Tungsten Atıklarından Tungsten, Bizmut ve Molibdenin Geri Kazanımı

Tungsten atıklarından temizleme yoluyla tungsten geri kazanımı, genel tungsten geri kazanım oranını artırmanın etkili bir yoludur. Lu Youzhong ve arkadaşları, tungsten atıklarından ve ince çamurlardan tungsten geri kazanmak için birleştirilmiş zenginleştirme-metalurji prosesi kullanmış ve ,61’e varan WO₃ geri kazanım oranı elde etmişlerdir. Bu süreç, kaba flotasyonun ardından atıklar, ince çamurlar ve liç kalıntılarından elde edilen kaba tungsten konsantresinin doğrudan alkali ayrıştırılmasından oluşmaktadır. Başlangıçta tungsten ham cevheri için kullanılan flotasyon yöntemi, atıklar, ince çamurlar ve liç kalıntılarına da genişletilmiş, aynı zamanda ısıtma, yerçekimi ayrıştırma ve diğer aşamalar basitleştirilmiştir. 18% WO₃ tenörlü bir tungsten kaba konsantresi elde edilir ve ardından doğrudan alkali ayrıştırmaya tabi tutulur. Geleneksel liçleme ile mikrodalga liçleme arasında yapılan bir karşılaştırma, aynı etki altında mikrodalga liçleme süresinin geleneksel liçleme süresinin sadece 25%'si kadar olduğunu ve bu sayede liçleme verimliliğinin önemli ölçüde arttığını göstermiştir.

Huang Guangyao ve arkadaşları, scheelit flotasyon atıklarından ince scheelit geri kazanmak için mikro kabarcık teknolojisini kullandılar. Kolonu endüstriyel açıdan uygun bir durumda tutmak amacıyla, uzman kontrol sistemine sahip bir CMPT mikro kabarcık flotasyon kolonu geliştirdiler. Endüstriyel testler, ,41% geri kazanım oranında ortalama 24,52% WO₃ konsantre tenörüne ulaşıldığını göstermiştir. Parçacık boyutu bazında yapılan analiz, 5–38 μm fraksiyonundaki geri kazanım oranının %'ye ulaştığını ortaya koymuştur.

Zhou Xiaotong ve arkadaşları, scheelit flotasyon atıklarından volframit geri kazanmak için yüksek gradyanlı manyetik ayırma yöntemini kullandılar. Bir kaba ayrıştırma aşaması, bir arındırma aşaması ve yüksek yoğunluklu manyetik ayırma işleminden sonra, 0,20% WO₃ içeren manyetik besleme malzemesinden 0,43% WO₃ tenörlü bir wolframit manyetik konsantresi elde edilmiş ve tungsten geri kazanım oranı ,26% olarak belirlenmiştir.

Yang Binqing, 0,018% Mo ve 0,029% Bi içeren tungsten atıklarını işlemek için bir dal-seri toplu flotasyon ve ardından ayırma flotasyonu uyguladı ve 46,33% Mo tenörlü ve ,12% geri kazanım oranına sahip bir molibden konsantresi ile ,80% Bi tenörlü ve ,70% geri kazanım oranına sahip bir bizmut konsantresi elde etmiştir.

Jiangxi Tungsten Industry Group Co., Ltd. bünyesindeki tungsten madenlerindeki atık kaynaklarına ilişkin bir araştırmaya dayanarak, Ganzhou Demir Dışı Metalurji Araştırma Enstitüsü, Gruba ait 13 tungsten zenginleştirme tesisinden elde edilen atıklar üzerinde kapsamlı bir değerlendirme ve zenginleştirme testleri gerçekleştirmiştir. Flotasyon-yerçekimi ayrıştırma ve flotasyon-manyetik ayrıştırma-yerçekimi ayrıştırma akış şemalarının birleşik kullanımıyla, %–% geri kazanım oranlarında ortalama 20% WO₃'ün üzerinde bir tungsten kaba konsantresi elde edildi. Sülfür konsantresinden, ,60% geri kazanım oranıyla ortalama 4,19% Mo içeren bir molibden konsantresi ve ,36% geri kazanım oranıyla ortalama 2,78% Bi içeren bir bizmut konsantresi elde edilmiştir. Bu sonuçlar, tungsten atıklarının ikincil kaynaklar olarak korunması, rasyonel bir şekilde geliştirilmesi ve kullanılması için teknik destek ve rezervler sağlamaktadır.

