لیچینگ مس

اولین شستشو و رسوب مس در مقیاس بزرگ احتمالاً در ریوتینتو در اسپانیا در حدود سال 1752 انجام شد. روش به کار گرفته شده شامل شسته شدن آب در هوای آزاد توده های هوازده سنگ مسی و به دنبال آن رسوب مس توسط آهن بود. شرحی از شستشو و بارش مس در ریوتینتو در قرن بیستم توسط تیلور و ویلان ارائه شده است. این روش اساساً همان روشی است که در حال حاضر توسط اکثر شرکت‌های لیچینگ مس در غرب ایالات متحده انجام می‌شود، تقریباً 12 درصد از کل تولید مس در ایالات غربی در سال 1965 از رسوب مس از مشروبات الکلی به دست آمد. آهن قراضه فلزی تقریباً تمام مس سیمان تولید شده به کارخانه های ذوب حمل می شد و به عنوان خوراک در کوره های طنین دار استفاده می شد.

هدف از این گزارش توصیف و بحث در مورد روش های مختلف شستشو و بازیابی است که در حال حاضر در تولید مس از سنگ معدنی با عیار پایین در ایالات غربی به کار می رود. داده های گنجانده شده در این گزارش از جستجوی ادبیات و از بازدید از بسیاری از عملیات شستشوی بزرگتر در غرب به دست آمده است. موضوعات مورد بحث شامل انواع فیزیکی و کانی شناسی مواد شسته شده، ماهیت فیزیکی زباله ها و کپه ها، محل قرارگیری زباله ها، روش های معرفی محلول های لیچ، ماهیت محلول های شستشو و مایعات مسی و روش های بازیابی است. مس از محلول

کانی شناسی مواد اولیه

مس در غرب ایالات متحده از اجسام سنگ معدنی با عیار پایین که عمدتاً در سنگ‌های میزبان آذرین یافت می‌شود، عمدتاً کوارتز مونزونیت، پورفیری کوارتز، پورفیری مونزونیت، پورفیری گرانیت و دیوریت کوارتز تولید می‌شود. نهشته های کمتر مهم در پورفیری داسیت، جریان های ریولیتی، کنگلومرا، دیاباز، سنگ آهک، ماسه سنگ و شیست یافت می شوند. بیشتر کانسارهای روباز رخساره هایی با ترکیبات و دگرسانی های مختلف معدنی را در بر می گیرند.

کانی‌های اصلی سولفید مس در سنگ‌های میزبان کالکوپیریت و کالکوسیت هستند. مقادیر جزئی بورنیت، کوولیت و انارژیت وجود دارد. کانی های اصلی اکسید مس عبارتند از آزوریت، کریزوکولا و مالاکیت. مقادیر مختلفی از کوپریت، مس بومی و تنوریت نیز وجود دارد.

واکنش های شیمیایی

سنگ معدن مس اکسید شده، سنگ معدن اکسید-سولفید مخلوط، و آن سنگ معدن سولفیدی با عیار بسیار کم برای تغلیظ بوسیله شناورسازی کف، با روش‌های مختلف شستشوی مس . مواد معدنی اصلی اکسید مس حل شده توسط لیچینگ عبارتند از آزوریت، کریزوکولا و مالاکیت، اگرچه مقادیر متفاوتی از کوپریت، تنوریت و مس بومی نیز در برخی از سنگ‌ها وجود دارد و به طور همزمان حل می‌شوند. کانی های سولفید مس رایج در بسیاری از سنگ معدن های سولفیدی و حل شده در هنگام شستشو عبارتند از: کالکوسیت، کالکوپیریت و کوولیت. پیریت یک ماده معدنی مهم است که در بسیاری از سنگ‌های سولفیدی یافت می‌شود و در حین شستشو اکسید می‌شود و سولفات آهن و اسید سولفوریک را تشکیل می‌دهد.

واکنش‌هایی که توسط آن کانی‌های خاص مس در لیچینگ حل می‌شوند، چه با اسید سولفوریک یا اسید سولفوریک به اضافه آهن فریک توسط Van Arsdale ارائه شده است:

آزوریت

Cu3(OH)2·(CO3)2 + 3H2SO4 ↔ 3CuSO4 + 2CO2 + 4H2O

مالاکیت

Cu2(OH)2·CO3 + 2H2SO4 ↔ 2CuSO4 + CO2 + 3H2O

کریزوکولا

CuSiO3·2H2O + H2SO4 ↔ CuSO4 + SiO2 + 3H2O

کوپریت

Cu2O + H2SO4 ↔ CuSO4 + Cu + H2O

Cu2O + H2SO4 + Fe2(SO4)3 ↔ 2CuSO4 + H2O + 2FeSO4

مس بومی

Cu + Fe2(SO4)3 ↔ CuSO4 + 2FeSO4

تنوریت

CuO + H2SO4 ↔ CuSO4 + H2O

3CuO + Fe2(SO4)3 + 3H2O ↔ 3CuSO4 + 2Fe(OH)3

4CuO + 4FeSO4 + 6H2O + O2 ↔ 4CuSO4 + 4Fe(OH)3

کالکوسیت

Cu2S + Fe2(SO4)3 ↔ CuS + CuSO4 + 2FeSO4

Cu2S + 2Fe2(SO4)3 ↔ 2CuSO4 + 4FeSO4 + S

کوولایت

CuS + Fe2(SO4)3 ↔ CuSO4 + 2FeSO4 + S

کالکوپیریت به آرامی در محلول های اسید فریک حل می شود و همچنین طبق واکنش های زیر اکسید می شود:

CuFeS2 + 2O2 ↔ CuS + FeSO4;

CuS + 2O2 ↔ CuSO4.

پیریت، یک ماده معدنی رایج که در بسیاری از ذخایر سنگ معدن یافت می شود، طبق واکنش زیر اکسید می شود:

2FeS2 + 2H2O + 7O2 ↔ 2FeSO4 + 2H2SO4.

موارد قبلی تنها تعداد کمی از واکنش‌های شیمیایی متعدد و پیچیده‌ای هستند که در محل‌های تخلیه آبشویی انجام می‌شوند.

مطالعات مربوط به شستشوی مواد معدنی مختلف مس انجام شده است. حق اختراع مربوط به بازیابی مس و سایر فلزات از سنگ معدن به وسیله روش های شیمیایی صادر شده است. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که چندین کانی سولفید مس تا حدی در محلول های اسید سولفوریک حاوی سولفات آهن و بسیاری از کانی های اکسید مس در محلول های آمونیاکی محلول هستند. این اطلاعات به عنوان پایه ای برای فناوری لیچینگ فعلی عمل کرده است.

سایر کانی‌های فلزی و بسیاری از محصولات دگرسانی سنگ‌های میزبان مرتبط با کانی‌های مس یافت می‌شوند. گانگ غیر کربناته معمولاً تحت تأثیر محلول‌های شستشو قرار نمی‌گیرد اما فلزات غیر از مس. به عنوان مثال، آلومینیوم، اورانیوم و روی در مشروبات الکلی باردار ناشی از شستشو یافت می شود. وجود آنها نتیجه انحلال جزئی یا کامل سایر کانی های فلزی و محصولات دگرسانی است. مطالعه حاضر عمدتاً به شستشو و بازیابی مس می پردازد. با این حال، وجود این عناصر فلزی اضافی در مشروبات الکلی باردار نشان می دهد که مقادیر قابل توجهی از این فلزات نیز ممکن است بازیافت شوند.

روش های لیچینگ

روش‌های اصلی شستشو که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از: تخلیه، کپه، در محل و vat. این روش‌ها به هم مرتبط هستند و بسیاری از مواردی که برای شستشوی مؤثر با یک روش ضروری تلقی می‌شوند، برای روش‌های دیگر نیز قابل اجرا هستند.

انتخاب روش لیچینگ بستگی به خصوصیات شیمیایی و فیزیکی ماده خاصی دارد که باید تصفیه شود. عیار سنگ معدن، حلالیت مواد معدنی مس، مقدار مواد گانگی مرتبط با اسید مصرفی، اندازه عملیات و نحوه وقوع کانی های مس دار از عوامل مهمی هستند که باید در نظر گرفته شوند.

شستشوی دامپ برای استخراج مس از مواد زائد تولید شده در حین استخراج معادن روباز در مقیاس بزرگ از ذخایر سنگ مس استفاده می شود. تقریباً تمام کانی‌های اکسید و سولفید مس موجود در چنین ذخایری با این روش قابل شستشو هستند، زیرا چرخه شستشو بر حسب سال اندازه‌گیری می‌شود.

لیچینگ هیپ عمدتاً برای استخراج مس از سنگ معدن مس اکسیده شده متخلخل خرد نشده که روی پدهای زهکشی آماده انباشته شده است استفاده می شود. کانی‌های اکسید مس موجود در مواد معدنی به آسانی در محلول‌های اسید سولفوریک محلول هستند و چرخه شستشو برای این روش بر حسب ماه اندازه‌گیری می‌شود.

شستشوی درون محل شامل شسته شدن سنگ معدن شکسته در زمین در صورت وقوع است. شستشوی داخلی فعلی از انحلال مواد معدنی مس موجود در معادن زیرزمینی استفاده می‌کند که قبلاً از روش‌های استخراج بلوک غارنوردی استفاده می‌کردند. مواد معدنی مس قابل شسته شدن با آبشویی درون محل مانند آنهایی هستند که با شستشوی دامی قابل شستشو هستند، زیرا چرخه لیچینگ بر حسب سال اندازه گیری می شود.

شست و شوی Vat اصولاً از انحلال مواد معدنی اکسید مس توسط اسید سولفوریک از مواد معدنی خرد شده و غیر متخلخل که در مخازن محصور قرار گرفته اند، استفاده می کند. این روش زمانی استفاده می شود که استخراج سریع مس مورد نظر باشد، زیرا چرخه شستشو بر حسب روز اندازه گیری می شود.

توضیحات و تصاویر کوتاهی از عملیات شسته شدن زباله، کپه، درجا و آبشویی vat در بخش‌های زیر آورده شده است.

تخلیه لیچینگ

شسته شدن تخلیه برای مواد کم عیار و ضایعاتی که از عملیات روباز حذف شده اند استفاده می شود. مواد معدنی روان حاوی مس در مقادیر کمتر از عیار برش (معمولاً 0.4 درصد مس) که برای بازیابی سودآور با روش‌های معمول استخراج و تغلیظ ضروری تشخیص داده می‌شود، با این روش شسته می‌شوند. توضیحاتی در مورد تکنولوژی تخلیه زباله توسط مالوف و پراتر ارائه شده است. شکل 1 یک فلو شیت تعمیم یافته برای شستشوی زباله و بارش آهن را نشان می دهد.

