بخشی از مقاله
تولید باریت مناسب برای گل حفاری به روش فلوتاسیون و لیچینگ
چکیده:
مصرف فزآینده مواد معدنی، کاهش عیار کانسنگها و افزایش باطلههای انباشته شده در کارخانه های قدیمی ،تکنولوﮊی فرآوری مجدد مواد معدنی را بیش ازپیش مورد توجه محققین قرار داده است .این تکنولوﮊی برای کشورهایی با منابع غنی معدنی از جمله کشور ما ایران که ٣% (١٩٠هزار تن ) از تولید جهان(٢٥,٦ ملیون تن) را به خود ختصاص داده نیازی استراتژیک و ضروری محسوب میشود. میزان ارزش افزوده مواد فراوری شده و ضرفیت تولید اهمیت این تکنولوﮊی را در اقتصاد کشور نشان میدهد. باریت مهمترین اجزﺀ تشکیل دهنده گل حفاری می باشد و حدود ٩٠% از باریت استخراج شده جهان در اکتشافات نفت خام مصرف می شود وبقیه در صنایعی چون رنگ ،جلا ،پلاستیک ،لاستیک ، شیشه سازی و همچنین دردیواره رآکتورهای اتمی مورد استفاده قرار میگیرد .با توجه بازدهی پایین جداکننده های ثقلی چون جیگ که بیشترین کاربرد را در جدایش باریت دارند نیازبه فراوری مجدد باطلههای انباشته محسوس می باشد. در آزمایشات مقدماتی در مقیاس آزمایشگاهی و پایلت با pH پالپ ١٠ ، درصد وزنی جامد پالپ ٢٠% ، افزودنیهای موثر از جمله کلرید باریم ،سیلیکات سدیم، اسید تانیک ، کربنات سدیم و کلکتورهای ٨٢٥+Aero٨٤٥Aero باریت شناور شد و مشخص گردید انجام عملیات نرمهگیری زیر ٢٥ میکرون برای افزایش راندمان بسیار مو ثر است . حذف کانی های مزاحم و باطله توسط یک مرحله لیچینگ باعث افزایش راندمان عملیات میشود .
کلمات کلیدی : گل حفاری ـ فلوتاسیون ـ لیچینگ ـ باریت
مقدمه :
باریت (٤(BaSO ، مهمترین کانی باریم است. این کانی عمدتاﹰ در چین، ایالات متحده آمریکا، هند و شوروی (سابق) استخراج میشود. استخراج جهانی این ماده ارتباط تنگاتنگی با اکتشاف گاز طبیعی و نفت خام داشته و مقدار آن در سالی متوالی متفاوت است. در سالهایی که قیمت نفت خام کاهش مییابد میزان تولید وقیمت باریت نیز افت پیدا میکند(شکل١).
تولید باریت جهان در سال ١٩٨١ به بیشترین میزان (٥,٨ ملیون تن) رسید و در سال ٢٠٠٢ این میزان به ٢٥/٦ ملیون تن رسید(شکل٢). ذخایر مشخص جهانی حدود ٤٥٠ ملیون تن میباشد .بخش کوچکی از باریت (حدود٥‐٣%) در صنایعی از جمله صنایع رنگ، جلا (روغن جلا)، پلاستیک و لاستیک و در تولید شیشه به کار برده میشود. حدود ٩٠% از باریت تولیدی در اکتشاف نفت خام و گاز طبیعی به صورت تعلیق در گل حفاری مورد استفاده قرار میگیرد.
هر چند کاربرد محدود فلوتاسیون به قرن نوزدهم نسبت داده میشود و لیکن کاربرد صنعتی آن در سطح گسترده در دهه دوم قرن بیستم آغاز گردیده است.از اوایل قرن بیستم فلوتاسیون بعنوان یک روش برتر در جداسازی کانیها حرکت خویش را شروع نمود و امروزه سایر روشهای موجود در فرآوری مواد معدنی را تحت الشعاع خود قرار داده است. علل متعددی بر این امر مربوط میباشد از جمله کاهش منابع معدنی با عیارهای بالا و مینرالوﮊی ساده سبب روی آوردن صنعت فرآوری به منابعی با عیارکم و پیچیدگی های شدید مینرالوﮊیکی گردیده است. فلوتاسیون در این میان قادر به فرآوری اینگونه مواد نیز می باشد . از جمله علل دیگر وسعت محدوده دانهبندی ذراتی است که در فلوتاسیون قابل فرآیند می باشد.