Miantuwo Tungsten Madeni, tungstenin baskın olduğu ve aynı zamanda bakır, bizmut ve molibden içeren bir polimetalik yatağıdır. Tungsten işleme sonrasında ortaya çıkan manyetik ayırma atıkları (konsantratörün sallama masalarından elde edilen ham tungsten kumunun masa flotasyonu kükürt giderme ve manyetik ayırma işlemlerinden kaynaklanan atıklar), Bi 20%, WO₃ 10%–20%, Mo 1,45% ve SiO₂ 30%–40% içerir. Bizmut mineralleri, doğal bizmut, bizmut oksit, bismutinit ve az miktarda wittichenit ile emplektit olarak bulunur; bunların %’sini bizmut oksit oluşturur. Tungsten mineralleri ise başlıca volframit ve scheelittir. Diğer mineraller arasında kalkopirit, pirit, molibdenit, limonit, kuvars ve topaz bulunur. Mikroskobik inceleme, tungsten ve bizmut minerallerinin sıklıkla birbirine iç içe geçmiş olduğunu göstermektedir; tungsten mineralleri ayrıca kalkopirit, limonit ve gang ile de iç içe geçmiştir. Bismutinit bazen wolframit taneleri içinde kaplıdır, bu da ayrıştırılmasını son derece zorlaştırmaktadır. Atık numunelerinin tane boyutu dağılımı ve ayrıştırma derecesi Tablo 4‑59 ve 4‑60’ta gösterilmiştir. Tablolar, +0,074 mm fraksiyonunun hâlâ numunenin ,55%’sini oluşturduğunu ve üç ana mineralin de esas olarak +0,074 mm boyut fraksiyonunda dağıldığını göstermektedir.

Toplu test sonuçlarına dayanarak, konsantratör, manyetik ayırma atıklarından tungsten, bizmut ve molibdeni kapsamlı bir şekilde geri kazanmak amacıyla endüstriyel uygulamada yerçekimi ayırma-flotasyon-hidrometalurji akış şemasını benimsemiştir (bkz. Şekil 4-43). Manyetik atıkların, bizmut konsantresi spesifikasyonunu (<8% SiO₂) çok aşan 30%–40% silika içerdiği göz önünde bulundurularak, bizmut geri kazanımından önce silika giderimi için öncelikle bir sallama masası kullanılmaktadır. Tablodan elde edilen konsantre öğütülür ve sınıflandırılır, ardından flotasyona gönderilir; burada kolayca yüzen molibden ve bizmut sülfür ilk olarak yüzdürülür, ardından yüzdürülmesi daha zor olan bizmut oksit yüzdürülür. Flotasyon atıklarından ince bizmut minerallerini ve bizmut içeren iç içe geçmiş mineralleri daha fazla geri kazanmak için, flotasyon atıkları (tungsten kaba konsantresi) ortam sıcaklığında liç edilir; ardından, nitelikli bir bizmut ürünü ve kalan tungsten kaba konsantresi elde etmek üzere sementasyon işlemi uygulanır. Üretim uygulamaları, bu işlemin 36% Bi tenörlü bir bizmut sülfür konsantresi ve 71% Bi tenörlü bir bizmut oksiklorür ürünü sağladığını ve toplam bizmut geri kazanımının %'ye kadar çıktığını göstermektedir. Ayrıca, % geri kazanım oranıyla 36% WO₃ tenörlü bir tungsten ham konsantresi de elde edilir; bu da tungsten konsantratörünün genel geri kazanım oranını 2 yüzde puan artırır.

Tablo 4-59 Test Numunelerinin Parçacık Boyutu Analizi Sonuçları

Tablo 4-60: Test numunesinin monomer ayrışma derecesinin belirlenmesi

KENEX grubuna bağlı Tungsten Co., Ltd., yüksek sıcaklıklı hidrotermal damar dolgulu kuvars damarı tipi bir tungsten yatağından elde edilen ham cevheri işlemektedir. Ana metalik mineral wolframittir; buna pirite, scheelit, molibdenit, bismutinit, doğal bizmut, pirhotit, kalkopirit, kasiterit, galenit, sfalerit, arsenopirit, ksenotim vb. eşlik etmektedir. Gang mineralleri başlıca kuvars olup, bunu feldspat, florit, kalsit, beril, apatit, mika, turmalin vb. izlemektedir. Mevcut işleme akış şemasında iki tür atık bulunmaktadır: yerçekimi atıkları ve ince çamur atıkları. Yerçekimi atıkları, (elle ayıklama işleminden sonra) uygun cevherin öğütülüp yerçekimi ayrıştırmasına tabi tutulmasının ardından atılır. Bu atıkların hamur yoğunluğu yaklaşık 10%’dir; iri tanecik boyutuna (maksimum <1,5 mm) sahiptir ve metalik mineral içeriği düşüktür; esas olarak kuvarsdan oluşur. İnce çamur atıkları ise, birincil ve ikincil çamurların sallama masalarıyla işlenmesinden sonra atılır. Bu atıklar esasen <0,074 mm boyutundadır, düşük yoğunluğa ve ince parçacık boyutuna sahiptir. Her iki atığın çok elementli analiz sonuçları Tablo 4‑61 ve 4‑62’de gösterilmiştir.