استقرار کمپرسی ها

آماده سازی زمین

بیشتر دفن‌های شسته‌شوی بر روی توپوگرافی موجود رسوب می‌کنند. مکان های دپوها برای اطمینان از سطوح غیر قابل نفوذ و استفاده از شیب طبیعی برآمدگی ها و دره ها برای بازیابی و جمع آوری مشروبات الکلی انتخاب می شوند (شکل 2). نمونه هایی از این روش استقرار زباله در چندین عملیات شستشو در آریزونا، نوادا، نیومکزیکو و یوتا یافت می شود (شکل های 3، 4، 7).

در موارد متعددی، دپوهای شیرابه در مناطقی که به طور ویژه آماده شده اند، ته نشین شده اند. آماده سازی زمین برای استقرار زباله با مثال های خاص زیر نشان داده شده است.

سطح اولیه در منطقه زباله شرکت Anaconda، Butte، Mont، از 5 تا 80 فوت آبرفت تشکیل شده است که بر روی کوارتز مونزونیت رسوب کرده است. از آنجایی که از دست دادن محلول از طریق مواد آبرفتی قابل توجه بود، یک پد غیر قابل نفوذ (شکل 6) برای جلوگیری از هدررفت محلول در مراحل زیر ساخته شد: (1) پوشش گیاهی توسط بولدوزر حذف شد. (2) سطح خراشیده شده درجه بندی شد و سپس با استفاده از غلتک های پای گوسفند و ارتعاشی فشرده شد. (3) یک لایه 4 اینچی از سرباره منهای 1-½ اینچی بر روی سطح قرار داده شد و با یک غلتک ارتعاشی فشرده شد. (4) یک پوشش از آغازگر آسفالت در بالای سرباره قرار داده شد. (5) یک لایه فشرده 3-¼ اینچی از آسفالت (بالک سیاه) در بالای سطح پرایم شده سرباره قرار داده شد. (6) سپس یک لایه 1/8 اینچی از درزگیر آسفالتی روی آن دمیده شد

سطح تاپ سیاه؛ (7) حداقل ضخامت 12 اینچ از مواد گودال ریز بر روی تشک آسفالت قرار داده شد تا سطح را از گسیختگی توسط کامیون های سنگین محافظت کند. و (8) ضخامت 5 تا 6 فوت از مواد درشت گودال بر روی مواد ریز قرار داده شد تا محافظت در برابر آسیب لنت توسط تخته سنگ های آبشاری در شیب کمپرسی مرتفع را فراهم کند. بازیابی محلول های لیچینگ از زباله های ساخته شده روی این پد غیرقابل نفوذ بسیار زیاد بوده است.

پس از تسطیح بستر دریاچه توسط بولدوزر و متراکم شدن توسط غلتک های شپش فوت، محل های تخلیه آب در ارتفاعات هرز، شمال، عملیات شرکت آناکوندا بر روی یک بستر خشک قرار داده شد.

روش استقرار دامپ

مواد لیه در بیشتر عملیات ها از معادن روباز به سمت زباله ها با کامیون یا قطار حمل می شود. از بولدوزرها برای تسطیح سطوح و لبه های زباله ها استفاده می شود. زباله‌های بزرگ معمولاً در بالابرهای 50 تا 100 فوتی (شکل 5) به‌گونه‌ای بالا می‌روند که حمل و نقل را هم از نظر درجه صعود و هم از نظر مسافت حمل‌ونقل به حداقل می‌رسانند و یک زباله متخلخل را تشکیل می‌دهند که برای نفوذ محلول‌های آبشویی مناسب است.

ماهیت فیزیکی زباله ها

اندازه مواد شستشو

اکثر موادی که در حال حاضر در محل‌های تخلیه آب‌شویی قرار می‌گیرند، مواد روان‌شده از معدن هستند که توسط بیل‌های برقی به عنوان بخشی از عملیات استخراج عادی بارگیری شده‌اند. بنابراین مواد شسته شده شامل تخته سنگهایی به قطر چند فوت و وزن بسیار تن است. با این حال، بیشتر مواد کمتر از 2 فوت قطر دارند و شامل اندازه‌های ذرات ریز زیادی هستند. مواد شسته‌شوی که در حال حاضر روی زباله‌ها قرار می‌گیرند عموماً از نظر اندازه کوچک‌تر از آنچه در گذشته در زباله‌دانی قرار می‌گرفتند، هستند. کاهش اندازه عمدتاً نتیجه تکنیک های بهبود یافته انفجار است که تکه تکه شدن بهتر سنگ را فراهم می کند.

هندسه و حجم روگرفت

شکل اکثر زباله های آبشویی به شکل مخروط کوتاه است. این پیکربندی با روش محل تخلیه که در اکثر عملیات استفاده می شود، توسعه یافته است. ماده شسته‌شوی شیبی را تشکیل می‌دهد که زاویه‌ای از سکون دارد که به نوع و اندازه مواد خاص است.

تناژ دفن‌های اصلی لیچ در ایالات غربی تقریباً از 5.5 میلیون تن در پارک معدنی، آریز، عملیات شرکت دووال، تا 4 میلیارد تن در کانیون بینگهام، یوتا، عملیات Kennecott Copper متفاوت است. ارقام کامل در مورد تناژ و هندسه دپوی آبشویی به همراه سایر داده های مربوط به شستشو و بارندگی در جدول 1 آورده شده است.

ته نشینی زباله ها

اکثر زباله‌های لیچ پس از معرفی محلول‌های لیچ ته نشین می‌شوند، زیرا (1) محلول‌های نفوذی تمایل دارند ذرات ریزتر را به فضاهای خالی بین ذرات بزرگ‌تر منتقل کنند و در نتیجه زباله را به طور کلی متراکم کنند، (2) وزن کل زباله افزایش می‌یابد. با وزن محلول ها که باعث فشرده شدن رو به پایین زباله می شود و (3) انحلال و متلاشی شدن مواد معدنی در دامپ باعث ته نشین شدن دامپ می شود.

عملیات لیچینگ

عملیات لیچینگ شامل وارد کردن محلول اسید سولفوریک حاوی مقادیر متفاوتی از آهن و سولفات آهن به سطح یا داخل مخازن به منظور انحلال مواد معدنی مس است. محصول نهایی عملیات لیچینگ، مشروب آبدار حاوی مس به شکل سولفات مس است.

محلول لیچ

اکثر شرکت ها محلول های باطله را از عملیات بارش خود (شکل 8) همراه با آب آرایشی و اسید سولفوریک غلیظ برای استفاده به عنوان محلول شستشو به گردش در می آورند. تجزیه و تحلیل محلول های باطله از عملیات های مختلف در جدول 1 آورده شده است. اسید سولفوریک برای کاهش pH محلول لیچ به طور کلی در محدوده 1.5 تا 3.0 اضافه می شود. دلایل حفظ این pH عبارتند از: (1) داشتن اسید کافی برای انحلال مواد معدنی مس ، (2) برای جلوگیری از تخریب باکتری ها در زباله ها، و (3) به حداقل رساندن هیدرولیز و رسوب آهن و سایر فلزات در خطوط لوله و روی سطوح و یا در داخل زباله ها.

آب اضافه شده به محلول لیچ از منابع متعددی مانند چاه ها، چشمه ها، معادن زیرزمینی یا نهرها می آید. گاهی اوقات از آب رودخانه های آلوده شهرهای مجاور استفاده می شود. با این حال، تصور می‌شود که مواد آلی موجود در آب‌های فاضلاب یک عامل بازدارنده برای فعالیت باکتری‌ها باشد و بنابراین در بسیاری از مدارهای شستشو استفاده نمی‌شود.

اسید سولفوریک مورد استفاده در اکثر عملیات لیچینگ بزرگتر توسط شرکت عامل تولید و عرضه می شود. در عملیات های کوچکتر اسید از تامین کنندگان تجاری تهیه می شود. توسعه کارخانه های اسید سولفوریک تماسی همراه با عرضه ثابت گوگرد با عیار بالا، تولید اسید سولفوریک را ساده کرده است. یک نمونه معمولی از کارخانه اسید سولفوریک تماسی، تأسیسات شرکت مس بغداد، بغداد، آریز (شکل 9)، واقع در مجاورت کارخانه بارش شرکت است. بوگارت شرح کاملی از این کارخانه اسیدی نیمه اتوماتیک کنترل شده ارائه کرده است.

مقدمه روش های حل

محلول های آبشویی با استفاده از اسپری، غرقابی یا لوله های عمودی به داخل زباله ها وارد می شوند. روش انتخاب شده برای یک عملیات معین بر اساس بررسی دقیق و آگاهی از شرایط آب و هوایی، ارتفاع زباله،

مساحت سطح، کانی شناسی، مقیاس عملیات، و اندازه مواد شستشو. شرح مختصری از هر روش، همراه با مثال، در پاراگراف های بعدی ارائه شده است.

سمپاشی.

محلول های لیچ در عملیات های مختلف با روش های مختلف سمپاشی به محل های تخلیه وارد می شوند. مزیت سمپاشی این است که توزیع یکنواخت محلول های شستشو را در سطح محل های تخلیه فراهم می کند. عیب اصلی این روش تلفات تبخیر است که در مناطق خشک ممکن است تا 60 درصد باشد.

رایج ترین روش سمپاشی شامل استفاده از لوله های پلاستیکی سوراخ دار است. Inspiration Consolidated Copper Co.، Inspiration، Ariz (شکل 10) و شرکت Anaconda در Weed Heights، Nev. (شکل 11) از این روش استفاده می کنند. محلول ها از طریق خطوط لوله سیمانی آزبست 8 تا 12 اینچی با پوشش پلاستیکی به سطح زباله ها پمپ می شوند و از خطوط توزیع اصلی در لوله های پلاستیکی سوراخ دار 2 تا 4 اینچی حمل می شوند. فشار ایجاد شده در خطوط لوله باعث می شود که محلول های آبشویی از طریق سوراخ ها به صورت اسپری تخلیه شوند. ارتفاع و فاصله پوشش اسپری ها تابع فشار خط لوله است.

سرهای آبپاش فلزی یا پلاستیکی موجود به صورت تجاری در عملیات Esperanza شرکت Duval Corp.، Sahuarita، Ariz. برای توزیع محلول های آبشویی در یک الگوی دایره ای همپوشانی استفاده می شود (شکل 12). اندازه قطرات آب میزان تبخیر مورد انتظار را تعیین می کند. هر چه قطرات در اسپری بزرگتر باشد میزان تبخیر کمتر می شود.

