oksitlenmiş bakır cevherlerini zenginleştirmek

Şu madenlerin zenginleştirme işlemleri: oksitlenmiş bakır cevherleri Oksijen-kükürt karışımlı bakır cevherlerinin işlenmesi ise iki ana kategoriye ayrılabilir: flotasyon ve kimyasal zenginleştirme. Flotasyon ise doğrudan flotasyon, sülfidasyon-flotasyon ve ayrıştırma flotasyonu olarak alt kategorilere ayrılır.

(1) Flotasyon

① Sülfidasyonla Flotasyon

a. Geleneksel Sülfidasyon Flotasyonu
Bu yöntemde, öncelikle oksitlenmiş bakır mineralleri sodyum sülfür veya diğer sülfürleme maddeleriyle (örneğin sodyum hidrosülfür) sülfürlenir; ardından flotasyon için yüksek kaliteli ksantatlar toplayıcı olarak kullanılır. Sülfidasyon sırasında, hamurun pH'ı ne kadar düşükse, sülfidasyon süreci o kadar hızlı gerçekleşir. Ancak, sodyum sülfür gibi sülfidasyon ajanları kolayca oksitlenir ve reaksiyon süreleri kısadır. Bu nedenle, oksitlenmiş bakır cevherlerini yüzdürmek için sülfidasyon kullanılırken, sülfidasyon maddesini aşamalı olarak eklemek en iyisidir. Amonyum sülfat ve alüminyum sülfat, oksitlenmiş minerallerin sülfidasyonuna yardımcı olur; bu nedenle, sülfidasyon flotasyonu sırasında bu iki reaktifin eklenmesi, flotasyon etkisini önemli ölçüde artırabilir. Sülfidasyonla işlenebilen bakır oksit mineralleri, esas olarak malakit ve azurit gibi bakır karbonatlardır; bunlar ayrıca kupritin yüzdürülmesi için de kullanılabilir. Bununla birlikte, krizokolla, özel bir ön işleme tabi tutulmadığında zayıf sülfidasyon performansı gösterir veya hiç sülfidasyona uğramayabilir.

b. Hidrotermal Sülfidasyon Flotasyonu: Bu yöntem, aslında geleneksel sülfidasyon flotasyonunun bir geliştirilmiş halidir. Temel prensibi, kükürtün sıcak ve basınçlı koşullar altında bakır oksit mineralleriyle kimyasal olarak reaksiyona girmesini sağlayarak, kararlı ve kolayca zenginleştirilebilen yapay bakır sülfür mineralleri oluşturmaktır. Bu mineraller daha sonra ılık suda flotasyon yoluyla geri kazanılır. Bu yöntemin özelliği, cevherin gelişmiş ön işleminden, yani ön sülfidasyondan kaynaklanmaktadır.

Bu yöntemin çalışma prensibi şöyledir: Sülfürleme maddesini içeren bulamacın sıcaklığı belirli bir düzeye yükseldiğinde, elementel kükürt kendi redoks reaksiyonu sonucu S²⁻ iyonu üretir ve bu iyon çözeltiye karışır. S²⁻ iyonu bakır oksit mineralleriyle karşılaştığında kimyasal bir reaksiyon meydana gelir ve bakır sülfür mineralleri oluşur. Sulu çözeltideki elementel kükürtün redoks reaksiyonu şöyledir: 4S + 4H₂O → 3S²⁻ + SO₄²⁻ + 8H⁺. Sülfidasyon reaksiyonu ilk olarak bakır oksit minerallerinin yüzeyinde gerçekleşir ve yavaş yavaş mineral parçacıklarının iç kısmına nüfuz eder. Örneğin, malakitin sülfidasyon reaksiyonu şöyledir: Cu(OH)₂·CuCO₃ + 8S + 2H₂O → 6CuS + 2H₂SO₄ + 3H₂CO₃. Sıcak su sülfidasyon sürecinde, sülfidasyon sıcaklığı, cevher parçacık boyutu, kükürt içeriği ve sülfidasyon süresi, dönüşüm üzerinde çeşitli derecelerde etkiye sahiptir. bakır oksit.

