Mchakato wa Uboreshaji wa Madini ya Sulfidi Tete

Madini tata ya sulfidi yaliyojadiliwa hapa yanahusisha madini ya shaba na sulfidi, madini ya shaba, sulfidi na chuma, madini ya shaba na molibdenamu, na madini ya shaba na nikeli.

7.2.3.1 Utengano kwa Kupeperushwa wa Madini ya Sulfidi ya Shaba

Hifadhi ya sulfidi ya shaba ni mojawapo ya aina kuu za hifadhi za shaba nchini China. Hifadhi nyingi kati ya hizi ni hifadhi za pirit ya shaba na skarni ya shaba, ambazo zimesambazwa kwa wingi. Zinaweza kuwa ngumu na kubwa au zilizosambazwa. Kuna pyrite nyingi zaidi katika madini makubwa yaliyokusanyika kuliko katika madini yaliyosambazwa. Sifa za pyrite yenye shaba iliyokusanyika ni kwamba pyrite ndiyo madini kuu yenye kiwango cha hadi 50%-95%, na madini yasiyohitajika ni machache. Kwa aina hii ya madini, mabaki ni mkusanyiko wa pyrite baada ya madini ya sulfidi ya shaba kuyumbishwa. Ikiwa kiasi cha vifuska ni kikubwa, mabaki yanapaswa pia kuzalishwa. Kuhusu pyrite ya shaba iliyosambazwa, kuna kiasi kidogo cha sulfidi za shaba na chuma ambazo zimesambazwa katika vifuska.

Mchakato wa Kuelea Uteule

Utoaji wa shaba hufanywa kwanza, kisha hufuatiwa na ule wa sulfuri. Katika kesi ya madini makubwa yenye msongamano mkubwa, kwa kawaida hutumika laini yenye alkali ya juu yenye zaidi ya 600–800 g/m³ CaO huru na kipimo kikubwa cha xanthate ili kutoa shaba huku sulfuri ikidhibitiwa, na hivyo kuzalisha mkusanyiko wa sulfuri kama mabaki ya uleaji. Katika kesi ya madini yaliyosambazwa, uelea wa salfa wa mabaki kutoka kwa uelea wa shaba ni muhimu na ute wa alkali ya chini hutumika kadri iwezekanavyo katika uelea wa shaba ili kupunguza matumizi ya asidi ya salfa na kuhakikisha uendeshaji salama zaidi katika uelea wa salfa.

Mchakato wa Kuelea kwa Wingi B

Kwa madini ya shaba-sulfuri yenye kiwango kidogo cha sulfuri na madini ya shaba yanayofufuka kwa urahisi, ufunikaji wa wingi hufanywa katika laini yenye alkali hafifu, kisha shaba na sulfuri katika mkusanyiko wa wingi hutenganishwa katika laini yenye alkali kubwa kwa kuongeza chokaa.

C Mchakato wa Utoaji wa Chaguo na Kiasi Kikubwa

Vikusanyaji vyenye uteuzi mzuri kama Z-200 au OSN-43 na ester-105 hutumika kwa ajili ya ueleaaji wa uteuzi wa madini ya shaba yenye uwezo mzuri wa kuelea, ambapo sehemu ya mkusanyiko wa shaba hupatikana. Kisha flotation ya wingi hufanywa na mkusanyiko wake mkubwa wa shaba na sulfuri hutenganishwa kwa kuifukua shaba na kuisukuma chini sulfuri. Mchakato huu unaweza kuepuka uwezekano wa kusukumwa chini kwa madini ya shaba kwa kiasi kikubwa cha chokaa na hauhitaji asidi ya sulfuri nyingi kuamsha pirititi.

Mfumo wa reagenti kwa Madini ya shaba na sulfuri inaweza kuhitimishwa kama:

(1) Vikusanyaji maalum vya juu, kama vile lipidi yenye uteuzi mzuri lakini nguvu dhaifu ya kukusanya pyrite, vinapaswa kutumika.

(2) Chokaa hutumika sana kutoa mazingira yenye alkali kali na kupunguza pyrite. pH au kiwango cha CaO huru katika laini ya madini kinaweza kuathiri sana utenganishaji. Kanuni ya jumla ni kwamba kiasi kikubwa cha chokaa kinapaswa kuongezwa unaposhughulikia madini mazito na makubwa yenye pyrite nyingi, ili CaO huru katika laini iweze kufikia takriban 800 g/m³ ili kupunguza pyrite. Kwa madini yaliyosambazwa yenye pyrite kidogo, kudhibiti pH ya ute kwa chokaa kuwa 9-12 kunaweza kuyeyusha shaba na kupunguza salfa. Hasara ya njia hii ni kwamba povu linaloshikamana linaweza kusababisha kumwagika juu ya mfereji wa mkusanyiko na linaweza kusababisha mkusanyiko wa kalsiamu kwenye vifaa na mabomba.