شرکت مس بغداد نوعی سر آبپاش ساخته شده از لوله جراحی را آزمایش کرده و در حال استفاده از آن است. لوله ها به کاهنده هایی در انتهای لوله های پلاستیکی متصل می شوند که محلول شستشو را از خطوط توزیع اصلی به سطح زباله می برند. لوله بسیار انعطاف پذیر است و به شدت به جریان محلول واکنش نشان می دهد. یک طول اسمی (حدود 18 اینچ) برای ایجاد یک حرکت نوسانی تصادفی به لوله استفاده می شود که به موجب آن یک الگوی دایره ای از پوشش اسپری ایجاد می شود (شکل 13).

روش‌های سمپاشی همچنین برای توزیع محلول‌های آبشویی در قسمت‌های شیب‌دار زباله‌هایی که با روش‌های غرقابی شسته می‌شوند، استفاده می‌شود. طول لوله های پلاستیکی با قطر کوچک در ناحیه شیب از بالا تا پایه زباله ها قرار می گیرد. پوشش مناسب ناحیه شیب بسیار دشوار است زیرا محلول ها تمایل دارند کانال هایی را در پایین شیب تشکیل دهند و به سرعت از شیب ها بدون نفوذ به سطح جاری می شوند. بنابراین، تناژهای زیادی از مواد در ناحیه شیب توسط محلول‌های شسته‌شوی تماس نمی‌گیرند.

سیل.

محلول‌های لیچ توسط سیل یا حوض با ایجاد شیارها، گودال‌ها، حوض‌ها یا کانال‌هایی بر روی سطوح زباله‌ها توسط بولدوزر یا لودرهای جلویی وارد سطوح زباله‌ها می‌شوند. محلول‌های لیچ به این مجراها هدایت می‌شوند و اجازه می‌دهند تا در عمق معینی جمع شوند تا جریان قابل‌توجهی از محلول بر روی زباله‌ها ایجاد شود. چندین شرکت از این روش معرفی راه حل استفاده می کنند. به عنوان مثال، زنگ نقره ای، آریز، عملیات شرکت ذوب و پالایش آمریکا (شکل 14). نواحی انتخاب شده از سطح تخلیه برای یک دوره مشخص اشباع می شود و پس از آن یک دوره بدون محلول اضافه می شود. در عمل، قسمتی از زباله با محلول لیچ پر می شود تا زمانی که میزان مس مشروب آبدار بدست آمده از آن بخش کمتر از درصد از پیش تعیین شده باشد. سیل پس از آن در آن بخش متوقف می شود و در دیگری آغاز می شود. Hudson و Van Arsdale و Van Arsdale بیان می‌کنند که دوره‌های متناوب خیس شدن و خشک کردن زباله‌های لیچ، کارآمدترین انحلال و حذف مس را از مواد شسته‌شوی ایجاد می‌کند.

نیمکت‌ها یا شیارهای ساخته شده توسط بولدوزر در شیب‌های محل‌های شیرابه همراه با اسپری‌ها در عملیات Castle Dome شرکت مس میامی، میامی، آریز استفاده می‌شود. در تلاش برای افزایش توزیع در سراسر منطقه شیب.

لوله های عمودی

جدیدترین روش معرفی راه حل آن است که در Butte، Mont.، عملیات شرکت Anaconda انجام می شود. محلول شستشو از طریق لوله های پلاستیکی سوراخ دار به داخل محل تخلیه وارد می شود (شکل 15). سوراخ‌های مته‌ای شش اینچی در تقاطع‌های یک الگوی شبکه‌ای 100 فوتی حفر می‌شوند و به عمق حدود دو سوم ارتفاع تخلیه حفر می‌شوند. سپس یک لوله پلاستیکی سوراخ دار 4 اینچی در داخل محفظه در تمام عمق هر سوراخ قرار می گیرد. سپس پوشش جدا می شود. فاصله سوراخ‌های حفاری از یک الگوی شبکه‌ای 100 فوتی تا یک الگوی 50 در 25 فوتی متغیر است. محلول لیچ از مخازن محلول در ارتفاع بالاتر به منطقه تخلیه جریان می یابد. گودال هایی در امتداد خطوط شبکه ایجاد می شود تا محلول به بالای لوله های پلاستیکی و سوراخ های حفاری جریان یابد. این روش توزیع کامل محلول شسته و هوا و هوا را در داخل زباله ها ترویج می کند.

نواحی شیب کمپرسی بالا در عملیات Butte نیز با محلول‌های آبشویی از طریق سوراخ‌های حفاری حفاری که در جاده‌های شیب جانبی ساخته شده توسط بولدوزر حفر شده‌اند، مرطوب می‌شوند.

توزیع محلول ها در زباله ها

یکی از مهم‌ترین الزامات در تمامی عملیات لیچینگ تخلیه، توزیع کامل محلول‌های لیچ در سرتاسر محل‌های تخلیه است. برای دستیابی به بازیابی رضایت بخش مس، محلول های شستشو باید تماس بگیرند

 

تا آنجا که ممکن است از مواد حاوی مس استفاده شود. یک توزیع ایده آل تمام خلأهای موجود در روگرفت را پر می کند. با این حال، مشکلات متعدد ذاتی در اکثر عملیات لیچینگ، مانع از دستیابی به توزیع ایده آل می شود.

دسته بندی طبیعی مواد درشت و ریز در اکثر زباله ها ایجاد می شود، زیرا بسیاری از ذرات بزرگتر هنگام تخلیه مواد شسته شده از کامیون ها یا قطارها در شیب های زباله به پایین می غلتند. تسطیح بولدوزر بسیاری از دفن ها باعث ایجاد لایه بندی می شود در حالی که محل تخلیه آبشویی ساخته می شود. اثر کلی این است که لایه های متناوب از مواد درشت و ریز در داخل زباله ها تولید شود. محلول های لیچ از مسیرهایی با کمترین مقاومت در نفوذ به زباله ها پیروی می کنند. از این رو، زمانی که زباله‌ها حاوی لایه‌هایی از مواد ریز و درشت هستند، محلول‌ها ممکن است به صورت افقی در داخل زباله‌ها حرکت کنند و به جای تخلیه از پایه‌ها، از طرفین تخلیه شوند. مشکل توزیع کامل محلول های شستشو در داخل زباله ها حل نشده باقی مانده است.

دمای محلول های لیچ

دمای محلول های لیچ عامل مهمی است که بر سرعت انحلال مس از محلول های لیچ تاثیر می گذارد. دمای محلول‌های آبشویی وارد شده به زباله‌ها از کمینه 38 درجه فارنهایت در طول ژانویه و فوریه در عملیات پیج شرکت معدنی زونتلی وسترن تا حداکثر 90 درجه تا 95 درجه فارنهایت در طول تابستان در عملیات کنیون بینگهام کنکات مس متفاوت است. Corp. و Bisbee، Ariz.، عملیات Phelps Dodge Corp.

 

دما یکی از مهم ترین عوامل محیطی در واکنش های میکروبی است. کوریک و ساتون نشان داده اند که دمای بهینه برای حداکثر اکسیداسیون میکروبی پیریت 35 درجه سانتیگراد (95 درجه فارنهایت) است و براینر، واکر و پالمر نیز نشان داده اند که 35 درجه سانتیگراد دمای بهینه برای اکسیداسیون بیولوژیکی سولفید مس است. .

تأثیر باکتری ها

نقش میکروارگانیسم ها در شکل گیری و تغییر ذخایر معدنی توسط کوزنتسوف و همکاران ارائه شده است. اهمیت برخی باکتری های اکسید کننده آهن در طی فرآیندهای شستشوی چرخه ای توسط زیمرلی و همکارانش توضیح داده شده است. استفاده از باکتری ها در شستشوی سولفید مس و سایر سولفیدهای فلزی مورد بررسی و تشریح قرار گرفته است. وجود باکتری‌های خاص در محلول‌های شستشو یا داخل زباله‌ها، اکسیداسیون پیریت به سولفات آهن و اسید سولفوریک و اکسیداسیون کانی‌های سولفید مس به سولفات مس را ترویج و تسریع می‌کند. آزمایش‌های بسیاری از محققین فوق‌الذکر نشان داده‌اند که نرخ‌های اکسیداسیون تا 2000 به 1 تسریع می‌یابد. عواملی که توسط محققین به‌عنوان کنترل‌های مهم در شستشوی باکتری ذکر شده‌اند محافظت در برابر نور، هوادهی کامل محلول‌های باکتریایی و سرعت بالای گردش محلول است. .

کنترل نمک های آهن در محلول

احتمالاً مشکل‌سازترین مشکلی که در عملیات شستشو با آن مواجه می‌شود، رسوب نمک‌های آهن در خطوط لوله، روی سطح زباله‌ها (شکل 16)، یا در داخل زباله‌ها است. این نمک ها زمانی از محلول رسوب می کنند که PH محلول بالاتر از 3.0 باشد. pH 2.4 برای جلوگیری از تشکیل نمک های آهن و pH 2.1 برای حل مجدد نمک ها پس از رسوب لازم است. کنترل دقیق محتوای آهن و pH برای به حداقل رساندن رسوب نمک های آهن ضروری است.

خطوط لوله منقبض شده توسط نمک های آهن رسوب شده با وسایل مکانیکی مانند توپ و زنجیر (“خوک”) یا ابزارهای برش تمیز می شوند. نمک‌های آهن رسوب‌شده که سطوح زباله‌ها را به‌طور دوره‌ای مسدود کرده‌اند، شیار یا خراشیده می‌شوند و روی لبه زباله‌ها فشار داده می‌شوند. با این حال، در واحد زنگ نقره ای شرکت ذوب و پالایش آمریکا، رسوبات آهن (شکل 17) از سطوح حوضچه ها حذف نمی شود. در طول “خشک شدن”

در دوره، آهن خشک و ترک خورده رسوب می‌کند و در زمان شروع دوره غرقابی بعدی فقط مقاومت کمی در برابر جریان محلول نشان می‌دهد.

غلبه بر بارش نمک آهن در داخل زباله ها بسیار دشوار است. نتیجه طبیعی بارش نمک آهن در اینجا تشکیل لایه‌های غیرقابل نفوذی است که از حرکت محلول‌های شسته‌شوی در داخل زباله‌ها جلوگیری می‌کند. مواد مسی زیر لایه ها هیچ تماسی با محلول های لیچ ندارند. پرسنل عملیاتی چندین شرکت (شرکت مس میامی و سایرین) اعلام کرده‌اند که روزانه تناژهای زیادی آهن در دفن‌های شسته‌شوی ته نشین می‌شود.