خواص مورد نیاز باریت گل حفاری بر اساس استاندارد : API
باریت حفاری در حد تجاری از سنگ معدن سولفات باریم تولید می شود . سنگ معدن باریت ممکن است کانی های فرعی علاوه بر کانی های باریت نیز داشته باشد . به دلیل وجود این کانی ها ، رنگ سنگ معدن آن ممکن است از سفید شیری به خاکستری یا قرمز ، تغییر رنگ دهد. خصوصیات استاندارد باریت طبق استاندارد API سال ٢٠٠٣ در جدول١ آمده است.
ترکیب دانه بندی نمونه :
نتیجه حاصل از چند مرتبه تجزیه سرندی باطله جیگ مطابق جدول (١)و نمودار(١) می باشد . مطابق جدول٢ ، ٨٠d بار اولیه ١/٥ میلیمتر می باشد .
ترکیب شیمیایی نمونه :
ترکیب باریت آزمایش شده مطابق جدول (٣) است و با توجه به اینکه بار ورودی (معدن دره) به جیگ ها به کنـسانتره باعیـار ٨٥‐٧٥ درصد تبدیل می شود. ترکیب شیمیایی باطله نیزمطابق جدول (٤) خواهد بود. امـا بـا توجـه بـه کـاهش مـداوم عیـار خوراک ورودی ماشین جیگ وزن مخصوص باطله ماشین جیگ به ٣٠/٣ و عیار آن به ٢٥% کاهش یافته است]١.[
تحقیقات و مطالعات انجام شده در داخل و خارج کشور درمورد فلوتاسیون باریت:
باریت معمولاﹰ به همراه فلورین، کوارتز ،گالن ،اسفالریت ،پیریت ،کلسیت و بسیاری از کانیهای دیگر یافت میشود. مصرف اصلی باریت در گل حفاری است در چنین شرایطی حفظ حد استاندارد کانیهای همراه(به خصوص سرب) و جرم مخصوص بالا از پارامترهای اساسی این کانی است.چنانچه ذخایر از نظر بافت ریزدانه باشند و یا بخواهند باطله های حاصل از روشهای ثقلی (میزوجیگ) را مجدداﹰ بازیابی کنند، بهترین روش فلوتاسیون است.
تحقیقات و مطالعات داخل کشور:
فلوتاسیون باریت در شرایط زیر انجام میشود :
‐ خردایش تا حد لازم(معمولاﹰ تا زیر ٣٠٠ مش) وابسته به درجه آزادی باریت
‐ حذف ذرات درشت توسط هیدروسیکلون
‐ افزودن کربنات سدیم به عنوان کنترل pH بین (٩‐٨)
‐ افزودن کبراکو به عنوان بازداشت کلسیت و کانیهای مشابه
‐ افزودن سولفوناتهای نفتی به عنوان کلکتور در فلوتاسیون باریت
‐ حرارت دادن کنسانتره در دمای ٢٦٠‐ ٢٠٠ درجه به منظور تغییر شکل دادن کلکتور در سطح باریت(زیرا به هنگام حفاری کف پایدار تولید میشود) به منظور جلوگیری از ایجاد کف درهنگام حفاری.
چنانچه باریت با کانیهای سولفیدی همراه باشد ، از کلکتورهایی مانند لورات سدیم، سولفوناتهای اسیدهای چـرب واسـیدهای چرب در محیط قلیایی استفاده میشود . با اسیدی کردن پالپ، باریت به سادگی بازداشت میشود( به کمک اسید سولفوریک) و چنانچه کوارتز به عنوان گانگ باشد به کمک سیلیکات سدیم میتوان آنرا بازداشت کرد.
مطالعه سینتیک فلوتاسیون سنگ باطله معدن درین کاشان:]٣[
در این منبع برای خوراک ٣٠٠ تن در روز ، ٤ عدد سلول با حجم ٣٤/٠ متر مکعبی در نظر گرفته شده است . شرایط در جدول٥ بیان شده است .
