Kutengeneza madini ya shaba yaliyooksidishwa

Mchakato wa uboreshaji kwa Madini ya shaba yaliyooksidishwa na madini mchanganyiko ya shaba yenye oksijeni na sulfuri yanaweza kugawanywa katika makundi makuu mawili: flotation na uimarishaji wa kemikali. Flotation inagawanywa zaidi kuwa flotation ya moja kwa moja, flotation ya sulfidi, na flotation ya utengano.

(1) Kuelea

① Uibukaji wa sulfidi

a. Uelea wa Sulfidishaji wa Kawaida
Njia hii inahusisha kwanza kusulfa madini ya shaba yaliyooksidishwa kwa kutumia sodiamu sulfidi au wakala wengine wa kusulfa (kama vile sodiamu hidrosulfidi), na kisha kutumia zantheti za kiwango cha juu kama wakusanyaji kwa ajili ya uelea. Wakati wa usulfaishaji, kadri pH ya laini inavyokuwa ya chini, ndivyo mchakato wa usulfaishaji unavyokuwa wa haraka zaidi. Hata hivyo, vichocheo vya usulfaishaji kama sodiamu sulfidi vinapata oksidishaji kwa urahisi na vina muda mfupi wa mmenyuko. Kwa hiyo, wakati wa kutumia usulfidi kuifungua madini ya shaba yaliyooksidishwa, ni bora kuongeza kiwakala cha usulfidi kwa hatua. Ammoniamu salfeti na aluminiamu salfeti husaidia katika usulfidi wa madini yaliyooksidishwa; kwa hiyo, kuongeza kemikali hizi mbili wakati wa ufunguaji kwa usulfidi kunaweza kuboresha sana ufanisi wa ufunguaji. Madini ya oksidi ya shaba yanayoweza kutibiwa kwa usulfaidishaji ni hasa kabonati za shaba, kama vile malakaiti na azuriti; pia zinaweza kutumika kwa ajili ya uelea wa kupraiti. Hata hivyo, krisosokola, bila maandalizi maalum, ina utendaji duni wa usulfaidishaji, au huenda isisulfaidishwe kabisa.

b. Uibukaji wa Sulfidi kwa Njia ya Maji ya Joto: Mbinu hii ni maendeleo ya flotation ya sulfidi ya kawaida. Kiini chake ni kuruhusu sulfuri kuingia katika mmenyuko wa kemikali na madini ya oksidi ya shaba chini ya joto na shinikizo, na hivyo kuzalisha madini bandia ya sulfidi ya shaba yenye uthabiti na rahisi kuyaboresha. Madini haya kisha hurejeshwa kwa flotation katika maji ya vuguvugu. Sifa yake ni katika matibabu ya awali yaliyoboreshwa—kabla ya sulfidi—ya madini ghafi.

Kanuni ya mbinu hii ni kama ifuatavyo: Wakati joto la slurry yenye wakala wa kusulfidi linapopanda hadi kiwango fulani, sulfuri ya msingi, kutokana na mmenyuko wake wa redoks, hutoa S²⁻, ambayo huingia kwenye suluhisho. Wakati S²⁻ inapokutana na madini ya oksidi ya shaba, mmenyuko wa kemikali hutokea, ukizalisha madini ya sulfidi ya shaba. Mmenyuko wa redoks wa salfa ya elementi katika suluhisho la maji ni: 4S + 4H₂O → 3S²⁻ + SO₄²⁻ + 8H⁺. Mmenyuko wa kusulfa hufanyika kwanza kwenye uso wa madini ya oksidi ya shaba na polepole huingia ndani ya chembe za madini. Kwa mfano, mmenyuko wa kusulfa wa malakiti ni: Cu(OH)₂·CuCO₃ + 8S + 2H₂O → 6CuS + 2H₂SO₄ + 3H₂CO₃. Katika mchakato wa usulfidishaji wa maji ya moto, joto la usulfidishaji, ukubwa wa chembe za madini, kiwango cha sulfuri, na muda wa usulfidishaji vyote vina viwango tofauti vya ushawishi kwenye mabadiliko ya oksidi ya shaba.