واکنش های شیمیایی درگیر در طول عملیات بارش، مقدار عمده آهن را در محلول های در گردش ایجاد می کند. مقداری از آهن موجود در مشروبات الکلی باردار از انحلال مواد معدنی حاوی آهن در زباله ها به دست می آید.

اکثر اپراتورها محلول های باطله را از کارخانه های بارندگی خود به زباله ها بدون تصفیه مجدد به گردش در می آورند. با این حال، برخی از شرکت‌ها، محلول‌ها را قبل از معرفی به سطوح تخلیه برای کنترل محتوای آهن خالص می‌کنند. در عملیات Castle Dome شرکت مس میامی، محلول باطله از میان حوضچه‌های کم‌عمق جریان می‌یابد و به سمت پایین سواحل می‌ریزد تا نمک‌های اساسی آهن را رسوب دهد و در نتیجه محتوای آهن را کاهش دهد. محلول حاصل جمع آوری شده و به محل تخلیه پمپاژ می شود و به عنوان محلول شستشو استفاده می شود.

محلول های باطله از کارخانه بارش در ملک پارک معدنی Duval Corp. و عملیات زنگ نقره ای شرکت ذوب و پالایش آمریکا (شکل 18) در حوضچه های ته نشینی جمع آوری می شوند که در آن برخی از نمک های آهن اجازه رسوب داده می شود. رنگ قهوه‌ای آب نمونه‌ای از محلول‌های باطله‌ای است که مقدار مس کم و آهن بالایی دارند. در عملیات زنگ نقره‌ای، آب توسط پمپ‌های شناور از حوضچه به محل تخلیه آب‌شویی پمپ می‌شود.

یک مخزن جدید به عنوان بخشی از کارخانه جدید شستشو و بارش در عملیات کنیون بینگهام از Kennecott Copper Corp ساخته شده است. این مخزن دارای 500 میلیون گالن محلول خواهد بود. نیمی از محلول باطله حاصل از عملیات بارش به این مخزن تغذیه می شود. هدف اولیه از مخزن جدید جمع کردن و تامین آب آرایشی برای سیستم توزیع محلول لیچ است. هدف دوم، دادن زمان برای اکسیداسیون مقداری از آهن از حالت آهنی به حالت فریک و در نتیجه رسوب بخشی از آهن موجود است.

لیچینگ مس

مشروب حامله

ترکیب بندی. -آنالیزهای شیمیایی مشروبات الکلی معمولی باردار از چندین عملیات (جدول 1 را ببینید) تنوع گسترده ای را در محتوای مس، آهن کل، نسبت آهن موجود به آهن آهنی، اسید کل و pH نشان می دهد. میزان مس مشروبات الکلی باردار از 0.75 تا 2.16 گرم در لیتر متغیر است. آهن کل از 0.20 تا 6.60 گرم در لیتر متغیر است. نکته جالب توجه هنگام در نظر گرفتن محتوای آهن مشروبات باردار، تغییر شدید نسبت آهن آهنی به آهن از یک عملیات به عمل دیگر است.

درجه حرارت. دمای مشروبات الکلی آبستن تقریباً در تمام عملیات شستشو معمولاً از 5 تا 20 درجه فارنهایت بالاتر از محلول های لیچ است. افزایش دما به دلیل واکنش های گرمازا که در طول اکسیداسیون کانی های سولفیدی رخ می دهد، قابل انتظار است.

زباله ها دمای هوا تا 135 درجه فارنهایت در یک محل تخلیه آبشویی در عملیات بینگهام کنیون Kennecott Copper Corp شناخته شده است. به ویژه کالکوپیریت.

کنترل عملیاتی در حین شستشو

کنترل pH محلول های لیچ برای شستشوی موثر الزامی است. اسید سولفوریک در بسیاری از عملیات لیچینگ قبل از ورود محلول های شستشو به محل های تخلیه اضافه می شود. دستگاه های نظارتی متعددی استفاده می شود و افزودن اسید به طور خودکار کنترل می شود. محلول های باردار به صورت دوره ای نمونه برداری می شوند و انتخاب بخش هایی از محل های تخلیه که باید شسته شوند با تجزیه و تحلیل این محلول ها کنترل می شود. هنگامی که محتوای مس مشروب آبستن به کمتر از مقدار از پیش تعیین شده می‌رسد، شستشو در بخش‌هایی از زباله‌های در حال شستشو متوقف می‌شود و در بخش‌های جدید شروع می‌شود. زمانی که محلول‌های باطله کارخانه‌های بارش دارای pH بیش از 3 باشند، معمولاً مقادیر اضافی اسید به محلول‌های شستشو اضافه می‌شود.

آبشویی هیپ

لیچینگ هیپ برای حل کردن مس از سنگ معدن اکسید متخلخلی که روی سطح آماده شده قرار گرفته است، استفاده می شود. لیچینگ هپ با آبشویی تخلیه عمدتاً در تضاد است زیرا مواد معدنی به جای مواد زائد شسته می شوند. این روش برای انحلال کانی‌های سولفید مس یا سنگ‌های حاوی مقادیر زیادی کربنات یا سایر کانی‌های گانگی محلول در اسید قابل اجرا نیست. شرکت‌هایی که در حال حاضر از لیچینگ هیپ استفاده می‌کنند Ranchers Exploration and Development Corp. در معدن Bluebird در نزدیکی میامی، آریز، عملیات JH Trigg Co. در Tyrone، N. Mex.، و شرکت Zontelli Western Mining در Page، Ariz هستند.

استقرار Heaps

آماده سازی زمین

انبوه شسته‌شوی عمدتاً پس از آماده‌سازی سطح زمین در مناطقی رسوب می‌کنند. یکی از استثناهای این روش در عملیات لیچینگ پشته ای در شرکت JH Trigg است که در آن انبوه لیچ بر روی توپوگرافی موجود قرار می گیرد. نمونه هایی از سطوح آماده شده در زیر آورده شده است.

در معدن Bluebird شرکت Ranchers Exploration and Development Corp.، ابتدا زمین از پوشش گیاهی پاکسازی شد. سپس خاک سیمان شده و با قطران رقیق شده به منظور عمل آوری و آب بندی پوشانده شد.

منطقه مورد استفاده برای استقرار انبوه آبشویی در عملیات شرکت معدنی زونتلی غربی با بولدوزر با شیب حفظ شده به سمت مخزن مشروبات الکلی باردار در مجاورت مخازن بارش تسطیح شد. پس از اتمام عملیات تسطیح، یک لایه 10 اینچی ماسه ریز روی سطح پخش شد و به دنبال آن یک لایه پلاستیک پلی اتیلن 10 میل قرار گرفت. سپس یک لایه 12 اینچی از ماسه ریز روی پلاستیک پلی اتیلن قرار داده شد. لوله آزبست سوراخ شده با سوراخ های ½ اینچی و محافظت شده توسط تخته های چوبی سپس بر روی لایه شنی 12 اینچی در فواصل 15 فوتی در عرض پشته ها قرار داده شد.

این لوله‌های تخلیه از انتهای کپه‌ها امتداد یافته و به سمت مخروط مشروبات الکلی باردار می‌شوند.

روش قرار دادن هیپ

مواد برای عملیات لیچینگ انبوه، منفجر یا پاره می‌شوند و سپس توسط بولدوزر هل داده می‌شوند یا توسط خراش‌ها و سطل‌های زباله به داخل کپه‌ها کشیده می‌شوند. روش به کار رفته در معدن Bluebird شرکت Ranchers Exploration and Development Corp. نمونه ای از این نوع عملیات است. این روش برای ایجاد حداقل تراکم در کپه هایی که در بالابرهای 15 تا 18 فوتی ساخته شده اند طراحی شده است. هنگام شروع یک پشته جدید، خراش دهنده ها مواد شسته شده را در نواری به عرض 30 فوت در امتداد خط مرکزی هپ جدید قرار می دهند. بارهای بعدی در امتداد لبه بیرونی نوار ریخته می‌شوند و با یک موتور گریدر روی کناره فشار داده می‌شوند تا پشته به عرض کامل آن بدون فشرده‌سازی ساخته شود. در این روش فقط چند فوت بالای هیپ فشرده می شود و این لایه متعاقبا توسط بولدوزر مجهز به چاک دهنده شل می شود.

ماهیت فیزیکی کپه ها

اندازه مواد شستشو در ملک شماره 1 شرکت JH Trigg کمتر از 6 اینچ و در ملک شماره 2 کمتر از 2 فوت است. حداکثر اندازه مواد شستشوی پشته در Ranchers Exploration and Development Corp. تقریباً 12 اینچ است. با این حال، بخش عمده مواد کمتر از 4 اینچ است. مواد شسته شده در شرکت معدنی زونتلی وسترن به منفی 4 اینچ خرد شده است.

حجم مواد شسته‌شوی روی کپه‌ها به طور قابل‌توجهی کمتر از زباله‌های لیچ است و از 100000 تن در شرکت JH Trigg تا 500000 تن در شرکت معدنی زونتلی وسترن و شرکت Ranchers Exploration and Development Corp متغیر است.

عملیات لیچینگ

عملیات کلی لیچینگ پشته از بسیاری جهات مشابه عملیات لیچینگ تخلیه است، با چند استثنا.

محلول‌های اسید سولفوریک غلیظ‌تر به دلیل استحکام اسیدی لازم برای انحلال کانی‌های اکسید مس در شستشوی پشته استفاده می‌شوند. اسید در داخل کپه ها به دلیل عدم وجود پیریت در سنگ معدن اکسید شده بازسازی نمی شود. در معدن بلوبرد شرکت Ranchers Exploration and Development Corp. به میزان 50 گرم در لیتر اسید سولفوریک به محلول لیچ اضافه می شود.

یک رویکرد متفاوت برای حذف آهن تولید شده در کارخانه بارش توسط Ranchers Exploration and Development Corp انجام شده است. علاوه بر مواد با عیار بالا که روی انبوهی برای شستشو قرار داده می شود، مواد حاوی کمتر از 0.3 درصد مس در دفن زباله های معدن قرار می گیرد. محلول باطله از کارخانه بارش در میان زباله ها به گردش در می آید تا مقداری از آهن رسوب کند. مقداری اسید در این فرآیند مصرف می شود، اما مس نیز حل می شود. سپس محلول حاصل از دفن زباله ها به انبوه آبشویی برگردانده می شود تا به عنوان محلول شستشو استفاده شود.

