
Njia ya kuelea kwa mkusanyiko wa shaba kutoka kwa madini tata ya sulfidi yenye metali nyingi ikijumuisha shaba, risasi, zinki na metali nyingine
Ubunifu huu unahusu mbinu ya uboreshaji wa madini changamano ya sulfidi yenye metali nyingi, na hasa mbinu ya kuifungua kwa kipaumbele mkusanyiko wa shaba kutoka kwenye mkusanyiko mkubwa wa Cu–Pb–Zn uliopatikana kwa kuifungua madini changamano ya sulfidi yenye shaba, risasi, zinki na metali nyingine.
Katika madini tata ya sulfidi ya shaba-sumu-zinki, kutokana na ukuaji wa karibu wa metali kadhaa na ukubwa wa chembe zao ndogo zilizosambazwa, utenganishaji ni mgumu sana. Katika mazoezi ya ndani na kimataifa, madini kama haya kwa kawaida husagwa hadi unene unaohitajika na kisha hufanyiwa uelea ili kupata mkusanyiko mkubwa wa shaba-sumu-zinki. Kuna njia kuu tatu za kutenganisha shaba, risasi na zinki kutoka kwa mkusanyiko mkubwa kama huo: kwanza, njia ya joto, ambayo hufanikisha utenganishaji kwa kupasha joto ili kuondoa vimiminika mbalimbali kutoka kwenye nyuso za madini, na hivyo kuunda tofauti katika uwezo wa kuelea; pili, matumizi ya kemikali za kloridi kupunguza uwezo wa kuelea wa madini ya shaba huku ikieleza galena, na hivyo kufanikisha utenganishaji; na tatu, kuongeza chumvi za kikaboni, kwa kutumia wanga, dondoo ya tanini, dekstrini, n.k., kama vifinyazo ili kufinyaza galena na kueleshea madini ya shaba. Hata hivyo, matatizo ya kawaida na mbinu hizi ni ufanisi duni wa utenganishaji kati ya madini mbalimbali, urejeshaji mdogo wa madini, uchafuzi mkubwa wa shaba na zinki katika mkusanyiko wa risasi unaosababisha ubora duni wa bidhaa, matumizi makubwa ya nishati katika baadhi ya mbinu, na kemikali zenye sumu na uchafuzi wa mazingira katika zingine. Kwa hivyo, kumekuwa na utafutaji endelevu wa mbinu rahisi na yenye ufanisi wa utenganishaji.
Lengo la uvumbuzi huu ni kuondoa mapungufu ya mbinu za awali na kutoa njia ya kuifungua na kutenganisha kwa kipaumbele mkusanyiko wa shaba kutoka kwenye mkusanyiko mkubwa wa Cu–Pb–Zn uliopatikana kutoka kwa madini tata ya sulfidi yenye shaba, risasi, zinki na metali nyingine, kwa viashiria vya juu vya utenganishaji na ufanisi mzuri wa utenganishaji.
Njia hii kwanza huweka madini tata ya sulfidi yenye shaba, risasi, zinki na metali nyingine kwenye utaratibu wa kawaida wa kuelea, yaani, kusaga na kusagwa hadi unene wa –0.074 mm unaochangia 80%, kisha kuongeza kiasi kinachofaa cha xanthate, frother, Mafuta ya Nambari 2 na chokaa kama kidhibiti ili kufanya uelea wa wingi wa madini ya sulfidi ya shaba, risasi na zinki, na kupata mkusanyiko wa wingi wa Cu-Pb-Zn. Baadaye, mkusanyiko wa shaba huelea kwa kipaumbele na kutenganishwa kutoka kwenye mkusanyiko wa wingi wa Cu-Pb-Zn kupitia hatua zifuatazo:
a. Kusaga tena mkusanyiko mzito wenye shaba, risasi, zinki na sulfidi nyingine za metali hadi ukubwa wa –0.033 mm, ukichangia 90%, na kuongeza kaboni hai kiasi cha 300–600 g/t (inapendekezwa 500 g/t) wakati wa mchakato wa kusaga tena kwa ajili ya kuondoa reagenti na kuyeyusha na kutoa maji;
b. Kuongeza maji safi kwa ajili ya kurekebisha msongamano wa pulpa hadi msongamano wa 40%;
c. Kuongeza sodiamu sulfidi kwa kiasi cha 1500–5000 g/t (inapendekezwa 2000 g/t) na kuchanganya sawasawa;
d. Kuongeza sodiamu sulfiti kwa 3000–6000 g/t na ferusi sulfati kwa 2000–5000 g/t, na kuchanganya kwa usawa; dozi zinazopendekezwa ni 5000 g/t kwa ile ya kwanza na 3000 g/t kwa ile ya pili;
e. Kuongeza zinki sulphati kwa gramu 500–900 kwa tani (inapendekezwa gramu 800 kwa tani) na kuchanganya kwa usawa;
f. Kuongeza asidi ya salfuri ili kurekebisha pH ya laini hadi 5–6 na kuchanganya sawasawa;
g. Kuongeza ethyl xanthate kwa gramu 40–60 kwa tani na reagenti Z-200 kwa gramu 30–50 kwa tani (inapendekezwa gramu 50 kwa tani kwa ile ya kwanza na gramu 40 kwa tani kwa ile ya pili); kufanya uelea wa upendeleo ili kutenganisha shaba kutoka risasi na zinki, ambapo bidhaa ya povu ni mkusanyiko mzito wa awali wa shaba na bidhaa ya seli ni mkusanyiko wa risasi au mkusanyiko wa jumla wa Pb-Zn.
