1. Mchakato wa kuboresha fahirisi ya kuelea ya madini tata ya sulfidi ya shaba, unaojulikana kwa kuwekwa kwa ziada kwa tanki la mchanganyiko la kunyonya hewa kati ya kichanganuzi na tanki la mchanganyiko kabla ya uelea; katika tanki hilo la mchanganyiko la kunyonya hewa, hewa hutumika na muda wa kuchanganya hudhibitiwa ili kurekebisha uwezo wa slurry wa madini ya sulfidi ya shaba; isoamyl xanthate na esteri ya sulfuri-nitrojeni (thionocarbamate) hutumika kama wakusanyaji wa kuchagua na vichochea povu kwa madini ya shaba; na kufufuka kwa haraka na kwa kipaumbele kwa madini ya shaba hufanywa, ikijumuisha hatua zifuatazo:

A. Uundaji wa reagenti ya kuelea:
Katika operesheni ya uelea wa shaba, chokaa hutumika kudhibiti pH ya laini ya kusaga na uelea katika kiwango cha 7.5–14; katika tanki la mchanganyiko la kunyonya hewa, hewa huingizwa na muda wa kuchanganya hudhibitiwa kwa dakika 10–30 ili kurekebisha uwezo wa slurry ya madini ya sulfidi ya shaba, ukidumisha uwezo wa slurry kuwa ≥100 mV dhidi ya elektrodi ya rejeleo ya calomel; isoamyl xanthate kwa 10–20 g/t; esteri ya sulfuri-nitrojeni (thionocarbamate) kama kikusanyaji na kichachua kwa 30–40 g/t;

B. Nukta za kuongeza na mbinu za kutumia vimumunyisho:
Chokaa na izoamili xanthate huongezwa kwenye kinu cha mpira; esteri ya sulfuri-nitrojeni huongezwa kwenye tanki la kuchanganya kabla ya uelea;

C. Mtiririko wa mchakato wa kuelea:
Hatua moja tu ya roughing, hatua moja ya scavenging, na hatua moja hadi mbili za kusafisha hutumika kupata mkusanyiko wa shaba.

2. Mchakato wa kuboresha kiashiria cha kuelea cha madini tata ya sulfidi ya shaba kulingana na dai la 1, unaojulikana kwa kuongeza chokaa na izoamili kisantheti katika kusaga kwa kutumia mipira; baada ya lawa kuingia kwenye tenki la mchanganyiko la kuvuta hewa, hewa huingizwa na muda wa kuchanganya hudhibitiwa ili kurekebisha uwezo wa lawa wa madini ya sulfidi ya shaba; chini ya athari ya oksidishaji ya oksijeni hewani, uwezo wa lami huongezeka taratibu kutoka takriban –300 mV wakati wa kusaga hadi 100 mV, na hatimaye hudhibitiwa kuwa ≥100 mV; katika mchakato huu, uwezo bora wa aina zote za madini ya sulfidi ya shaba uko ndani ya wigo huu; wakati kila madini ya sulfidi ya shaba inapofikia uwezo wake bora, kiasi kidogo cha isoamyl xanthate kinaweza kufanikisha uundaji bora wa madini nayo; kisha esteri ya salfa-nitrojeni huongezwa kwenye tenki la kuchanganya kabla ya uelea kama kikusanyaji na kichachua cha ziada, hivyo basi kuharakisha kiwango cha uelea wa shaba na kuruhusu kusafisha kwa haraka wakati wa uchimbaji wa shaba wa awali.

3. Mchakato wa kuboresha fahirisi ya kuelea ya madini tata ya sulfidi ya shaba kulingana na dai la 1, unaojulikana kwa kwamba pH inarekebishwa kwa chokaa katika kiwango cha 7.5–12, isoamyl xanthate hutumika kwa 10–20 g/t, na esteri ya sulfuri-nitrojeni (thionocarbamate) hutumika kama mkusanyaji na kichochea povu kwa 30–40 g/t.

Mchakato wa Kuboresha Faharasa ya Uelea ya Madini Mchanganyiko ya Sulfidi ya Shaba

Uwanja wa Kiufundi
Ubunifu huu unahusu mchakato wa kuboresha kwa ufanisi kiashiria cha manufaa cha madini changamano ya sulfidi ya shaba.