به دلیل درجه بالاتر کپه ها، محلول اسیدی قوی تر و حلالیت آماده مواد معدنی مس اکسید شده، محلول های حامله تولید شده عموماً دارای محتوای مس بسیار بالاتری نسبت به محلول های حامله به دست آمده از شستشوی زباله هستند. محتوای مس مشروب حامله در Ranchers Exploration and Development Corp. از 3 تا 7 گرم در لیتر متغیر است.

لیچینگ در محل

تکنیک‌های لیچینگ داخلی برای شستشوی سنگ‌های اکسید و سولفید مس و سایر فلزات قابل استفاده هستند. اصول اولیه درگیر مشابه اصولی است که برای تخلیه یا شسته شدن پشته انجام می شود. محلول های لیچ باید از سنگ معدن به سمت پایین عبور کرده و با کانی های مس حاوی تماس و حل شوند. تمهیدات کافی برای جمع آوری مشروبات حاوی مس بدون تلفات قابل ملاحظه ضروری است. معمولاً باید تمهیداتی برای پمپاژ مشروبات الکلی به سطحی که مس قابل بازیابی است، انجام شود.

شسته شدن محل و بارش مس در معدن مس اوهایو، بینگهام کانیون، یوتا، توسط اندرسون توصیف شده است. محلول های لیچ بر روی سطح یک سنگ پر بزرگ که بخشی از ناحیه غاردار معدن زیرزمینی را پوشانده بود، توزیع شد.

نفوذ آهسته در شستشو مورد استفاده قرار گرفت، زیرا اعتقاد بر این بود که این روش شرایط اکسیداسیون را که برای انحلال مداوم و سریع کانی‌های سولفید مس مطلوب تلقی می‌شوند، بهبود می‌بخشد.

توماس شستشوی درونی مس از مناطق کار شده معادن ری در آریزونا را تشریح کرده است. اسپری هایی که از یک منطقه به منطقه دیگر منتقل می شدند برای توزیع یکنواخت آب شیرین در منطقه غار استفاده می شدند. این عمل باعث اکسیداسیون پیریت و کانی های مس و در نتیجه انحلال آنها شد. مشروبات حاوی مس به سطح پمپ شده و مس با رسوب با آهن بازیابی شد.

معدن میامی در شرکت مس میامی بهترین نمونه از عملیات شستشوی داخلی فعلی است. این شرکت در حال شستشوی مس از توده های سنگ معدنی زیرزمینی است که قبلاً عمدتاً با روش های غارنوردی بلوک استخراج می شدند. مقادیر مختلفی از مس در درپوش، در استاپ های زیر درپوش و در ستون های خرد شده در معدن باقی می ماند. شرح عملیات شستشوی داخلی در معدن میامی توسط فلچر ارائه شده است.

اسید به آب باطله کارخانه بارش اضافه می شود و این محلول توسط اسپری ها روی سطحی که بر عملیات غارسازی بلوک قبلی قرار دارد توزیع می شود (شکل 19). محلول لیچ از طریق 600 فوت ماده به سمت پایین نفوذ می کند که 150 فوت پایین آن حاوی مخلوط سنگ معدن و زباله با بیشترین درصد مس است.

محلول ظرف 3 تا 4 هفته از سطح به سطح 1000 فوتی معدن حرکت می کند. مشروب آبستنی که در یک مخزن در سطح 1000 فوتی جمع آوری می شود، به طور دوره ای در یک مخزن تخلیه می شود که از آن مشروب به کارخانه بارش بر روی سطح پمپ می شود.

شستشوی مالیات بر ارزش افزوده

شست و شوی Vat برای استخراج مس از سنگ معدنی اکسید یا سولفید اکسید مخلوط حاوی بیش از 0.5 درصد مس محلول در اسید استفاده می شود. در صورتی که ماده معدنی متخلخل نباشد و برای ایجاد تماس کافی بین محلول لیچ و مواد معدنی مس، خرد کردن لازم باشد، ترجیحاً نسبت به لیچینگ هپ استفاده می شود. علیرغم افزایش هزینه‌های لازم برای خرد کردن و غربال‌گری، مزایای متعددی با شستشوی vat حاصل می‌شود. بازیابی بالاتر مس در دوره های کوتاهتر محقق می شود. تلفات مشروب حامله ناچیز است. و محتوای مس مشروب آبستن بسیار بیشتر است، که امکان بازیابی مس را با روشی غیر از رسوب توسط آهن فراهم می کند.

سیدل عوامل متعددی را مورد بحث قرار داده است که بر فرآیندهای آبشویی vat تأثیر می گذارد. نرخ جریان نفوذ عمدتاً تحت تأثیر بافت یا نفوذپذیری بستر سنگ معدن در مخازن است. حباب های هوا یا سایر گازهای موجود در بستر سنگ، نرخ نفوذ محلول های لیچینگ را کاهش می دهند. دمای بالاتر محلول های شستشوی آبی، نرخ نفوذ بالاتری را ایجاد می کند. متغیرهای متعددی مانند اندازه ذرات، تخلخل ذرات، دما، قدرت معرف، و نرخ نفوذ، به شدت بر عملیات انتقال جرم در طول انحلال ذرات معدنی و شستشو و بازیابی مس محلول از بقایای شستشو تأثیر می‌گذارند.

سنگ معدن های فرآوری شده توسط شستشوی vat با خرد کردن و غربال کردن برای قرار دادن در خمره ها مناسب می شوند. توضیحات و تصاویری از عملیات شسته‌شوی vat شرکت Anaconda، Weed Heights، Nev. و Inspiration Consolidated Copper Corp.، Inspiration، Ariz، در بخش‌های زیر آورده شده است.

شرکت آناکوندا

سنگ معدنی که در عملیات Weed Heights شرکت آناکوندا (شکل 20) با شستشوی vat تصفیه شده است، عمدتاً سنگ معدن اکسید حاوی 0.59 درصد مس است. تقریباً 86000 تن سنگ معدن در هفته در هشت مخزن تصفیه می شود که هر کدام 120 فوت عرض، 139 فوت طول و 19 فوت عمق دارند. توضیحات این عملیات توسط Huttl و در “دنیای معدن” ارائه شده است.

سنگ معدن اکسید خرد شده و به اندازه منفی 7/16 اینچ غربال می شود. از اسپری‌های آب برای افزایش رطوبت مواد منهای 7/16 اینچی به 5 یا 6 درصد استفاده می‌شود، زیرا بر روی نوار نقاله لایه‌ای قرار می‌گیرد که مواد را به محفظه‌های آبشویی منتقل می‌کند. به دلیل رطوبت زیاد، ذرات ریز تمایل دارند به ذرات درشت تر بچسبند و همچنین برای تشکیل ذرات بزرگتر به هم بچسبند. انباشته کردن ریزدانه ها به این روش، ضرورت حذف ریزدانه ها را که معمولاً تخلخل بسترهای سنگ معدن را در مخازن کاهش می دهد و در نتیجه از شستشوی مؤثر جلوگیری می کند، برطرف می کند.

کانی مسی اصلی در سنگ معدن کریزوکولا است. محلول های اسید سولفوریک رقیق حاوی 30 تا 35 گرم در لیتر اسید برای شستشوی سنگ معدن استفاده می شود. مشروبات الکلی باردار و آب های شستشو به دست آمده از عملیات شستشوی vat به یک کارخانه بارش پمپ می شود که در آنجا مس با استفاده از ضایعات آهن بازیافت می شود.

شرکت مس تلفیقی الهام

سنگ معدن تصفیه شده در عملیات لیچینگ vat شرکت مس تلفیقی Inspiration (شکل 22) سنگ معدن اکسید-سولفید مخلوط است. در حال حاضر کریزوکولا کانی اکسیدی غالب و کالکوپیریت کانی سولفیدی غالب است. روشهای اولیه شستشوی سنگ معدن الهام بخش توسط آلدریچ و اسکات و ون آرسدیل شرح داده شده است. طراحی کارخانه لیچینگ اولیه برای تصفیه سنگ‌های زیرزمینی، که شامل بخش‌های تقریبی 60 درصد کانی‌های اکسیدی و 40 درصد کالکوسیت بود، بر اساس حلالیت آماده کالکوسیت در یک حلال حاوی اسید سولفوریک و سولفات آهن بود. سنگ معدن استخراج شده و تصفیه شده حاوی مقدار فزاینده ای کالکوپیریت بود زیرا روش استخراج به تدریج از زیرزمینی به روباز تغییر یافت. کالکوپیریت فقط به آرامی در آبشویی سولفات آهن حل می شود و لازم بود سیستمی برای بازیابی مس جدا از مواد معدنی اکسیدی و سولفیدی به کار گرفته شود.

در عملیات حاضر سنگ معدن خرد شده، غربال شده، از دو مجموعه رول عبور داده می شود و سپس دوباره غربال می شود. محصول شن و ماسه نهایی برای شستشو با حداکثر اندازه سه هشتم اینچ و با حداقل مقدار مواد ریز مضر برای جریان محلول های شستشو مناسب است. کسر لجن به‌دست‌آمده از طبقه‌بندی‌کننده‌های چنگکی و سیکلون‌ها در مدار حاوی 85 درصد منهای مواد 200 مش است و به عنوان خوراک برای عملیات شستشوی لجن جداگانه استفاده می‌شود. یک فلو شیت کلی از کارخانه لیچینگ Inspiration در شکل 21 آورده شده است.

تقریباً 9600 تن سنگ معدن خشک در هر یک از 13 مخزن شستشو توسط یک سطل تاشوی نصب شده در زیر بشکهای بارگیری می شود. هر مخزن تقریباً 68 فوت عرض، 175 فوت طول و 18-½ فوت عمق دارد. مواد معدنی اکسیدی با استفاده از محلول برگشتی از مخزن الکترولیتی به عنوان محلول لیچ شسته می شوند. محلول لیچ تا حدود 53 درجه سانتیگراد گرم می شود و با سرعت 2400 گالن در دقیقه وارد سنگ معدن می شود. محلول لیچ و مشروب باردار حاصل از عملیات لیچینگ با آنالیزهای شیمیایی معمول زیر با داده های بیان شده بر حسب گرم در لیتر نشان داده می شود:

کالکوپیریت به آسانی در محلول لیچ محلول نیست، اما بعداً از باطله شیروانی بازیابی می شود. باطله حاصل از عملیات شستشوی vat توسط پوسته تاشو حفاری شده و با قطار به کارخانه تغلیظ شرکت منتقل می شود که در آنجا کالکوپیریت با سایر سولفیدها با روش های شناورسازی معمولی بازیافت می شود.