Şekil 4-43: Bizmut ve tungsten için kapsamlı geri kazanım süreci

Tablo 4-61 Yerçekimi atıklarının çok elementli analiz sonuçları (kütle fraksiyonu / %)

Tablo 4-62: İnce çamur atıklarının çok elementli analiz sonuçları (kütle fraksiyonu / %)

Tungsten atıklarından molibden ve bizmutu etkin bir şekilde geri kazanmak amacıyla, zenginleştirme akış şemasında yer alan yerçekimi atıkları ve ince çamur atıklarının özellikleri temel alınarak ve saha koşulları göz önünde bulundurularak, konsantratör, yerçekimi atıklarından molibden ve bizmutu doğrudan yüzdürmek için geleneksel XJK tipi flotasyon makinelerini kullanan bir üretim süreci benimsemiştir. Proses akış şeması ve çalışma koşulları Şekil 4-44'te gösterilmiştir.

Bu molibden-bizmut geri kazanım sürecinin devreye alınmasının ardından yapılan ilk devreye alma çalışmaları, teknik göstergelerin genel olarak hedef beklentileri karşıladığını ortaya koydu. Elde edilen toplam aşama geri kazanım oranları şunlardı:

• Yerçekimi atık maden çökeltme yöntemi: toplam Mo geri kazanımı 39.83%, toplam Bi geri kazanımı 30.82%.
• İnce çamur atıklarının flotasyonu: toplam Mo geri kazanımı 48,04%, toplam Bi geri kazanımı 40,01%.
• Hem yerçekimi atıklarından hem de ince çamur atıklarından elde edilen toplam geri kazanım miktarları: Mo 41.34%, Bi 32.5%.

Devreye alma aşamasında tahmin edilen teknik göstergelere dayanarak, atık maden cevherinden geri kazanılan molibden ve bizmut konsantrelerinin beklenen üretimi Tablo 4-63’te gösterilmiştir.

Mo metalinin 460.000 RMB/t ve Bi metalinin 40.000 RMB/t olan piyasa fiyatları üzerinden hesaplandığında, molibden ve bizmut konsantrelerinden elde edilen yıllık satış geliri toplam 3.834.680 RMB’dir. Yıllık hammadde tüketimi ve işçilik maliyetleri 1.123.700 RMB olup, bu da yıllık 2.710.980 RMB (vergi dahil) kâr elde edilmesini sağlamaktadır.

Şekil 4-44: Yerçekimi ayrıştırma ve ince çamur atıklarından molibden ve bizmut geri kazanımı için işlem akışı

Çalışma koşulları:

• Yerçekimi yöntemiyle elde edilen atık maden çamurunun kaba öğütme hamur yoğunluğu: 10,26%
• İnce çamur atıklarından elde edilen kaba kağıt hamuru yoğunluğu: 8,14%
• Toplu temizleme hamur yoğunluğu: 6,48%
• Ayırma temizleme hamur yoğunluğu: 18,36%

Reaktif şeması:

• Köpürtücü: No. 2 yağ, 200 g/t
• Kombine toplayıcı: ksantat + kerosen, 760 g/t
• Ayırma flotasyon modifiye edici: Na₂S, 2800 g/t
• Ayırma flotasyonu için kombine depresan: NaCN + CaO, 250 g/t
• Ayırma flotasyon toplayıcısı: kerosen, 210 g/t

pH değerleri:

• Kaba işleme: 8,5
• Temizlik: 9,0
• Ayrım: 11,5

Yüzdürme ekipmanları:

• Yerçekimi atık kaba ayırma hücresi: XJK-2.8
• İnce çamur atıklarının kaba arıtma hücresi: XJK-0.62
• Temizleme hücreleri: XJK-0.35
• Mo‑Bi ayırma hücreleri: XJK-0.13
• Reaktif giderme (koşullandırma) tankı: 1000 mm çapında karıştırma tankı

Tablo 4-63: Molibden-Bizmut Geri Kazanım Projesi’nde Molibden-Bizmut Konsantresi Üretiminin Tahmini