(3) Kalsiamu pamoja na asidi ya salfuri ni njia inayotumika sana ya kupunguza pyrite bila kutumia cyanidi zenye sumu na inafaa kwa madini ya sulfidi ya shaba yenye salfuri nyingi au yaliyomo kwa juu ya slime, au yenye pyrite hai ambayo haipungui kwa urahisi na kalsiamu. Muhimu ni kudhibiti pH sahihi ya mchanganyiko kuwa 6.5–7 na kiasi cha asidi ya salfa, na kuimarisha uingizaji hewa na mtikisiko. Ikilinganishwa na mbinu ya kutumia chokaa pekee, ina faida za uendeshaji thabiti, kiashiria kizuri cha shaba na matumizi madogo ya vichocheo kama asidi ya salfa.

(4) Chokaa pamoja na kizuiaji kikaboni pia ni njia ya kuzuia pyrite vizuri.

(5) Chokaa pamoja na cyanidi inafaa kwa pyrite yenye uwezo mkubwa wa kuelea. Pyrite iliyoshuka inaweza kuelea baada ya kupunguza pH kwa kuongeza asidi ya sulfuri.

(6) Kupasha joto pia kunaweza kutumika kuharakisha oksidishaji wa uso wa pirit na kupunguza pirit.

7.2.3.2 Utengano wa Shaba, Salfa, Madini ya Chuma

Madini ya chuma yenye sulfuri na shaba ni akiba ndogo za shaba za aina ya skarn, ambazo kwa kawaida ni ndogo kwa akiba na zenye ubora wa chini, zikijumuisha hasa chalcopyrite, na pia magnetite, pyrite na pyrrhotite.

Utoaji wa chaguo au ukolezi wa wingi unaofuatiwa na utenganishaji mara nyingi hutumika kwa shaba na salfa, wakati utenganishaji wa sumaku wa kiwango cha chini hutumika kwa urejeshaji wa magnetite. Ukolezi unaweza kufanywa kabla ya utenganishaji wa sumaku au kinyume chake. Ikiwa utenganishaji wa sumaku utafanywa kwanza, kiwango cha sulfuri katika mkusanyiko wa chuma huwa juu kuliko inavyohitajika kwa sababu pyrrhotite inaweza kuathiri ubora wa mkusanyiko wa chuma. Ni muhimu kuboresha urejeshaji wa pyrrhotite kwa njia ya flotation ili kuongeza urejeshaji wa sulfuri na kupunguza kiwango cha sulfuri katika mkusanyiko wa chuma.

Mfano mmoja wa madini ya chuma yenye shaba, sulfuri na kobalt ni Mgodi wa Chuma wa Daye. Ni mgodi mkubwa wa chuma unaojumuisha shaba, sulfuri na kobalt, unaosindika tani 10,000 za madini ya ROM kwa siku. Madini hayo hukatwa katika mzunguko wazi wa hatua tatu na kusagwa katika mzunguko uliofungwa wa hatua mbili. Ufufukaji wa jumla kwa kutumia mashine mbili za kusaga ghafi na mbili za kusafisha hufanywa ili kupata mkusanyiko wa jumla wa shaba-sulfuri, ambapo kobalt, dhahabu na vipengele vingine vinavyohusiana pia huingia kwenye mkusanyiko huo wa jumla. Kisha ufufukaji wa shaba hufanywa kwa kupunguza sulfuri katika lawa yenye alkali ya juu (pH>12) kwa msaada wa chokaa, ambapo mkusanyiko wa shaba na sulfuri vyote hupatikana. Dhahabu, fedha na vipengele vingine vya thamani huingia kwenye mkusanyiko wa shaba, wakati kobaltu huingia kwenye mkusanyiko wa sulfuri na inaweza kuuzwa kama mkusanyiko wa sulfuri-kobaltu. Matope ya uibushaji wa jumla hutibiwa kwa kutenganisha kwa sumaku zenye nguvu ndogo ili kurejesha chuma na kuzalisha mkusanyiko wa chuma.

7.2.3.3 Utengano kwa Kufufuliwa wa Madini ya Shaba Molibdenamu

Akiba ya shaba molibdenamu inapata matumizi yake makubwa ya viwandani katika akiba za sulfidi ya shaba za porfiri. Akiba ya sulfidi ya shaba porfiri ina akiba kubwa na ni rasilimali muhimu kwa uchimbaji wa shaba. Ina sifa ya kiwango cha chini: Cu 0.5%–1%, Mo 0.01%–0.03%.