Matatizo makubwa zaidi ya mbinu hii ni mahitaji ya joto la juu, matumizi makubwa ya mafuta, na muda mrefu wa sulfidation. Kwa hivyo, kupunguza joto la sulfidation na kufupisha muda wa sulfidation ni masharti ya awali kwa matumizi pana ya mbinu hii katika uzalishaji. Akademia ya Sayansi ya China imepiga hatua kubwa katika eneo hili. Wamepitisha teknolojia ya kichocheo cha uhamishaji awamu ili kukuza mmenyuko wa ukosefu wa uwiano wa salfa ya msingi, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa joto la usulfidi na kufupisha muda wa usulfidi wa usulfidi wa hidrothermal. ② Mbinu ya Kufufua kwa Asidi ya Mafuta Pia inajulikana kama ufufuaji wa moja kwa moja, mbinu ya kufufua kwa asidi ya mafuta hutumia asidi za mafuta na sabuni zake kama vikusanyaji. Kwa kawaida, vizuizi vya gangue kama vile glasi ya maji, fosfati, na viboreshaji vya pulpu kama sodiamu kabonati huongezwa.

Asidi za mafuta na sabuni zao ni bora sana kwa kuifungua malachite na azurite. Majaribio yanayotumia asidi za mafuta zenye mnyororo tofauti wa hidrokarboni kufungua malachite yanaonyesha kwamba mradi mnyororo wa hidrokarboni uwe mrefu vya kutosha, uwezo wa asidi ya mafuta wa kukusanya malachite ni mkubwa sana. Ndani ya kiwango fulani, uwezo wa kukusanya wa kioevu cha majaribio huongezeka moja kwa moja kadri kiasi kinavyoongezeka. Katika utendaji wa uzalishaji, asidi za kaboksiliki zilizochanganywa zenye mafuta yaliyojaa au yasiyojaa za C10 hadi C₂O ndizo hutumika zaidi. Njia hii inafaa tu kwa madini ya oksidi ya shaba ambapo vifusho si kabonati. Wakati gangue ina kiasi kikubwa cha madini ya chuma na manganisi, viashiria huvurugika; zaidi ya hayo, slime pia huwasha asidi za mafuta, hivyo kupunguza matumizi ya mbinu hii.

130 > Maswali na Majibu kuhusu Teknolojia ya Uboreshaji wa Madini na Madini Yasiyo ya Chuma III Uelea kwa Amine: Kwa kutumia amini kama wakusanyaji, flotation ni njia ya kawaida kwa madini yasiyo ya chuma ya oksidi (madini ya shaba, risasi, na oksidi ya zinki), inayofaa kwa usindikaji wa malakiti, azuriti, na madini ya kloridi ya shaba.

Amini ni wakusanyaji bora kwa madini ya oksidi ya shaba, lakini uteuzi wao ni duni, na pia hukusanya vichafu vingi. Kwa hivyo, mchakato wa amini mara nyingi huhitaji kusafisha awali. Hata hivyo, kwa madini ya oksidi ya shaba yenye udongo mwingi, kusafisha awali kunaweza kusababisha upotevu wa shaba. Kwa hiyo, ufunguo wa mchakato wa amini ni kupata wakala bora wa kuondoa udongo kwa madini yasiyotakikana. Kwa sasa, wakala bora wa kuondoa udongo kwa madini yasiyotakikana ni: unga wa mwani, lignin sulfonate au cellulose lignin sulfonate, na asidi poliakriliki.

④ Uelea kwa Emulsheni: Madini ya oksidi ya shaba Kwanza hufunikwa kwa sulfidi, kisha vichocheo vya kuunda kompleksi za shaba huongezwa ili kuunda uso thabiti wa madini unaopenda mafuta. Baadaye, emulsion ya mafuta isiyo na upande hupakwa kwenye uso wa madini, ikitengeneza hali inayopinga maji kwa nguvu na kuwezesha madini kushikamana imara na viputo vya hewa na kuelea.

Kiini cha uelea kwa emulsioni kinajumuisha vipengele vitatu: Kwanza, matumizi ya misombo ya kikompleksi ya shaba ya kikaboni iliyochaguliwa ili kuunda filamu imara inayopenda mafuta kwenye uso wa madini. Vichochezi vya kikompleksi vya shaba ni pamoja na benzotriazole-toluyltriazole, mercaptobenzothiazole, na diphenylguanidine. Pili, kuongeza emulsioni za mafuta yasiyo na polar ili kuboresha mshikamano kati ya madini na povu la hewa. Vichanganyaji vya emulsioni za mafuta yasiyo na polar ni pamoja na petroli, keroseni, na mafuta ya dizeli. Tatu, matumizi ya vizuizi maalum kama vile polima za akriliki na silikati ya sodiamu.

