استخلاص القصدير من مخلفات القصدير

الخام الذي تتم معالجته في منجم يوننان يونلونغ للقصدير هو خام كبريتيد عروي مكون من الكاسيتريت والكوارتز. وتتسم مخلفات التعدين بتركيبة معدنية بسيطة نسبيًا، حيث يتكون معظمها من الكوارتز، يليه الليمونيت، والبيريت، والتورمالين، وكميات ضئيلة من الكاسيتريت، والأرسينوبيريت، والكالكوبيريت، وغيرها. تحتوي المخلفات على نسبة من القصدير تبلغ 0.45%، منها 96.26% من القصدير الكاسيتريت و3.74% من القصدير الكبريتي؛ و3.71% من الحديد؛ أما العناصر الأخرى فهي منخفضة: Zn 0.051%، Cu 0.08%، Mn 0.068%؛ لكن الكبريت والزرنيخ، اللذين يؤثران على جودة المركزات، مرتفعان نسبيًا: S 1.88%، As 0.1%. في عام 1992، مع تزايد استنفاد موارد الخام الأولية، بدأ منجم يونلونغ للقصدير في معالجة المخلفات القديمة في منشأة تركيز قديمة بسعة 100 طن/يوم. ولتحقيق فوائد اجتماعية واقتصادية أفضل بسرعة على المدى القصير، تم اقتراح التوسع إلى 200 طن/يوم استنادًا إلى محطة التركز الحالية، مع اعتماد مخطط عملية الفصل بالجاذبية والطفو، وبدأ الإنتاج الرسمي في أبريل 1994. خلال مرحلة الإنتاج، تم تحسين مخطط العملية بشكل مستمر، وتظهر عملية الإنتاج النهائية في الشكل 4-41. لتتناسب مع متطلبات الإنتاج، يحتوي سطح الغربال المستخدم في التصنيف على فتحات بحجم 0.8 مم في النصف الأمامي وفتحات بحجم 1 مم في النصف الخلفي. مخروط إزالة الطين هو مخروط إزالة الطين بقطر φ2500 مم. وباستخدام هذه العملية، يتم الحصول على مركزات القصدير التي تبلغ درجة نقاء القصدير فيها 56.266%، والكبريت 0.742%، والزرنيخ بنسبة 0.223%، واسترداد القصدير بنسبة 68.3%، إلى جانب مركزات الكبريت التي تحتوي على الكبريت بنسبة 47.48%، والقصدير بنسبة 0.233%، والزرنيخ بنسبة 4.63%.

الشكل 4-41: عملية إنتاج معالجة مخلفات منجم يونلونغ للقصدير

يستخدم منجم ليمو للقصدير عملية الفصل بالجاذبية والطفو لاستخلاص القصدير من مخلفات التعدين القديمة. وقد تراكمت في المنجم أكثر من 6.5 مليون طن من مخلفات التعدين، التي تحتوي بشكل أساسي على القصدير، والتنغستن، والنيوبيوم، والتنتالوم، بالإضافة إلى المعادن السيليسية، والفلسبار، وغيرها. تتضمن مخطط العمليات لإعادة التركيز الفصل بالجاذبية، والتعويم بالكبريتيد، والتعويم بالكاسيتريت. بعد الفصل بالجاذبية، يحتوي المركز على SnO₂ 26.84%، وWO₃ بنسبة 9.6%، وTa₂O₅ بنسبة 2.7%، وNb₂O₅ بنسبة 2.04%، مع معدلات استرداد من عملية الفصل بالجاذبية تبلغ لـ SnO₂ 32.99%، و WO₃ بنسبة 24.05%، و Ta₂O₅ بنسبة 42.47%، و Nb₂O₅ بنسبة 24.77%. تتكون عملية تعويم معادن الكبريتيد من مرحلة تخليص أولية ومرحلتين من مراحل التنقية، مما ينتج عنه مركز يحتوي على Cu 10.8%، وSnS₂ 6.58%، ومعدلات استرداد تبلغ Cu 78% والكبريتيدات 52.66%. يخضع مركز الكبريتيد لعملية إزالة الزرنيخ وتطفو النحاس لإنتاج مركز نحاس وقصدير يحتوي على Cu >20%، وSn >18%، وAs <1.5%. يحتوي مركز التطفو من الكاسيتريت على SnO₂ بنسبة 6.107%، مع استرداد الكاسيتريت بنسبة 63.11%.

يضم مركز التخصيب «ييجهوانغ» التابع لمنجم «دونغبو» ورشة للفصل بالجاذبية تبلغ طاقتها 300 طن/يوم، وتقوم باستخلاص الكاسيتريت من المخلفات. تحتوي المخلفات على نسبة من القصدير تتراوح بين 0.2% و0.25%، مما ينتج عنه مركزات قصدير بنسبة 42.93% مع معدل استخلاص يبلغ 18.66%، ويتم استخلاص ما بين 40 و50 طنًا من القصدير في شكل مركزات سنويًا.