Bu yöntemin en büyük sorunları, yüksek sıcaklık gereksinimleri, yüksek yakıt tüketimi ve uzun sülfidasyon süresidir. Bu nedenle, sülfidasyon sıcaklığının düşürülmesi ve sülfidasyon süresinin kısaltılması, bu yöntemin üretimde yaygın olarak uygulanabilmesi için ön koşullardır. Çin Bilimler Akademisi bu alanda önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Akademi, elementel kükürtün orantısızlaşma reaksiyonunu hızlandırmak için faz transfer kataliz teknolojisini benimsemiş ve böylece hidrotermal sülfidasyonun sülfidasyon sıcaklığını büyük ölçüde düşürmüş ve sülfidasyon süresini kısaltmıştır. ② Yağ Asidi Flotasyon Yöntemi Doğrudan flotasyon olarak da bilinen yağ asidi flotasyonunda, yağ asitleri ve bunların sabunları toplayıcı olarak kullanılır. Tipik olarak, su camı, fosfatlar gibi gang inhibitörleri ve sodyum karbonat gibi hamur koşullandırıcıları eklenir.

Yağ asitleri ve bunlardan elde edilen sabunlar, malakit ve azuritın yüzdürülmesi için mükemmeldir. Malakitin yüzdürülmesi amacıyla farklı hidrokarbon zincirlerine sahip yağ asitlerinin kullanıldığı deneyler, hidrokarbon zinciri yeterince uzun olduğu sürece yağ asidinin malakit toplama kabiliyetinin oldukça güçlü olduğunu göstermektedir. Belirli bir aralıkta, reaktifin toplama kabiliyeti kullanılan miktarla doğru orantılıdır. Üretim uygulamalarında, en yaygın olarak C10 ila C₂O arası karışık doymuş veya doymamış karboksilik asitler kullanılır. Bu yöntem, sadece gangın karbonat olmadığı bakır oksit cevherleri için uygundur. Gangda büyük miktarda demir ve manganez mineralleri bulunduğunda göstergeler bozulur; ayrıca çamur da yağ asitlerini etkisiz hale getirir, bu da bu yöntemin uygulanmasını sınırlar.

130 > Metal ve Ametal Zenginleştirme Teknolojisi Hakkında Soru-Cevaplar ③ Amin Flotasyonu: Toplayıcı olarak aminlerin kullanıldığı flotasyon, demir dışı metal oksit cevherleri (bakır, kurşun ve çinko oksit cevherleri) için yaygın bir yöntemdir ve malakit, azurit ve bakır klorür cevherlerinin işlenmesine uygundur.

Aminler, bakır oksit cevherleri için etkili bir toplayıcıdır; ancak seçicilikleri düşüktür ve aynı zamanda çok sayıda atık maden de toplarlar. Bu nedenle, amin prosesi genellikle ön çamur giderme işlemini gerektirir. Bununla birlikte, killi bakır oksit cevherleri için ön çamur giderme işlemi bakır kaybına yol açabilir. Bu nedenle, amin işleminin anahtarı, atak maddeleri için etkili çamur giderici maddeler bulmaktır. Günümüzde, atak maddeleri için etkili çamur giderici maddeler arasında deniz yosunu tozu, lignin sülfonat veya selüloz lignin sülfonat ve poliakrilik asit bulunmaktadır.

④ Emülsiyon Flotasyonu: Bakır oksit mineralleri Öncelikle sülfürlenir, ardından kararlı ve oleofilik bir mineral yüzeyi oluşturmak üzere bakır kompleks oluşturucu maddeler eklenir. Daha sonra mineral yüzeyine nötr bir yağ emülsiyonu uygulanır; bu sayede güçlü bir hidrofobik yapı ve yüzerlik sağlanır, böylece minerallerin hava kabarcıklarına sıkıca yapışarak suda yüzmesi mümkün olur.