Sanaa ya Mandhari
Urekebishaji wa elektrokemikali unaweza kuboresha sana uteuzi wa mchakato wa kuelea na unafaa kwa utengano wa kuelea wa madini yenye metali nyingi na makusanyo makubwa. Mchanganyiko bora wa elektrokemia na vichocheo vipya, vyenye ufanisi vya kuelea ni mbinu mpya ya kutatua utengano wa kuelea wa madini tata ya sulfidi. Utenganishaji wa madini ya risasi na zinki kimsingi umeondoa changamoto ya kudhibiti uwezo wa slurry na umechangia pakubwa katika uzalishaji viwandani. Hata hivyo, kwa madini ya sulfidi ya shaba, kwa sababu madini ya shaba ni mengi na ya aina mbalimbali zaidi kuliko madini ya risasi, na kila madini ya shaba lina uwezo wake bora wa kuelea, ueleaji uliodhibitiwa kwa uwezo wa umeme wa awali kwa sulfidi za shaba uliweza tu kudhibiti uwezo bora wa madini moja kuu ya shaba. Matatizo kama vile ugumu wa udhibiti wa kiotomatiki wa uwezo wa laini na uongezaji wa kemikali bado yapo, na mbinu hii imetumika mara chache viwandani. Ili kutatua tatizo hili, kuna haja ya dharura ya kutafuta njia rahisi ya kudhibiti uwezo wa madini ya shaba.

Muhtasari wa uvumbuzi
Lengo moja la uvumbuzi huu ni kutoa teknolojia bora ya uboreshaji wa madini ya sulfidi ya shaba inayoweza kuboresha kwa kiasi kikubwa kiashiria cha urejeshaji wa madini ya shaba.

Lengo jingine la uvumbuzi huu ni kutoa mpango wa kemikali na mbinu ya utekelezaji kwa ajili ya uelea wa sulfidi ya shaba ambayo, huku ikiboresha urejeshaji wa madini ya shaba, inapunguza matumizi ya kemikali, inashusha gharama za uzalishaji, na inapunguza shinikizo kwa mazingira.

Lengo jingine la uvumbuzi huu ni kutoa mtiririko wa mtiririko wa kuelea na usanidi ambao ni rahisi kuendesha na una muundo uliorahisishwa, hivyo kuokoa uwekezaji na kupunguza matumizi ya nishati.

Suluhisho la kiufundi lililotumika na uvumbuzi huu kutatua matatizo ya kiufundi ni kama ifuatavyo: Ili kufikia malengo yaliyoelezwa hapo juu, uvumbuzi huu unatumia suluhisho la kiufundi lifuatalo: Mchakato wa kuboresha kiashiria cha kuelea cha madini changamano ya sulfidi ya shaba, ambapo tanki la mchanganyiko la kunyonya hewa limeongezwa kati ya kichanganuzi na tanki la mchanganyiko kabla ya kuelea. Katika tanki hili la mchanganyiko la kunyonya hewa, hewa hutumika na muda wa kuchanganya hudhibitiwa ili kurekebisha uwezo wa slurry wa madini ya sulfidi ya shaba. Isoamyl xanthate na esteri ya sulfuri-nitrojeni (thionocarbamate) hutumika kama wakusanyaji wa kuchagua na vichochezi vya povu kwa madini ya shaba. Ufufuaji wa haraka na wa kipaumbele wa madini ya shaba hufanywa, ukijumuisha hatua zifuatazo:

A. Uundaji wa reagenti ya kuelea
Katika operesheni ya kuelea kwa shaba, chokaa hutumika kudhibiti pH ya laini ya kusaga na ya kuelea katika kiwango cha 7.5–14. Katika tanki la mchanganyiko la kunyonya hewa, hewa huingizwa na muda wa kuchanganya hudhibitiwa (dakika 10–30) ili kurekebisha uwezo wa slurry ya madini ya sulfidi ya shaba, ukidumisha uwezo wa slurry kuwa ≥100 mV (kulingana na elektrodi ya rejeleo ya calomel). Kiasi cha xanthate ya isoamyl ni 10–20 g/t; esteri ya salfa-nitrojeni (thionocarbamate) hutumika kama kikusanyaji/kipupukaji kwa kiasi cha 30–40 g/t.