Katika aina hii ya madini, shaba hupatikana hasa kama chalcocite (Cu₂S) na chalcopyrite (CuFeS₂), na molybdenamu hupatikana hasa kama molybdenite (MoS₂). Kuna aina tatu za michakato ya uboreshaji kwa madini ya shaba na molybdenamu.

(1) Utoaji wa bulk unaofuatiwa na kusagwa tena na utenganishaji wa molibdeni ya shaba kwenye mkusanyiko mkuu wa bulk ni mchakato unaotumika sana, hasa kwa madini ya shaba ya porfiri, ambapo madini ya sulfidi hupatikana katika chembe kubwa na yana uwezo mzuri wa kuelea. Zinaweza kukusanywa kwa kutumia vikusanyaji vya kawaida kama xanthate na frothers.

Katika kusaga awali hatua moja, zaidi ya 90% ya mabaki yanaweza kuondolewa kwa flotation ya wingi, na hivyo kupunguza gharama ya kusaga. Kikolezo kikuu cha awali kinapigwa tena na kikolezo kikuu cha shaba-molibdeni kinaweza kupatikana kwa kupunguza sulfuri kwa kutumia chokaa. Kikolezo kikuu cha shaba-molibdeni kinatenganishwa zaidi kwa flotation ili kupata kikolezo cha molibdeni na kikolezo cha shaba. Kikolezo kikuu cha sulfuri kinaweza kusafishwa kwa flotation au kwa mkusanyiko wa mvuto ili kupata kikolezo cha mwisho cha sulfuri.

(2) Utoaji wa wingi wa shaba na molibdenamu na utenganishaji wa kupunguza sulfuri hutumika kwa madini ya shaba-molibdenamu yenye chembe ndogo, kiwango kidogo cha pyrite na uwezo wa jumla wa kuelea.

(3) Utengano wa sumaku wa mtiririko wa juu unaopulsa wa mkusanyiko mkubwa wa shaba na molibdenamu hutumia sumaku dhaifu ya chalcopyrite wakati molybdenite si ya sumaku. Hasara ni kwamba ukubwa wa chembe za madini ya shaba na molibdenamu ni mdogo sana, na madini ya shaba yana mvuto dhaifu wa sumaku, jambo linalosababisha urejeshaji hafifu na uwiano mdogo wa utajiri.

Mfumo wa kemikali kwa ajili ya kupunguza shughuli za shaba na kuongeza uwezo wa kuelea wa molibdenamu unahusisha: Na₂S ikijumuisha NaHS na sulfide ya amoniumu, Na₂S ikifuatana na kupashwa joto kwa mvuke, cyanidi pekee, cyanidi ikifuatana na Na₂S, reagenti ya Knox, kioksidishaji kama NaClO au H₂O₂, na vichochezi vya kikaboni kama asidi mercapto asetiki. Na₂S, cyanidi au wakala wa Knox ni bora zaidi katika kupunguza uchimbaji wa chalcopyrite na bornite, wakati sulfide ya amoniumu, ferricyanidi na ferrocyanidi, kioksidishaji sodiamu hipokloriti na hidrojeni peroksaidi ni bora katika kupunguza uchimbaji wa sulfide ya pili ya shaba. Asidi ya mercaptoacetic na vichochezi vingine vya kikaboni ni vichochezi vipya vilivyotengenezwa vya sulfide ya molybdenum visivyo na sumu na vyenye ufanisi mkubwa, na bado vinatangazwa.

Ili kuimarisha utenganishaji wa shaba na molibdenamu, mbinu zifuatazo zinaweza kutumika:

(1) Kuongeza msongamano na kuondoa wakala ni muhimu kabla ya kutenganisha mkusanyiko mkubwa ili kuondoa wakala ziada katika mkusanyiko mkubwa na kuhakikisha kwamba mtikisiko na utenganishaji vinafanywa chini ya mkusanyiko unaofaa.

(2) Kupasha joto kwa mvuke wa kioevu kilichokusanywa hadi 85–90℃ hutumika katika baadhi ya nchi kutoa na kuharibu filamu ya mkusanyaji kwenye uso wa kioevu kilichokusanywa, wakati mwingine kwa kuongeza chokaa kidogo na kuingiza oksijeni au hewa. Njia hii ina ufanisi mzuri lakini gharama kubwa na husababisha mchakato tata.

(3) Mchakato wa kuzima ambao huweka slurry kwenye benki za kuhifadhi kwa muda mrefu huku hewa ikiingizwa, hutumika kufanya uso wa chalcopyrite kuwa oksidi na wenye kupenda maji. Pia inaweza kufanya xanthate isifanye kazi kwa sababu xanthate kwenye uso wa chalcopyrite na ndani ya pulp inaweza kuoksidishwa na kuvunjika katika pH ya chini na inapopashwa joto au kupewa hewa kwa muda mrefu. Hivyo basi, mbinu hii inaweza kupunguza uwezo wa kuelea wa chalcopyrite.