در سال 1965، Inspiration Consolidated Copper آخرین نوآوری را در سیستم های حمل و نقل فله نصب کرد که شامل یک بازیابی خط سطلی است که برای تخلیه مداوم مخازن لیچ با سرعت 1100 تن در ساعت و تغذیه یک سیستم تسمه نقاله زمینی 7400 فوتی استفاده می شود. مخازن شستشو با کارخانه تغلیظ. شرح این نوآوری در مجله مهندسی و معدن آمده است.

مس از مشروبات الکلی شسته شده vat توسط رسوب الکترولیتی بازیابی می شود. مس از بخش لجن که قبلاً ذکر شد با شناورسازی سولفیدها و با شستشوی بعدی اکسیدها بازیابی می شود.

سایر روشهای لیچینگ

در حال حاضر چندین روش جزئی آبشویی برای بازیابی مس از سنگ معدن اکسید-سولفید مخلوط یا از کسر لجن به دست آمده از خرد کردن کانه های اکسیدی مورد استفاده در شستشوی vat استفاده می شود. این روش‌ها به ترتیب با نام‌های شسته‌شوی- رسوبی- شناورسازی (LPF) و شستشوی لجن شناخته می‌شوند و در بخش‌های زیر توضیح داده می‌شوند. شستشوی آمونیاکی در گذشته برای بازیابی مس از مواد معدنی اکسید مس مرتبط با مواد گنگ کربناته استفاده شده است. توضیحاتی درباره عملیات شستشوی آمونیاک سابق توسط داگان و ادی ارائه شده است. شستشوی مواد معدنی مس توسط محلول های سیانید توسط Lower and Booth پیشنهاد شده است، اما هنوز در عمل استفاده نشده است.

لیچ – بارش – شناورسازی

طبق گفته بین، فرآیند LPF اولیه توسط FW Maclennon و Harmon Keyes از شرکت مس میامی در سال‌های 1929-34 طراحی و توسعه داده شد. این فرآیند برای تکمیل عملیات شناورسازی معمولی با افزودن یک مدار شستشو به آسیاب طراحی شده است.

بسیاری از ذخایر مس پورفیری در غرب ایالات متحده به شدت تغییر یافته و حاوی مواد معدنی مس اکسید شده به آسانی محلول در اسید و مرتبط با کانی های مس سولفیدی هستند. کانی‌های غیر سولفیدی اغلب به‌صورت پوشش‌ها و لکه‌هایی روی گنگ و کانی‌های سنگی و نه به‌عنوان دانه‌های مجزا در سنگ به‌عنوان یک کل رخ می‌دهند. برای بازیابی هر دو کانی مس اکسیدی و سولفیدی، باید از روش‌های لیچینگ و شناورسازی کف استفاده کرد. در برخی از گیاهان، کانی‌های سولفیدی با شناورسازی کف بازیابی می‌شوند و باطله حاصل از آن برای بازیابی مس باقی‌مانده شسته می‌شود. روش رایج تر این است که مواد معدنی اکسیدی را اسیدشویی کنید، مس محلول را با آهن رسوب دهید، و مس سیمان و کانی های سولفیدی حاصل را در همان مدار فلوتاسیون بازیابی کنید. توضیحات مدارهای LPF توسط فرانتس، هاتل و میلیکن و گودوین ارائه شده است.

اولین عملیات واحد در فرآیند LPF شامل خرد کردن و آسیاب کردن برای آزادسازی کانی های سولفیدی است. سنگ معدن ریز آسیاب شده در طبقه‌بندی‌کننده‌های کاسه‌ای، طبقه‌بندی کننده‌های کششی و سیکلون‌ها طبقه‌بندی می‌شود تا خوراک یکنواختی برای شستشو و شناورسازی ایجاد کند.

خمیر آسیاب شده در مخازن به مدت 30 دقیقه با مقدار کافی اسید سولفوریک شسته می شود تا pH محلول بین 1.5 تا 2.0 حفظ شود. از مخازن شستشو، خمیر کاغذ به یک سری از مخازن یا سلول‌های رسوبی وارد می‌شود که در آن‌ها آهن ریز تقسیم‌شده برای رسوب مس محلول اضافه می‌شود. سپس خمیر به سلول‌های فلوتاسیون کف ضد اسید منتقل می‌شود تا کنسانتره حاوی مس سیمان و سولفید مس را بازیابی کند. pH خمیر فلوتاسیون در اکثر گیاهان با افزودن آهک تا حدود PH 4 تنظیم می شود، اگرچه از آهن فلزی نیز برای این منظور استفاده شده است. از آنجایی که خوراک فلوتاسیون اسیدی است، دیگزانتوژن جمع کننده رایج است. بازیابی مس توسط فرآیند LPF به طور کلی حدود 90 درصد است.

پیشرفت اصلی در سال های اخیر در فرآیند LPF در دسترس بودن تجهیزات بادوام تر بوده است. سلول های فلوتاسیون، پمپ ها و مخازن با انواع جدیدی از مواد آلی و لاستیکی پوشانده شده اند که از خوردگی و فرسایش بیش از حد تجهیزات جلوگیری می کند.

لجن شویی

کسری لجن در سنگ معدن به دست آمده از تهیه خوراک لیچ vat در کارخانه Inspiration Consolidated Copper Co ابتدا با روش های فلوتاسیون مرسوم برای بازیابی کانی های مس سولفیدی تصفیه می شود. سپس باطله فلوتاسیون تا حدود 40 درصد جامد ضخیم می شود و برای استخراج مس از مواد معدنی مس اکسید شده محلول در اسید به کارخانه شستشوی لجن فرستاده می شود. این فرآیند توسط Power توضیح داده شده است. گیاه لجن شامل سه مخزن شستشوی چوب قرمز به قطر 20 فوت است. هر مخزن مجهز به یک همزن مکانیکی است که یک ایرلیفت 4 اینچی در شفت همزن برای حذف پالپ شسته شده دارد.

جداسازی محلول سولفات مس حاصل از بقایای نامحلول در اسید با شستشوی جریان مخالف در چهار ضخیم کننده کششی بتن 150 فوتی انجام می شود که هر کدام مجهز به سه ایرلیفت 4 اینچی بر روی محصول اسپیگوت و یک پمپ سانتریفیوژ سرب دار 4 اینچی در سرریز. محلول سولفات مس باردار به یک اتوشویی پمپ می شود که در آنجا مس توسط آهن قراضه رسوب می کند. نیاز اسید سولفوریک برای شستشوی لجن ها از 3.9 تا 4.2 پوند اسید به ازای هر پوند مس بازیافت شده متغیر است. مصرف آهن برای رسوب مس سیمان 1.6 پوند آهن به ازای هر پوند مس رسوب شده است. بازیابی مس از خوراک گیاه لیچ لجن حدود 95 درصد است.

بازیابی مس

مس در حال حاضر از مشروبات الکلی شسته شده تقریباً به طور کامل از طریق رسوب توسط آهن فلزی بازیابی می شود. مس موجود در مشروبات الکلی لیچ vat در شرکت Inspiration Consolidated Copper با رسوب الکترولیتی بازیابی می شود. روشهای دیگر بارش توسط بارسون و ری و کراسدیل پیشنهاد شده است. محققان متعددی از جمله فوروارد، پیترز و هان و شوفلبرگر نشان داده اند که در دماها و فشارهای بالا، مس را می توان از محلول با کاهش هیدروژن رسوب داد.

شرکت مس بغداد در حال احداث کارخانه ای برای تولید پودر مس با استفاده از اصول کاهش هیدروژن است. روش های دیگر بازیابی مس از محلول، پیشنهاد شده توسط Agers و همکاران. فلچر و فلت، کوارم، و سوانسون و ایگرز، با استخراج حلال و تبادل یونی هستند. با این حال، در حال حاضر، بازیافت مس در عمل تنها با روش های رسوب دهی به وسیله آهن فلزی و رسوب الکترولیتی انجام می شود و توضیحات زیر توجه را بر این روش ها متمرکز می کند.

بارش توسط آهن

آهن فلزی مس را از محلول بر اساس واکنش شناخته شده رسوب می دهد: CuSO4 + Fe ↔ Cu + FeSO4. در عمل مس از مشروبات باردار حاوی مس تقریباً به طور کامل با استفاده از اصل این معادله بازیابی می شود.

منابع آهن

قوطی های قراضه خرد شده (شکل 23) منبع اصلی آهن هستند که به عنوان رسوب دهنده در بازیابی مس از محلول های حاوی مس استفاده می شود. آن ها هستند

ابتدا برای حذف برچسب های کاغذی و مواد آلی سوزانده شد. محتوای قلع قوطی‌های قراضه اغلب با فرآیند شستشوی سوزاننده حذف می‌شود. عمده‌ترین تامین‌کنندگان غربی قوطی‌های خرد شده، پرولر استیل، با کارخانه‌هایی در هیوستون و ال پاسو، تگزاس، و سانفرانسیسکو، کالیفرنیا، و شرکت محصولات جانبی لس‌آنجلس، با کارخانه‌هایی در بیکرزفیلد و لس‌آنجلس هستند. ، کالیفرنیا

ضایعات پانچ و برش های تولید شده در طول ساخت قوطی ها در سال های اخیر به عنوان منبع آهن برای رسوب مس اهمیت قابل توجهی یافته است. این مواد به دلیل یکنواختی نسبی در اندازه و عدم وجود ناخالصی های مضر مانند مواد آلی و سایر جامدات، رسوب دهندگان خوبی برای مس هستند. Proler Steel Corp. اخیراً یک کارخانه خرد کردن را در نزدیکی Copperton، یوتا، برای تامین عملیات بارش دره بینگام در Kennecott Copper Corp احداث کرده است.

یکی دیگر از منابع آهنی که به عنوان رسوب دهنده استفاده می شود، تراشکاری از تراش و سایر دستگاه های برش است. با این حال، این نوع رسوب دهنده به دلیل گنجاندن روغن و سایر روان کننده ها رضایت بخش نبوده است. یک عامل بازدارنده دیگر برای استفاده از تراشکاری، رسوب آهسته مس است که به دلیل نسبت سطح به وزن آهن کم است.