B. Pointi za kuongeza na mbinu za kutumia vimumunyisho
Chokaa na isoamyl xanthate huongezwa kwenye kinu cha mpira; esteri ya sulfuri-nitrojeni huongezwa kwenye tanki la kuchanganya kabla ya uelea.

C. Mtiririko wa mchakato wa uelea
Hatua moja tu ya roughing, hatua moja ya scavenging, na hatua moja ya usafishaji wa pili hutumika kupata mkusanyiko wa shaba.

Katika mchakato uliotajwa hapo juu wa kuboresha kiashiria cha kuelea kwa madini changamano ya sulfidi ya shaba, chokaa na izoamili ksanati huongezwa kwenye mashine ya kusaga. Baada ya mchanganyiko kuingia kwenye tanki la mchanganyiko la kuvuta hewa, hewa huingizwa na muda wa kuchanganya hudhibitiwa ili kurekebisha uwezo wa mchanganyiko. Chini ya athari ya oksidishaji ya oksijeni hewani, uwezo wa lami huongezeka polepole kutoka takriban –300 mV (wakati wa kusaga) hadi 100 mV, na hatimaye hudhibitiwa kuwa ≥100 mV. Katika mchakato huu, uwezo bora wa aina zote za madini ya sulfidi ya shaba upo ndani ya wigo huu. Kila sulfidi ya shaba inapofikia uwezo wake bora, kiasi kidogo cha isoamyl xanthate kinaweza kufanikisha uundaji bora wa madini. Kisha, esteri ya salfa-nitrojeni huongezwa kwenye tenki la kuchanganya kabla ya uelea kama kikusanyaji na kichachua cha ziada, hivyo basi kuharakisha kiwango cha uelea wa shaba na kuruhusu kusafisha kwa haraka wakati wa uchimbaji wa awali wa shaba.

Katika mchakato uliotajwa hapo juu, pH inarekebishwa kwa chokaa katika kiwango cha 7.5–12, kipimo cha xanthate ya isoamyl ni 10–20 g/t, na kipimo cha esteri ya sulfuri-nitrojeni (kama mkusanyaji/kipupwe) ni 30–40 g/t.

Faida za uvumbuzi
Mtiririko wa mchakato wa teknolojia hii mpya ya ufuaji kwa madini ya sulfidi ya shaba unaendana na mtiririko wa kawaida wa ufuaji wa upendeleo kamili, yaani, bado ni ufuaji wa upendeleo kamili wa madini ya shaba. Tofauti iko katika matumizi ya muda wa kuchanganya unaodhibitiwa na hewa ili kurekebisha uwezo wa pulp. Kwa kudhibiti vigezo mbalimbali ikiwa ni pamoja na vigezo vya kawaida vya uendeshaji wa flotation, kiashiria cha flotation na utendaji wa madini ya shaba vimeboreshwa, na hivyo kuwezesha utenganishaji wa haraka na wenye uteuzi mkubwa wa madini tata ya sulfide. Kuna hoja kuu mbili: kwanza, udhibiti na marekebisho makuu ya vigezo vya uendeshaji vya ufufuaji wa kawaida kama vile pH ya laini, aina ya kikusanyaji, kipimo na mbinu ya kuongeza, muda wa ufufuaji, na muundo wa mzunguko wa ufufuaji; pili, hakuna elektrodi za nje au kemikali za ziada zinazotumika; oksijeni iliyopo hewani tu hutumika kama kichocheo cha uoksidishaji, na uwezo wa lindi hurekebishwa kwa kudhibiti muda wa kuchanganya. Ikilinganishwa na michakato ya kawaida ya uelea, teknolojia hii ya uelea inaweza: (1) kuboresha kiashiria cha utenganishaji, kwa kuongeza wastani wa urejeshaji wa madini ya shaba kwa asilimia 5 hadi 40, huku pia ikipata kiwango cha juu cha mkusanyiko; (2) kurahisisha muundo wa mtiririko wa mchakato; muda wa uelea ni takriban theluthi mbili tu ya ule unaohitajika na uelea wa kawaida, hivyo kuokoa uwekezaji wa vifaa na kupunguza matumizi ya nishati. Teknolojia ya sasa ya mchakato inaruhusu kila madini ya shaba kuingiliana na vichocheo na kupitia utengano wa haraka wa uelea chini ya hali yake bora ya uwezo. Njia ya kudhibiti uwezo ni rahisi na imara zaidi kuliko njia za awali za kudhibiti uwezo wa shaba, hivyo mtiririko wa mchakato unaweza kufupishwa sana. Idadi ya hatua za kuondoa uchafu inaweza kupunguzwa hadi moja au hata kuondolewa kabisa, na kwa ujumla ujazo wa vifaa unaweza kupunguzwa kwa takriban theluthi moja; (3) kupunguza matumizi ya kemikali na kupunguza gharama za uzalishaji. Vikusanyaji vya shaba vinaweza kupunguzwa kwa takriban robo tatu hadi robo mbili; (4) uendeshaji thabiti: ndani ya kiwango cha pH cha 7.5–14, uelea wa madini ya shaba hauathiriwi sana, na mabadiliko katika sifa za madini ghafi yana athari ndogo kwenye utenganishaji.