(4) Kuongeza hatua kwa hatua sulfide ya sodiamu husaidia kutumia joto linalotolewa wakati sulfide ya sodiamu inapoyeyuka. Sehemu ya suluhisho la sulfide ya sodiamu inaongezwa kwenye tanki la kuchanganya, wakati sehemu nyingine inaongezwa katika hali ya gumu kwenye seli za rougher na cleaner, ikitumia joto la kuyeyuka kuongeza joto la pulp na kuboresha uondoshaji wa chalcopyrite.

(5) Utoaji kwa nitrojeni unaweza kuzuia uoksidishaji wa reagenti, kupunguza dozi, na hutumika Marekani, Kanada na nchi nyingine. Katika utenganishaji wa shaba na molibdenamu, kuna hadi operesheni 6 hadi 8 za kusafisha, jambo linalosababisha mstari mrefu wa uendeshaji, na kufanya vichochezi kuwa rahisi kupoteza ufanisi. Kuingiza nitrojeni husaidia kuzuia oksidishaji na kuokoa matumizi ya Knox kwa 50%-70%.

(6) Kolamu za kuelea zinaweza kutumika kusafisha, zikitoa tabaka nene la povu na zina ufanisi katika kusafisha, na hivyo kupunguza idadi ya operesheni za kusafisha.

7.2.3.4 Utengano kwa miondoko ya Madini ya shaba na nikeli

Nikelu hupatikana kama pentlandite ((Fe,Ni)₉S₈), millerite (NiS), nickelite (NiAs), na pyrrhotite yenye nikelu katika madini ya shaba-nikeli. Uwezo wa kuelea wa pentlandite na millerite uko kati ya chalcopyirite na pyrrhotite, na zinaweza kukusanywa kwa kutumia xanthates za kiwango cha juu kama vile butyl au amyl xanthate katika pulp ya asidi hafifu au alkali hafifu. Sulfati ya shaba ni kichocheo cha pentlandite na chokaa ni kizuizi chake. Utengano wa shaba na nikeli hufanywa hasa kwa njia ya uelea, wakati utenganishaji wa sumaku na mkusanyiko wa mvuto kawaida hutumika kama nyongeza.

Kuna michakato miwili ya utenganishaji kwa njia ya kuelea kwa madini ya shaba na nikeli:

(1) Konzentati kubwa ya shaba na nikeli hupatikana kwa njia ya flotation, kisha huchomwa ili kupata matte ya nikeli, ambayo baadaye huundwa na kugandishwa chini ya hali ya kuhifadhi joto ili kuzalisha madini tajiri bandia. Madini tajiri huchujwa na kusagwa ili kufanya flotation katika mazingira yenye kiwango kikubwa cha NaOH. Njia hii hutoa urejeshaji wa juu kiasi lakini pia inadai gharama kubwa. Inatumika katika nchi nyingi kupata mkusanyiko wa shaba na mkusanyiko wa nikeli, ikifuatiwa na uyeyushaji tofauti.

(2) Utoaji wa chaguo hufanywa ili kupata mkusanyiko wa shaba na mkusanyiko wa nikeli mtawalia. Hii hutokea pale ambapo shaba ni nyingi zaidi kuliko nikeli katika madini ghafi na mkusanyiko wa shaba wenye kiwango kidogo cha nikeli unaweza kupatikana. Inatakiwa shaba iweze kuingia kwenye mkusanyiko wa nikeli lakini nikeli inapaswa kuzuiliwa kuingia kwenye mkusanyiko wa shaba. Hii ni kwa sababu nikeli itapotea kwa kiasi kikubwa wakati wa kuyeyusha shaba, wakati nikeli iliyomo kwenye mkusanyiko wa shaba inaweza kurejeshwa kikamilifu wakati wa kuyeyusha.

Mchakato wa flotation ya shaba-nikeli una sifa za mchakato rahisi, muda mrefu wa flotation, matumizi madogo ya visafishaji, na urejeshaji wa mapema wa madini ya shaba-nikeli. Kiwango cha nikeli katika mkusanyiko wa shaba-nikeli kwa kawaida ni 41%–81%. Kuondoa pyrrhotite ni ufunguo wa kuboresha ubora wa mkusanyiko wa shaba-nikeli, hivyo mara nyingi hutumika mchakato mchanganyiko wa kupeperusha na utenganishaji wa sumaku. Kuondoa vichafu vya sumaku kama talc na chlorite ni muhimu sana kuboresha ubora wa mkusanyiko wa nikeli.