزایش بازیابی با افزایش زمان خردایش و کاهش ابعاد ذرات در روش آلبیون دلالت دارد.
مقدمه
کالکوپیریت به عنوان بزرگترین منبع تولید کن سانتره مس در سرا سر جهان به ح ساب می آید که روش اصلی استحصال مس از این کنسانتره استفاده از روشهای پیرومتالورژی می باشد.[1] حدود 20 درصد ذخایر مس دنیا بصورت کانی های اکسیدی - کربناتها، سیلیکاتها، هیدروکسیدها، اکسیدها و غیره - یا بصورت سولفیدهای سوپرژن غنی شده - کالکوسیت، کوولیت و غیره - و 80 درصد بقیه بصورت سولفیدهای اولیه - کالکوپیریت، بورنیت، کوبانتیت، انارژیت و غیره - می باشد
استخراج مس بروش هیدرومتالورژی برخلاف پیرومتالورژی یک روش جدید می باشد. بخاطر کاهش ذخایر پرعیار مس و همچنین آلودگی محیط زیست در اثر انتشار گاز دی اکسید گوگرد - SO2 - و در نهایت افزایش انرژی مصرفی در استخراج مس به روش پیرومتالورژی، تولید مس به روش هیدرومتالورژی در سال های اخیر افزایش چشمگیری داشته است.
در مقابل، اغلب مواد معدنی سولفیدی به روشهای هیدرومتالورژی مقاومت نشان می دهند که ناشی از پایداری شیمیایی بالا آنها در سیستم های آبی است. لیچینگ در فرآیندهای هیدرومتالورژی به عنوان یک گام کلیدی مطرح شده است و همچنین لیچینگ مس به طور گسترده ای مورد مطالعه محققین و پژوهشگران مختلف قرار گرفته است[1]اساساً. ترجیح داده میشود که لیچینگ کالکوپیریت درمحیط سولفاتی انجام شود؛ چرا که شیمی انحلال کالکوپیریت در محیط سولفاتینسبتاً ساده است و می توان با استفاده از روشهای شناخته شده استخراج حلال، استحصال الکتریکی و الکترووینینگ به محصول نهایی ، مس کاتدی رسید.
اما لیچینگ کالکوپیریت در محیط سولفیدی نسبت به دیگر کانیهای سولفیدی مس مانندکالکوسیت، بورنیت، وکولیت دشوارتر است؛ چرا که درحین لیچینگ، یک لایه غیر فعال متخلخل روی سطح کالکوپیریت تشکیل میشود که مانع انحلال کامل آن میگردد و به جرأت می توان این مشکل را مانع اصلی استحصال هیدرومتالورژیکی مس از ذخایر کالکوپیریتی دانست.
یکی از روشهای جلوگیری از تشکیل لایه روئین بر سطح کالکوپیریت خردایش پر انرژی - فعال سازی مکانیکی - قبل از لیچینگ بروی نمونه کنسانتره می باشد. به نظر میرسد فعال سازی مکانیکی یک فرآیند آماده سازی مطلوب قبل از انحلال می باشد که افزایش قابل توجه فلز مورد استحصال را به دنبال دارد.
این افزایش ممکن است ناشی از ترکیبی از نقص ساختاری و مکانیکی و واکنشهای شیمیایی که در رابطه با ماده معدنی و شرایط محیطی است اتفاق بیافتد نرخ لیچینگ ممکن است حساس یا غیرحساس نسبت به تغییرات ساختار باشد تفاوت در واکنش پذیری ترکیبات معدنی کانسنگ و قدرت ومیزان حلالیت آنها در لیچینگ انتخابی فلزات از مواد معدنی است.
فرآیند آلبیون ترکیبی از خردایش بسیاز ریز - پر انرژی - و لیچینگ اکسیداتیو در فشار اتمسفریک است. خوراک این فرایند از کنسانتره فلزات پایه و یا گرانبها تامین می شود، و این فرایند برای اکسیداسیون کانه های سولفیدی از کنسانتره،که هدف آن آزادسازی فلزات و افزایش بازیابی برای اهداف مرسوم، می باشد.
اولین مرحله از فرآیند آلبیون خردایش بسیار ریز کنسانتره است. بیشتر کانه های سولفیدی نمیتوانند که در شرایط فشار اتمسفر نرمال لیچ شوند. نتیجه فرایند خردایش بسیار ریز - پر انرژی - ،درجه بالایی از کشش را در داخل شبکه مواد سولفیدی ایجاد می کند که با توجه به آن نرخ لیچینگ افزایش می یابد،که ناشی از افزایش سطح مواد معدنی است.خردایش بسیار ریز همچنین ازتشکیل لایه پسیو - غیر فعال - از محصولات لیچنگ مواد معدنی، در واکنش لیچینگ جلوگیری میکند.
لایه پسیو - غیر فعال - زمانی که محصولات لیچینگ منجر به تولید اکسیدهای همچون آهن و گوگرد عنصری می شوند رخ میدهد که روی سطح مواد معدنی در محلول رسوب میکند. این لایه پسیو از دسترسی مواد شیمیایی بر روی سطح مواد معدنی جلوگیری میکند که انجام خردایش پر انرژی قبل از لیچینگ بر طبق تئوری مدل هسته کاهش یافته، از بین رفتن و یا کاهش لایه پسیو بر روی سطح ماده معدنی را به خوبی توصیف میکند
مواد و روش تحقیق
در این پژوهش، از کنسانتره سولفیدی نوار 20 مجتمع مس سرچشمه،کلرید سدیم با خلوص %98 و اسید سولفوریک با خلوص %96 استفاده شده است و هم چنین نمونه ها به وسیله آسیا ماهوارهای در زمان های مختلف قبل از عملیات لیچینگ تحت خردایش قرار گرفته اند. آنالیز شیمیایی - عنصری و فازی - کنسانتره مورد مصرف در جدول 1و نمودار1، ارائه شده است