Hatimaye, mkusanyiko mchafu wa shaba ulioelea hupitia hatua moja ya kusafisha ili kupata mkusanyiko wa shaba uliokamilika.
Kwa kutumia mbinu ya uelea kwa ajili ya mkusanyiko wa shaba kulingana na uvumbuzi huu, majaribio ya kiwango cha benchi yalifanywa kwenye madini ya sulfidi ya metali nyingi kutoka mgodi fulani, yakipata matokeo mazuri ya utenganishaji. Madini haya yana baadhi ya sulfidi za shaba za sekondari na kiasi kikubwa cha sulfidi za chuma, zenye chembe ndogo zilizosambazwa, jambo linaloyafanya kuwa madini magumu kuchakata. Madini yaliyotolewa moja kwa moja kutoka mgodini yalikuwa na Cu 0.25%, Pb 1.14%, Zn 1.91% na Ag 35.5 g/t. Baada ya kupata mkusanyiko mkuu wa Cu-Pb-Zn kwa njia ya kawaida ya kuelea, ulisagwa tena hadi ukubwa wa -0.033 mm, ukifikia jumla ya 90%. Wakati wa kusaga tena, kaboni iliyochochewa iliongezwa kwa gramu 500 kwa tani kwa ajili ya kuondoa kemikali za uchakataji, ikafuatiwa na mchakato wa kuyeyusha na kutoa maji, na maji safi yaliongezwa kurekebisha msongamano wa rojo hadi 40%. Sodiamu sulfidi iliongezwa kwa gramu 2000 kwa tani na kulindwa kwa dakika 5; sodium sulphite kwa gramu 5000 kwa tani na ferrous sulphate kwa gramu 3000 kwa tani ziliongezwa kisha na muda wa kusawazisha wa dakika 15; zinki sulphate kwa gramu 800 kwa tani iliongezwa baadaye na muda wa kusawazisha wa dakika 3; asidi ya sulfúriki kwa 8000 g/t iliongezwa ili kudumisha pH ya laini ya mbao kuwa 5–6 kwa dakika 3 za uimarishaji; hatimaye, ethyl xanthate kwa 40 g/t na reagenti ya Z-200 kwa 30 g/t ziliongezwa kwa ajili ya uelea wa upendeleo. Majaribio ya uzioweshaji ya mzunguko-funge katika kiwango cha benchi yalionyesha kuwa mkusanyiko wa shaba wenye daraja la 21.29% Cu ulipatikana, ukiwa na 3.91% Pb na 5.18% Zn pekee, na urejeshaji wa shaba wa 75.32%. Kikolezo kikuu cha Pb-Zn kilichopatikana kilikuwa na viwango vya 19.30% Pb na 33.40% Zn, na urejeshaji wa risasi na zinki ulikuwa 89.57% na 92.68%, mtawalia. Aidha, mbinu ya kuelea ya uvumbuzi huu ilipotumika kwa madini kutoka mgodi wa kaskazini mwa Uchina, matokeo mazuri pia yalipatikana. Udhahabu huu ulikuwa na Cu 0.23%, Pb 0.62%, Zn 2.42% na Fe 3.09%. Chini ya hali ya kaboni iliyochochewa 500 g/t, sodiamu salfaidi 2000 g/t, sodium sulphite 5000 g/t, ferrous sulphate 3000 g/t, zinc sulphate 800 g/t, asidi ya sulfúriki 8000 g/t, ethyl xanthate 30 g/t na reagenti Z-20 40 g/t, majaribio ya kiwango cha benchi yalipata mkusanyiko wa shaba wenye kiwango cha shaba cha 15% na urejeshaji wa shaba wa 60%, na hivyo kufikia lengo la kutenganisha shaba kutoka kwa risasi na zinki.
Njia ya uvumbuzi huu ina faida za viashiria vya juu vya utenganishaji, utenganishaji mzuri wa shaba kutoka risasi na zinki, uokoaji wa nishati, na hakuna uchafuzi wa mazingira. Inafaa kwa utenganishaji wa madini ya sulphidi ya polimetali ngumu kuyeyuka, hasa madini changamano ya Cu–Pb–Zn yenye madini ya shaba ya sekondari, yaliyojazwa na pyrite kwa wingi, na chembe ndogo sana zilizosambazwa za madini yenye thamani.