في منجم دايشان، تم إنشاء محطة تركيز بسعة تتراوح بين 70 و100 طن في اليوم في عام 1982. ومن بين 33,000 طن من المخلفات القديمة القابلة للاستخدام (التي تحتوي على 0.297% من القصدير)، يستخرج المنشأة 31 طنًا من مركزات القصدير سنويًّا بدرجة نقاء تتراوح بين 55% و61%، وبمعدل استخلاص يبلغ 34%–35%.

على الصعيد الدولي، تم استخلاص القصدير من مخلفات التعدين القديمة المحتوية على القصدير في المملكة المتحدة وكندا وبوليفيا. وتستخدم شركة «بارتلي» في المملكة المتحدة طاولات الاهتزاز وقنوات الترشيح ذات الأحزمة المتقاطعة لإعادة معالجة مخلفات القصدير، مما ينتج عنه مركزات ومواد متوسطة ومخلفات بنسب قصدير تبلغ 30.22%، 5.53%، و4.49% على التوالي من مخلفات تحتوي على 0.75% Sn. يعالج مركز التركز الجاف «روش كراوتش» في المملكة المتحدة المخلفات القديمة التي تتراوح نسبة القصدير فيها بين 0.3% و0.4% Sn لإنتاج مركز قصدير بنسبة 30% Sn. يقوم مركز التركز «سوليفان» في كندا بمعالجة مخلفات تعويم القصدير باستخدام مخطط تدفق مدمج يعتمد على الجاذبية والمغناطيسية لإنتاج مركز القصدير بدرجة نقاء 60% Sn مع استرداد يتراوح بين 38% و43%. يقوم مركز تركيز في بوليفيا بإعادة معالجة المخلفات القديمة والجديدة التي تحتوي على 0.3% Sn، مما ينتج عنه مركز قصدير بدرجة نقاء 20% Sn مع نسبة استرداد تتراوح بين 50% و55%.

تتكون المواد المدخلة في محطة التخصيب بمنطقة التعدين ناندان داتشانغ، في قوانغشي، من مخلفات قديمة مستخرجة من بركة المخلفات. وتندرج هذه المخلفات ضمن فئة الكاسيتريت والكبريتيدات متعددة الفلزات. وتتمثل المعادن الرئيسية في الكاسيتريت، والبيريت، والأرسينوبيريت، والمارماتيت، والجيمسونيت، بالإضافة إلى كميات صغيرة من السيروسيت، والأنجلسيت، والسميثسونيت، والهيميمورفيت، وغيرها. أما معادن الصخور غير المعدنية فتشمل الكوارتز، والكالسيت، والصخر الطيني السيليسي، والحجر الجيري، والحجر الجيري المتآكل. ونظرًا لطول فترة التخزين، فإن المعادن متأكسدة بدرجة عالية، خاصة الجيمسونيت وجزء من البيريت. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعادن القيمة ذات حبيبات دقيقة، معظمها أقل من 200 ميش، مما يزيد بشكل كبير من صعوبة الفصل والاستخلاص. وتبلغ درجات تركيز المعادن القيمة في المخلفات: Sn 0.24%، وPb 0.13%، وZn 0.47%.

من خلال الأبحاث التجريبية، تم تحديد عملية استرداد المخلفات على أنها تتمثل في إزالة الطين بعد إزالة الحبيبات الخشنة – الفصل بالجاذبية. ويظهر مخطط تدفق العملية في الشكل 4-42. وفي هذا المخطط، تم اختيار مصنف حلزوني بقطر φ1500 مم، يتميز بكفاءة تصنيف عالية، وسعة معالجة كبيرة، واستهلاك منخفض للطاقة، لعملية إزالة الجسيمات الخشنة. واستُخدم هيدروسيكلون بقطر φ125 مم لإزالة الطين والتكثيف. وأخيرًا، استُخدمت طاولة هزازة للطين الناعم من نوع «يوننان تين» (Yunnan Tin) للفرز والاستخلاص، مما أدى إلى إنتاج مركز قصدير منخفض الجودة تبلغ نسبة القصدير فيه 3%–5%. ونظرًا لصغر حجم الجسيمات للغاية، وارتفاع نسبة الطين، وارتفاع نسبة الكبريت، لم تتمكن عملية مرور واحدة عبر الطاولة الاهتزازية من إنتاج مركز قصدير عالي الجودة مباشرةً. ومع ذلك، لم يتطلب تحويل مركز القصدير منخفض الجودة إلى مركز قصدير عالي الجودة سوى إجراء عملية تعويم إضافية لإزالة الكبريت وفصل بالجاذبية على طاولة اهتزازية لإزالة الطين.

بعد بدء تشغيل عملية استخلاص الكاسيتريت الناعمة وبدء العمل بها، أظهرت القياسات المتعددة مؤشرات متوسطة بلغت 4.17% من القصدير لمركزات القصدير منخفضة الجودة، ومعدل استخلاص بلغ 3.33% مقارنة بالمخلفات الأصلية، مع إنتاج سنوي من معدن القصدير يبلغ 25 طنًا.

الشكل 4-42: مخطط تدفق العملية لاستخلاص الكاسيتريت الناعم من محطة التخصيب