آهن قراضه سنگین به عنوان رسوب دهنده مس در چندین عملیات مورد استفاده قرار گرفته است. هزینه پایین ضایعات آهن حاصل از عملیات معدن و آسیاب، این نوع رسوب دهنده را جذاب کرده است. با این حال، عوامل بازدارنده در استفاده از ضایعات سنگین به عنوان رسوب‌دهنده، مشکل در جابجایی ضایعات در حین بارگیری و تمیز کردن لباس‌شویی‌های بارشی و سطح کوچک در واحد وزن موجود برای واکنش است. تعداد کمی از اپراتورها از ضایعات سنگین در قسمت سر لباسشویی ها استفاده کرده اند تا میزان آهن آهن محلول باردار را کاهش دهند و در نتیجه مصرف قوطی خرد شده را در سلول های باقیمانده کاهش دهند، زیرا سولفات آهن و اسید سولفوریک مسئول آهن مصرف شده در این محلول هستند. شستشو با توجه به واکنش ها:

Fe2(SO4)3 + Fe ↔ 3FeSO4;

H2SO4 + Fe ↔ H2 + FeSO4.

آهن اسفنجی ریز تقسیم‌شده یک رسوب‌دهنده مؤثر مس است، اگرچه در حال حاضر از نظر قیمت با قوطی‌های ضایعات خرد شده قابل رقابت نیست. به نظر می رسد مزیت اصلی در استفاده از آهن اسفنجی، سرعت رسوب مسی نسبتا سریعتر به دست آمده با ذرات آهن در مقایسه با محصولات آهن اسفنجی بزرگتر است. به گفته بک، آهن اسفنجی زمانی که همراه با رسوب‌دهنده‌های مخروطی استفاده می‌شود، به عنوان یک رسوب‌کننده برای مس مؤثر است. مگنتیت با عیار بالا، سنگ آهن و سیدرهای پیریت منابع اصلی برای تولید آهن اسفنجی مناسب به عنوان رسوب دهنده واکنشی برای مس هستند. Kennecott Copper Corp. در حال بررسی امکان سنجی تولید آهن اسفنجی برای رسوب مس با کاهش آهن موجود در سرباره تابشی مس از کارخانه ذوب این شرکت است.

انواع گیاهان بارشی

مس از محلول های یک سری ماشین های گرانشی یا در رسوب دهنده های مخروطی رسوب می کند. توضیحات و نمونه‌هایی از هر نوعی که در حال حاضر استفاده می‌شود، علاوه بر تصاویر جنبه‌های معینی از شیوه‌های عملیاتی ارائه شده است.

لباسشویی های بارشی

روش فعلی بارش با استفاده از لباسشویی های گرانشی مشخص می شود. نماهای معمولی از بالا، انتهای و کنار یک سری از لباسشویی های ثقلی در شکل 24 نشان داده شده است. ابعاد لباسشویی در چندین عملیات در جدول 1 آورده شده است.

بالارد، جکی و پاور لباس‌شویی‌های بارشی شرکت آناکوندا و شرکت ذوب و پالایش آمریکا را توصیف کرده‌اند. از تخته سه لا و/یا توری های فولادی ضد زنگ برای حمایت از رسوب دهنده آهن در لباسشویی استفاده می شود.

شستشوی کارخانه های بارش با قوطی با استفاده از دستگاه های مکانیکی مختلف شارژ می شوند. خشکشویی های کارخانه بارش شهرهای مس شرکت مس میامی با قوطی هایی بارگیری می شوند که توسط یک تریپر متحرک از نوار نقاله تخلیه می شوند. یک آهنربای نصب شده بر روی جرثقیل برای شارژ و تمیز کردن لباسشویی ها در کارخانه بارش نقره بل در شرکت ذوب و پالایش آمریکا استفاده می شود. لودرهای جلویی در کارخانه بارش مورنسی Phelps Dodge Corp. و در کارخانه Mineral Park شرکت Duval استفاده می شود. بخشی از سلول ها در کارخانه دوم توسط یک نوار نقاله بارگیری می شوند (شکل 25). Kennecott Copper Corp در کارخانه بارش‌شوی اصلی خود در Bingham Canyon از یک لیفتراک برای بارگیری قوطی‌های لباسشویی استفاده می‌کند.

مشروبات حاوی مس از طریق یک شوینده خوراک محلول به انتهای بالایی کارخانه های شستشوی جاذبه وارد می شوند و اجازه می دهند از طریق قوطی های خرد شده به سمت پایین چکه کنند. آرایش لباسشویی به گونه ای است که جریان محلول به صورت سری است. بافل ها و پمپ ها به منظور دور زدن هر لباسشویی و بازگشت محلول ها به لباسشویی خاص مورد استفاده قرار می گیرند. محتوای مس، آهن فریک و اسید سولفوریک آزاد مشروبات الکلی باردار و سطح آهن موجود برای واکنش، عوامل مهمتری در تعیین میزان و درجه بازیابی مس در هر لباسشویی خاص هستند.

مس معمولاً سه بار در هفته از اولین شستشوها شسته می شود که در اکثر کارخانه ها بیش از 60 درصد کل مس را رسوب می دهند. مس رسوب شده در لباسشویی های باقیمانده معمولاً از یک بار در هفته تا یک بار در ماه حذف می شود. محلول های باطله (بی ثمر) توسط نیروی جاذبه از انتهای پایینی گیاهان خارج می شوند.

گیاه “Yerington-type” با آنهایی که توضیح داده شد تفاوت دارد در این که جریان محلول حامله از طریق رسوب دهنده آهن به سمت بالا است. مشروب آبدار تحت فشار از طریق سه لوله پلاستیکی موازی 4 اینچی که در ناودان کف لباسشویی قرار دارند وارد لباسشویی می شود. لوله ها با سوراخ های 5/8 اینچی با فاصله 1 تا 3 فوت از هم سوراخ شده اند.

سرعت های محلول بالا در لباسشویی ها حفظ می شود و یک محصول مس سیمان درشت تر تشکیل می شود. خلوص بالاتر و رطوبت کمتر مترادف با این محصول درشت تر است.

مشروبات الکلی باردار وارد شده به محلول های باطله (بار) تخلیه شده از گیاهان بارشی به طور مداوم نمونه برداری می شوند. محلول ها برای pH و محتوای مس، آهن و اسید با روش های شیمیایی مرطوب تجزیه و تحلیل می شوند، اگرچه روش های دیگری مانند اشعه ایکس، الکترولیتی و جذب اتمی در حال اتخاذ هستند. تجزیه و تحلیل های معمولی از چنین محلول هایی از کارخانه های بارشی متعدد در ایالات غربی در جدول 1 آورده شده است. pH مشروبات الکلی باردار از 1.4 تا 3.5، محتوای مس از 0.75 تا 7.0 گرم در لیتر، محتوای آهن آهنی از 0.00 تا 3.60 گرم در هر لیتر متغیر است.

در لیتر، میزان آهن فریک از 0.05 تا 3.00 گرم در لیتر و محتوای اسید آزاد از 0.04 تا 7.50 گرم در لیتر. بازیابی مس در تمام عملیات ها بالاست و به طور متوسط ​​بالای 90 درصد است. بنابراین میزان مس محلول های باطله کم است و از کمتر از 01/0 تا 36/0 گرم در لیتر متغیر است. pH محلول های باطله بالاتر است، در محدوده 2.4 تا 4.4، در نتیجه کاهش محتوای اسید. کاهش اسید و افزایش محتوای کل آهن (تقریباً به طور کامل آهن آهنی) نتیجه چندین واکنش مصرف کننده آهن است که در طول بارش رخ می دهد.

مقدار آهن مصرفی در هر پوند مس رسوب شده (که معمولاً به عنوان “عامل قوطی” شناخته می شود) یک نگرانی مهم در همه گیاهان است. مصرف آهن از عملیاتی به عملیات دیگر متفاوت است، اما همیشه بالاتر از 0.88 پوند آهن در هر پوند مس مورد نیاز برای جایگزینی آهن با واکنش مس است. فاکتورهای قوطی از پایین 1.2 تا حداکثر 2.5 در عملیات های مختلف متغیر است. فهرستی از عوامل قوطی در جدول 1 آورده شده است.

رسوب دهنده های مخروطی

یک نوآوری اخیر در بازیابی مس از محلول‌های حاوی مس، رسوب‌دهنده مخروطی است که توسط Kennecott Copper Corp. توسعه یافته و توسط Spedden و همکارانش توضیح داده شده است. یک نمودار بریده از مخروط بارش در شکل 28 نشان داده شده است. محلول حاوی مس از طریق یک سیستم منیفولد در پایین مخروط پمپ می شود و از طریق نازل ها به ضایعات آهن خرد شده و جدا شده تزریق می شود که به طور نیمه پیوسته در مخروط داخلی بالا بارگذاری می شود. صفحه نمایش فولادی ضد زنگ با گجت سنگین. تزریق محلول تحت فشار به مواد آهن اثر دوگانه دارد. مس به‌سرعت رسوب می‌کند و به‌سرعت با عمل آشفته از سطوح آهن جدا می‌شود و سطوح تازه و تمیزی از آهن برای رسوب مداوم مس ایجاد می‌کند.

روشهای کار با مس سیمان

روش های مختلفی برای رسیدگی به مس سیمان به دنبال رسوب آن در خشکشویی ها یا مخروط ها استفاده می شود. هدف در هر نمونه یکسان است، به دست آوردن یک محصول تا حد امکان خالص با حداقل رطوبت.

حذف از واحد بارش

متداول ترین روش برای حذف مس سیمان از شوینده های بارشی، جریان های آب با فشار بالا است. آب با فشار حدود 100 پوند برای شستشوی شیلنگ های مجهز به نازل های خاموش کننده سریع پمپ می شود (شکل 27). مس سیمان از آهن واکنش نداده شسته می‌شود و دوغاب حاصل از طریق دریچه‌های تخلیه در کف سلول‌ها در حوضچه‌های تخلیه تخلیه می‌شود.

پمپ های ایرلیفت (شکل 29) توسط شرکت مس بغداد برای حذف مس سیمان از کف لباسشویی ها پس از شسته شدن مس سیمان از قوطی های بدون واکنش استفاده می شود. دوغاب مس سیمان و آب، پس از تخلیه از پمپ های ایرلیفت، توسط نیروی جاذبه به حوضچه های ته نشینی جریان می یابد (شکل 30).

آبکش های هیدرولیک (شکل 31)، متشکل از یک پل خرپایی که روی تمام شش لباسشویی موازی در کارخانه بارش شرکت آناکوندا Butte قرار دارد، برای هم زدن قوطی ها در لباسشویی ها، حذف مس سیمان از قوطی ها، و لجن کشی استفاده می شود. جاروب) مس سیمان در امتداد لباسشویی ها برای انداختن مخازن. پس از اینکه مخازن قطره تقریباً پر شدند، آب با پمپاژ تخلیه می شود و مس سیمان توسط یک سطل تاشوی در واگن های راه آهن بارگیری می شود.