Wakati akishughulikia madini ya sulfidi ya shaba chini ya hali sawa kwa kutumia teknolojia ya sasa ya mchakato na teknolojia ya kawaida ya flotation, teknolojia ya sasa inaonyesha faida kubwa kwa viashiria vya flotation ya shaba, matumizi ya kemikali, muundo wa mtiririko wa kazi, na matumizi ya nishati, na ina faida dhahiri kiuchumi na kijamii.

Maelezo mafupi ya michoro
Ubunifu huu unaelezwa zaidi kwa undani hapa chini kwa kurejelea mifano maalum.
Mchoro 1 ni mtiririko wa kawaida wa mtihani wa mchakato na masharti.

Mchoro wa 2 ni mtiririko mpya wa majaribio ya mchakato na masharti ya uvumbuzi huu.

Maelezo ya kina ya mifano
Suluhisho la kiufundi lililotumika na uvumbuzi huu kutatua matatizo ya kiufundi ni kama ifuatavyo: Ili kufikia malengo yaliyo hapo juu, uvumbuzi huu unatumia suluhisho la kiufundi lifuatalo:
Teknolojia bora ya uboreshaji kwa madini ya sulfidi ya shaba, inayojulikana kwa masharti yafuatayo ya kiufundi na utungaji: (1) tanki la mchanganyiko la kuvuta hewa limeongezwa kati ya kichanganuzi na tanki la mchanganyiko kabla ya uelea; katika tanki hili la mchanganyiko la kunyonya hewa, hewa hutumika na muda wa kuchanganya hudhibitiwa ili kurekebisha uwezo wa slurry wa madini ya sulfidi ya shaba; (2) isoamyl xanthate na esteri ya sulfuri-nitrojeni (thionocarbamate) hutumika kama wakusanyaji/wazalishaji povu wa kuchagua kwa madini ya shaba; (3) uelea wa haraka wa kipaumbele wa madini ya shaba hufanywa.

Mpango wa kemikali za uelea na mbinu ya utekelezaji kwa ajili ya kuboresha kwa ufanisi kiashiria cha urejeshaji wa metali cha madini ya sulfidi ya shaba: mpango wa kemikali ni kama ifuatavyo: katika operesheni ya uelea wa shaba, chokaa hutumika kudhibiti pH ya laini ya kusaga na uelea katika kiwango cha 7.5–14; katika tanki la mchanganyiko la kuvuta hewa, hewa huingizwa na muda wa kuchanganya hudhibitiwa ili kurekebisha uwezo wa lami, na uwezo wa mwisho wa lami ukiwa ≥100 mV (kulingana na elektrodi ya rejeleo ya calomel); isoamyl xanthate kwa 10–20 g/t; esteri ya sulfuri-nitrojeni (thionocarbamate) kama kikusanyaji/kipovu kwa 30–40 g/t; chokaa na isoamyl xanthate huongezwa kwenye mashine ya kusaga ya mipira, na esteri ya sulfuri-nitrojeni huongezwa kwenye tenki la kuchanganyia kabla ya uelea.