⑤ Mbinu ya kuelea kwa kutumia wakusanyaji wa chelati na mafuta yasiyo na sumu: Kwa madini magumu ya oksidi ya shaba (kama vile chrysocolla), mbinu za kuelea zilizotajwa hapo juu zina uteuzi dhaifu na viwango vya urejeshaji vya chini. Ili kurejesha madini magumu ya oksidi ya shaba kwa ufanisi, ni muhimu kupata wakusanyaji wenye uteuzi mkubwa. Kwa hiyo, imependekezwa mbinu ya uelea inayotumia wakala wa chelating na mafuta ya neutral.

Njia hii inahusu matumizi ya mkusanyaji unaoundwa na wakala wa chelati na mafuta yasiyo na upande. Matokeo ya utafiti yanaonyesha kuwa kutumia wakusanyaji wa chelating sio tu kuna uteuzi mkubwa na ufanisi wa ukusanyaji, bali pia huhakikisha kiwango cha juu cha utenganishaji huku ikipunguza matumizi ya reagenti. Zaidi ya hayo, wakusanyaji wa chelating pia wana athari za kuzuia kwa uteuzi. Hata hivyo, kutokana na gharama kubwa ya wakusanyaji wa chelating, utangazaji na matumizi yao katika uzalishaji ni kidogo. Kwa sasa, viunganishi vinavyotumika ni pamoja na rangi za msingi zilizobadilishwa kwa oktili kama vile malachite green, potassium octyloxime, benzotriazole, viunganishi vya mafuta yasiyo na upande, N-substituted imine diacetates, polyamines, na kondensati za organohalides.

(2) Mbinu ya Uongezaji wa Kemikali Ingawa flotation mara nyingi hutumika kuchakata madini ya shaba yaliyooksidishwa na madini mchanganyiko ya shaba yaliyooksidishwa na ya sulfidi, matokeo ya flotation kwa madini mengi ya shaba yaliyooksidishwa si bora. Baadhi ya madini ya shaba yaliyooksidishwa yana kiwango kikubwa cha shaba iliyofungwa, chembe ndogo, na kiwango kikubwa cha udongo, jambo linalofanya flotation kuwa ngumu. Katika miaka ya hivi karibuni, uchimbaji kemikali (hydrometallurgy) au michakato mchanganyiko ya kutibu madini ya shaba yaliyooksidishwa, hasa yale yaliyo ngumu kuyeyuka, imetoa matokeo bora, ikionyesha uwezekano mkubwa wa mafanikio. Mchakato huu una faida kama vile mtiririko rahisi, uwekezaji mdogo, matumizi madogo ya nishati, uchafuzi mdogo, na gharama ndogo za uzalishaji, jambo linaloufanya kuwa eneo la utafiti linalovutia katika uchakataji wa madini ya shaba yaliyooksidishwa na kutumika sana katika uzalishaji wa sekta ya shaba.

Mchakato wa uyeyushaji wa madini ya shaba ni hasa uyeyushaji kwa asidi, kwa kawaida ukitumia asidi salfuriiki hafifu kama kiwakala cha uyeyushaji. Mchakato huu unafaa kwa madini yenye vichafu vyenye asidi kwa kiasi kikubwa na hutumika sana kutoa shaba kutoka kwa madini ya daraja la chini, ya juu ya ardhi, na mabaki. Kwa sasa, shaba inayozalishwa kwa kutumia mchakato wa SX-EW (uleaji wa asidi-uchimbaji-uchimbaji wa umeme) inachangia takriban 22% ya uzalishaji wa shaba duniani. Mbali na uleaji wa asidi, uleaji wa amonia pia unazidi kupata umakini; mchakato huu unafaa kwa Madini ya shaba yaliyooksidishwa yenye kiasi kikubwa cha gangue ya alkali na udongo. Wakati wa uondoaji kwa amonia, (NH₄)₂CO₃ au (NH₄)₂SO₄ kwa kawaida huongezwa kama wakala wa uondoaji kwa amonia.