در برخی از عملیات ها از یک سطل تاشو استفاده می شود تا مس سیمان و قوطی های واکنش نداده را از لباسشویی های بارش تخلیه کنند. سپس مواد ترکیب شده در یک ترومل شارژ می شود (شکل 32) که مجهز به صفحه های فولادی ضد زنگ با دهانه های با قطر کوچک است تا مس سیمان و قوطی های واکنش نداده را از یکدیگر جدا کند. قوطی های واکنش نداده به خشکشویی های بارش برگردانده می شوند و مس سیمان به حوضچه های ته نشینی تخلیه می شود.

مس سیمانی تولید شده در رسوب‌دهنده‌های مخروطی Kennecott از طریق صفحه فولادی ضد زنگ ته نشین می‌شود، به پایین مخزن می‌افتد و به طور متناوب از طریق یک دریچه پنوماتیک حذف می‌شود. محصولات با عیار بالاتر، با تجزیه 90 تا 95 درصد مس، با این روش بارش به دست می‌آیند. مزایای دیگر این روش مصرف کمتر آهن و رفع نیاز به نیروی کار معمول در یک کارخانه خشکشویی است.

آب دادن

مس سیمان مجاز است در حوضچه ها ته نشین شود. آب شفاف تخلیه شده و با پمپاژ به خشکشویی های بارش برگردانده می شود تا از هدر رفتن ذرات ریز معلق مس جلوگیری شود.

خشک کردن

مس سیمان از حوضه های ته نشینی توسط دستگاه های مکانیکی مختلفی مانند لودرهای جلویی و سطل های تاشوی سوار بر جرثقیل خارج می شود. مس سیمانی که از حوضچه های ته نشینی خارج می شود قبل از ارسال به کارخانه های ذوب یا بازارهای دیگر خشک می شود. لنت های خشک کن بتنی به طور کلی استفاده می شوند و در بیشتر موارد در مجاورت حوضچه های ته نشینی ساخته می شوند. مس سیمان در Weed Heights، Nev.، عملیات شرکت Anaconda بر روی صفحات گرم گازی بزرگ خشک می شود (شکل 34).

خشک شدن اتمسفری مس سیمان باعث کاهش رطوبت از حدود 50 درصد به بین 25 تا 30 درصد می شود. مس سیمان خشک شده توسط صفحات داغ در Weed Heights حاوی 15 درصد رطوبت است.

فیلتر پرس های صفحه و قاب برای کاهش رطوبت مس سیمان تولید شده در رسوب دهنده های مخروطی در دره بینگهام استفاده می شود.

بهره برداری از Kennecott Copper Corp. محصول نهایی حاوی 8 تا 10 درصد رطوبت است.

درمان اضافی

مس سیمانی تولید شده در چند کارخانه بیشتر برای افزایش خلوص محصول نهایی فرآوری می شود. مس سیمان از طریق صفحه‌های ارتعاشی شبکه‌های کوچک توسط شرکت مس تثبیت‌شده الهام‌بخش غربال‌گری می‌شود. تکنیک‌های شناورسازی در عملیات کنیون بینگهام از Kennecott Copper Corp. برای بهبود کیفیت بخشی از مس سیمان از کارخانه شستشو برای فروش مستقیم استفاده می‌شود. مصرف کنندگان

رسوب الکترولیتی

Inspiration Consolidated Copper Co. مس را از مشروبات الکلی شسته شده vat با رسوب الکترولیتی با استفاده از آندهای نامحلول بازیابی می کند. این فرآیند الکترو برنده نامیده می شود. مشروبات حاوی 25 تا 30 گرم در لیتر مس به عنوان الکترولیت برای فرآیند الکترووینینگ عمل می کنند. توضیحاتی در مورد فرآیند الکتریکی و داده های عملیاتی برای Inspiration.Plant توسط مک ماهون ارائه شده است.

مزایای اصلی این فرآیند این است که مس تصفیه شده الکترولیتی نیازی به عملیات اضافی ندارد، یعنی عملیات ذوب معمولی مورد نیاز برای تولید مس حذف شده و اسید سولفوریک و سولفات آهن مورد نیاز به عنوان حلال در طول عملیات لیچینگ بازسازی می شوند.

پژوهش

اکثر شرکت هایی که در حال حاضر در لیچینگ مس فعالیت می کنند در حال تحقیق یا برنامه ریزی برای تحقیق در مورد زیر هستند: (1) استخراج مس با حلال از مشروبات الکلی. (2) استفاده از رسوب دهنده های دیگر مانند آهن اسفنجی و آلومینیوم. (3) شستشوی باکتری. (4) ماهیت زباله ها (با حفاری و تجزیه و تحلیل نمونه های مته)؛ (5) روابط شیمیایی مواد و محلول های زباله. (6) اثربخشی اسید و سایر حلال های افزودنی به محلول شستشو. و (7) تکنیک های استقرار تخلیه.

خلاصه

بازیابی سریع‌تر و کامل‌تر مس از زباله‌های لیچ، دغدغه نهایی همه شرکت‌هایی است که در لیچینگ مس فعالیت می‌کنند. برای دستیابی به نرخ شستشو و بازیابی مس رضایت بخش، باید به مشکلات متعدد ذاتی در چرخه لیچ توجه دقیق شود.

رسوب نمک آهن بر روی سطح یا داخل دپوی آبشویی یکی از مشکلات اساسی است که در شستشو با آن مواجه می شود. لایه‌های نفوذناپذیر تشکیل‌شده در محل‌های لیچ مانند پتوهایی عمل می‌کنند که محلول‌های لیچ نمی‌توانند از آن عبور کنند. حجم زیادی از مواد حاوی مس توسط محلول های شستشو تماس نمی گیرد. نمونه هایی از این پدیده را می توان در معدن مس اوهایو مشاهده کرد که در حال حاضر در عملیات معدن روباز Kennecott Copper Corp. در بینگام، یوتا، و در شرکت Inspiration Consolidated Copper در Inspiration، Ariz قرار دارد (شکل 33). ). به نظر می رسد یک راه حل جزئی برای این مشکل، به حداقل رساندن رسوب نمک آهن در داخل زباله ها با حفظ pH محلول پایین با افزودن اسید به محلول های شستشو باشد.

کانال کشی در بسیاری از دفن زباله ها در نتیجه روش های به کار رفته برای ساخت زباله ها ایجاد می شود. جریان محلول اغلب به دنبال لایه های متناوب از مواد درشت و ریز افقی است. از این رو، حجم زیادی از مواد معدنی ممکن است توسط محلول های شستشو تماس نگیرد. برای به حداقل رساندن تفکیک اندازه، توجه دقیق به روش ساختن تخلیه آبشویی مورد نیاز است.

مشکل مهم دیگری که با آن مواجه می‌شوید، از بین رفتن محلول‌های لیچ و باردار است. تلفات آب های شسته شده اغلب در جنوب غربی که تبخیر به طور غیرعادی زیاد است مواجه می شود. زمانی که زمینی که زباله های لیچ روی آن رسوب می کنند نفوذپذیر باشد یا دارای شکستگی ها و گسل های زیادی باشد، تلفات محلول باردار زیاد است. استفاده از بالشتک های آماده شده برای جابجایی زباله، ابزاری جزئی برای حل این مشکل است. از دست دادن محلول می تواند ناشی از گیر افتادن محلول های شستشو در حفره های حاوی نمک آهن در زباله ها باشد. بهبود کنترل pH می تواند تا حدی این وضعیت را اصلاح کند.

تشکیل رسوبات آهن در خطوط لوله

و پمپ ها مشکلات تعمیر و نگهداری زیادی را ایجاد کرده است. راه حل این مشکل جلوگیری از رسوب نمک های آهن با کنترل اسیدیته محلول های در گردش است.

تلاش های ناموفق متعددی برای ایجاد محتوای مسی محلول باردار با بازیافت انجام شده است. تحقیقات اخیر توسط Grunig نشان داده است که محصولات رسی درون زباله ها به عنوان مبدل های یونی عمل می کنند که مس را جذب می کنند.

شرایط تعادل نیز بر حلالیت بسیاری از مواد معدنی، اعم از سنگ معدن و گنگ، که در مواد شستشو وجود دارند، تأثیر می گذارد. ترکیبات مس، آهن و آلومینیوم، بسته به شرایط محیطی حاکم در زمان و مکان معین، هر دو در اعماق مختلف در محل‌های تخلیه آب‌شویی تشکیل و دوباره حل می‌شوند. واکنش‌های شیمیایی و فیزیکی که در داخل زباله‌ها اتفاق می‌افتد متعدد و پیچیده هستند. تحت مجموعه ای از شرایط معین، ممکن است به همان مقدار مس از محلول خارج شود که در حال حل شدن است.

مشکل اصلی در بارش مس حداکثر استخراج مس با مصرف نسبتا کم آهن است. مصرف آهن زیاد است و زمانی که مشروبات الکلی حامله حاوی آهن و اسید فریک بیش از حد و مقادیر کم مس باشند، محصول مس سیمان به ناخالصی آلوده می شود. مس سیمانی با کیفیت پایین نیز زمانی به دست می آید که رسوب کننده فلز سنگین باشد و از نظر عاری از ناخالصی های نامحلول در اسید نامناسب باشد.

طراحی نامناسب کارخانه باعث ایجاد مشکلاتی در حمل و نقل مواد می شود. مشکلات مکانیکی و شیمیایی، مانند خرابی آب بندی و یاتاقان در پمپ ها و حمله اسیدی به سطوح واکنش پذیر، تقریباً در همه عملیات مشترک است.

تولید مس با استفاده از روش های مختلف لیچینگ به طور مداوم در حال افزایش است و بخش بزرگی از کل تولید مس در غرب ایالات متحده را تشکیل می دهد. بسیاری از شرکت های بزرگ تولید مس در حال حاضر در حال بهبود و گسترش عملیات لیچینگ خود هستند. سایر شرکت ها در حال برنامه ریزی برای افزایش خروجی خود با لیچینگ در آینده نزدیک هستند.

مقادیر قابل توجهی آلومینیوم، اورانیوم و سایر فلزات در مشروبات الکلی باردار تولید شده از طریق شستشو وجود دارد. چندین شرکت و اداره معادن در حال انجام تحقیقاتی برای یافتن ابزارهایی برای بازیابی سودآور این فلزات به عنوان محصولات جانبی پس از حذف مس از محلول توسط رسوب هستند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.