Mpangilio wa mzunguko wa uelea wenye udhibiti rahisi wa uwezo ili kuboresha kwa ufanisi kiashiria cha urejeshaji wa uelea wa metali katika madini ya sulfidi ya shaba. Mchoro wa mtiririko wa mchakato wa uelea unaonyeshwa katika Mchoro 2.

Mifano 1 hadi 4
Mifano 1 hadi 4 ilitumia madini ya shaba yaliyokuwa na madini mengi ya shaba. Muundo wa madini ulikuwa kama ifuatavyo: madini ya kimetali yalijumuisha hasa pyrrhotite, chalcopyrite, chalcocite, bornite, pyrite, colloform pyrite, sphalerite, ikifuatiwa na bismuth asilia, bismuthinite, stannite, marcasite, pamoja na kiasi kidogo na chembechembe za rutile, digenite, cubanite, hessite, limonite, hematite, molybdenite, n.k.; madini yasiyo ya kimetali yalijumuisha hasa kuwani, kabonati, kloriti, epidoti, serisiti, spheni, zirconi, n.k.

Kutokana na matokeo ya uchambuzi wa awali wa madini, madini ya shaba yalijumuisha sulfidi za shaba za msingi na za pili, huku oksidi za shaba zikichangia tu 1–3% ya jumla ya madini, hivyo madini hayakuathiriwa sana na oksidishaji. Kwa mtazamo wa muundo wa madini, urejeshaji wa madini haya unaathiriwa hasa na shaba ya pili na ukubwa wa chembe. Kiwango cha nadharia cha urejeshaji wa shaba kwa Mifano 1 hadi 4 kilikuwa takriban 96.45%, 97.30%, 96.20%, na 91.00%, mtawalia.

Matokeo ya uchambuzi wa vipengele vikuu katika Mifano 1-4     

Katika Mifano 1 hadi 4, sampuli za madini zenye sifa tofauti zilitumika mtawalia kwa majaribio ya utajirishaji kwa kulinganisha. Katika mchakato mpya wa utajirishaji, madini yalipondwa, na chokaa na isoamyl xanthate ziliongezwa wakati wa kusaga ili kurekebisha thamani ya pH. Wakati ukubwa wa kusaga ulipofikia –200 mesh, mchanganyiko ulichanganywa kwenye tanki jipya la mchanganyiko linalovutia hewa, na uwezo wa mchanganyiko wa madini ya sulfidi ya shaba ulirekebishwa kwa kudhibiti muda wa kuchanganya. Kisha, isoamyl xanthate na esteri ya salfa-nitrojeni (thionocarbamate) zilitumika kama wakusanyaji wa kuchagua na vifuniko kwa madini ya shaba, na uelea wa haraka wa upendeleo wa madini ya shaba ulifanyika wakati wa mchakato wa uelea. Baada ya kusafisha kwa awali na kusafisha madini ya shaba, idadi ya hatua za kuondoa sumu inaweza kupunguzwa hadi moja au hata kuondolewa kabisa.

Kwa Mifano 1 hadi 4, kwa kutumia mchakato wa uvumbuzi huu na mchakato wa kawaida, mtiririko wa majaribio na masharti ya mchakato mpya na mchakato wa kawaida yanaonyeshwa katika Michoro 1 na 2, mtawalia. Ulinganisho wa matokeo ya majaribio kwa Mifano 1 hadi 4 umeonyeshwa katika Jedwali 1. Inaonekana kwamba chini ya hali mpya za mchakato wa uvumbuzi huu, urejeshaji wa shaba ulikuwa 96.36%, 97.24%, 95.90%, na 90.49%, mtawalia, ambazo kwa kiasi kikubwa zinaendana na urejeshaji wao wa kinadharia. Ikilinganishwa na hali za kawaida za mchakato, urejeshaji wa shaba chini ya hali mpya za mchakato za uvumbuzi huu uliongezeka kwa alama za asilimia 6.06, 5.29, 6.80, na 41.67, mtawalia; matumizi ya reagent yalipunguzwa kwa 100–120 g/t, na idadi ya hatua za kuondoa sumu inaweza kupunguzwa hadi moja au hata kuondolewa kabisa.