مثال على تكرير خام الرصاص والزنك

تجهيز خام الرصاص والزنك

جبل شويكو منجم الرصاص والزنك ولها تاريخ طويل. فقد تم تشييد مصنع للفصل بالجاذبية قبل عام 1949، كما تم الانتهاء من بناء مصنع للتعويم وبدء تشغيله في عام 1952. ويُعد التعويم عملية متسلسلة. وتتمثل منتجات عملية التخصيب في مركزات الرصاص والزنك والبيريت.

(1) خصائص الخام: تقوم المحطة بمعالجة نوعين من الخام: الخام المنتج محليًّا والخام المشترى.

يأتي الخام المنتج محليًّا، والمعروف أيضًا باسم الرمل المنتج محليًّا، من منجم الرصاص والزنك في شويكوشان، وهو عبارة عن رواسب تحويل حراري مائي ذات درجة حرارة متوسطة إلى عالية. والمعادن المفيدة الرئيسية هي الجالينا، والسباليريت، والبيريت، تليها الكالكوبيريت، والبيتشبليند، وكميات صغيرة من البورنيت، والمغنتيت، والهيماتيت، والبوكسيت، وسبائك الحديد، والسيديريت، والأزوريت؛ وتشمل المكونات المصاحبة الذهب والفضة والكادميوم والبزموت والغاليوم والإنديوم. أما معدن الشوائب الرئيسي فهو الكالسيت، يليه الكوارتز والفلسبار والعقيق والديوبسايد والفيزوفيانيت والفلوريت والكلوريت والجبس.

تتميز المعادن المفيدة بأنها ذات حبيبات خشنة وموزعة بشكل غير متساوٍ. ويكون شكل الجالينا والسباليريت غير منتظم في الغالب، يلي ذلك الشكل الحبيبي، مع وجود عدد قليل جدًّا منها على شكل نقاط أو عروق. وترتبط معظم المعادن المفيدة بالصخور غير المعدنية، يلي ذلك الجالينا والسباليريت، ثم السباليريت والبيريت. يتراوح حجم حبيبات الجالينا في الغالب بين 0.42 و0.7 ملم، يليها الحجم الذي يتراوح بين 0.08 و0.22 ملم، بينما يبلغ أصغر حجم لها ما بين 0.01 و0.02 ملم.

ينقسم جسم الخام إلى جزأين: شرقي وغربي. يتميز الجزء الشرقي بدرجة أكسدة منخفضة ودرجة طينية منخفضة، وقابلية جيدة للطفو، وهو خام يسهل تكريره. أما جسم الخام الغربي فيقع في منطقة مائية، وقد تعرض للتآكل بفعل المياه الجوفية لفترة طويلة. وتبلغ نسبة أكسدة معدن الرصاص مستويات عالية (تصل إلى عدة عشرات من النسب المئوية)، كما أن البلورات دقيقة الحبيبات. ويحتوي الخام أيضًا على نسبة عالية من النحاس ومحتوى مرتفع من معادن أكسيد النحاس الثانوية. ويتميز البيريت بقدرة عالية على الطفو، مما يسبب بعض الصعوبات في عملية التخصيب.

يمثل الخام المشتراة ما بين 15% و20% من إجمالي الكمية التي تتم معالجتها في مصنع التخصيب، وما بين 50% و60% من المحتوى المعدني. ويبلغ متوسط درجة نقاء الخام 6%–9% من الرصاص (Pb)، و15%–19% من الزنك (Zn)، و18%–19% من الكبريت (S).

(2) عملية التخصيب

① التكسير: عملية من ثلاث مراحل في دائرة مغلقة. يستخدم مصنع التخصيب كسارة فكية مقاس 400 مم × 600 مم، وكسارة مخروطية قياسية بقطر φ1200 مم للتكسير المتوسط، وكسارة مخروطية قصيرة الرأس بقطر ø1200 مم للتكسير الدقيق. يتم غسل الخام على غربال اهتزازي. ثم يتم تصنيف المنتج الأصغر من الحجم المطلوب (-10 مم) بواسطة مصنف حلزوني واحد. ويُستخدم الرمل المرتجع كمواد تغذية للطحن، بينما يتم تركيز الفائض وتصفيته. كما تُستخدم كعكة الترشيح كمواد تغذية للطحن. ويبلغ حجم جسيمات المنتج النهائي المسحوق -10 مم.

② الطحن: يبلغ حجم جسيمات الرمل المنتج محليًّا من النوع 50%–60% -0.074 مم، ويبلغ حجم جسيمات الرمل المشتراة من النوع 85%–95% -0.074 مم. يتم خلط الفائض الناتج عن الطحن والتصنيف وإرساله إلى عملية التعويم.

③ التعويم: يستخدم مركز التخصيب عملية تعويم الرصاص والزنك والكبريت، وفصل الرصاص والزنك والكبريت، والتعويم المختلط للزنك والكبريت متبوعًا بالفصل (كما هو موضح في الشكل 5-3).

في عملية التعويم للرصاص والزنك والكبريت، تُستخدم كمية صغيرة من الجير لتعديل الملاط إلى حالة قلوية ضعيفة (pH=7.5). يُستخدم الكاشف الأسود رقم 25 كمجمع لتعويم الجالينا، بالإضافة إلى بعض البيريت والسباليريت اللذين يتمتعان بقدرة تعويم أفضل. وعندما يحتوي الخام على كمية عالية من معادن النحاس الثانوية، تُضاف كمية صغيرة من كبريتيد الصوديوم وكبريتات الزنك إلى مطحنة الكرات لإزالة تأثيرها على تنشيط السباليريت. يتم معالجة المركز المختلط للرصاص والزنك والكبريت بالجير عند درجة حموضة عالية (pH=10.5) لقمع البيريت، ويُستخدم كبريتيد الصوديوم وكبريتات الزنك معًا لقمع السفاليريت. يتم تعويم الجالينا باستخدام المجمع عالي الانتقائية SN-9، وتُضاف كبريتات الزنك وميتابيسولفيت الصوديوم (Na₂S₂O₅) أثناء عملية التكرير لتثبيط السفاليريت والحصول على المنتج النهائي مركز الرصاص.

يتم خلط المخلفات القابلة للطفو والمركز الناتج عن عملية التعويم المختلط للزنك والكبريت، ثم يتم إرسالهما إلى عملية فصل الزنك عن الكبريت. يكون الرقم الهيدروجيني لعملية التعويم >11، ويتم تثبيط البيريت باستخدام الجير، وتُضاف كمية من كبريتات النحاس لتنشيط السفاليريت الناتج عن عملية تعويم الرصاص، كما تُضاف كمية صغيرة من الزانثات للحصول على المركز النهائي للزنك.

بعد دمج مركزات الفرز الناتجة عن عملية الفصل بالطفو وإعادة طحنها، يتم إرسالها إلى عملية الفصل الأولي بالطفو. ويساعد ذلك على تحسين درجة تحرير المعادن المفيدة وتقليل قابلية البيريت للطفو، مع تحسين جودة مركزات الرصاص في الوقت نفسه.

(3) مؤشرات التخصيب: نظرًا لأن محطة التخصيب تعالج مجموعة واسعة من مصادر الخامات الأولية، فإن مؤشرات التخصيب تتقلب بشكل كبير. وعمومًا، ترد هذه المؤشرات في الجدول 5-6.

الشكل 5–3. عملية التخصيب في منجم الرصاص والزنك في شويكوشان

الجدول 5-6 معالجة المعادن المؤشرات           الوحدة: %