Emülsiyon flotasyonunun özü üç unsuru içerir: Birincisi, mineral yüzeyinde kararlı bir oleofilik film oluşturmak için seçici organik bakır kompleks oluşturucu bileşiklerin kullanılmasıdır. Bakır kompleks oluşturucu maddeler arasında benzotriazol-tolüiltriazol, merkaptobenzotiyazol ve difenilguanidin bulunur. İkincisi, mineraller ile hava kabarcıkları arasındaki yapışmayı iyileştirmek amacıyla polar olmayan yağ emülsiyonlarının eklenmesidir. Polar olmayan yağ emülgatörleri arasında benzin, kerosen ve dizel yağı bulunur. Üçüncüsü ise akrilik polimerler ve sodyum silikat gibi seçici inhibitörlerin kullanılmasıdır.

⑤ Şelatlayıcı madde-nötr yağ flotasyon yöntemi: İşlenmesi zor bakır oksit cevherleri (krizokolla gibi) için, yukarıda bahsedilen flotasyon yöntemlerinin seçiciliği zayıf ve geri kazanım oranları düşüktür. İşlenmesi zor bakır oksit cevherlerini etkin bir şekilde geri kazanmak için, güçlü seçiciliğe sahip toplayıcılar bulunması gerekmektedir. Bu nedenle, kenetleme maddeleri ve nötr yağ kullanılan bir flotasyon yöntemi önerilmiştir.

Bu yöntem, bir kenetleme maddesi ve nötr yağdan oluşan bir toplayıcının kullanılmasını ifade eder. Araştırma sonuçları, kenetleme ajanlarının toplayıcı olarak kullanılmasının sadece yüksek seçicilik ve toplama etkisine sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda reaktif tüketimini azaltırken yüksek ayırma indeksini de sağladığını göstermektedir. Ayrıca, kenetleme ajanları seçici inhibisyon etkilerine de sahiptir. Ancak, kenetleme ajanlarının yüksek maliyeti nedeniyle, üretimde yaygınlaşması ve uygulanması bir ölçüde sınırlıdır. Günümüzde kullanılan kenetleme maddeleri arasında malakit yeşili gibi oktil ikameli bazik boyalar, potasyum oktiloksim, benzotriazol, nötr yağ emülgatörleri, N-ikameli imin diasetatlar, poliaminler ve organohalojenürlerin kondensatları yer almaktadır.

(2) Kimyasal Zenginleştirme Yöntemi: İşlenmesi zor oksitlenmiş bakır cevherleri ile oksitlenmiş ve sülfürlü bakır cevherlerinin karışımlarını işlemek için genellikle flotasyon yöntemi kullanılsa da, birçok oksitlenmiş bakır cevheri için flotasyon sonuçları ideal değildir. Bazı oksitlenmiş bakır cevherleri, yüksek bağlı bakır içeriğine, ince parçacık boyutuna ve yüksek kil içeriğine sahiptir; bu da flotasyonu zorlaştırır. Son yıllarda, oksitlenmiş bakır cevherlerini, özellikle de refrakter oksitlenmiş bakır cevherlerini işlemek için kimyasal zenginleştirme (hidrometalurji) veya kombine süreçler mükemmel sonuçlar vermiş ve güçlü bir uygulanabilirlik sergilemiştir. Bu işlemler, basit akış, düşük yatırım, düşük enerji tüketimi, minimum kirlilik ve düşük üretim maliyetleri gibi avantajlar sunarak, oksitlenmiş bakır cevheri işleme alanında önemli bir araştırma konusu haline gelmiş ve bakır endüstrisi üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bakır cevherinin liç işlemi, esas olarak asit liçtir ve genellikle liç maddesi olarak seyreltik sülfürik asit kullanılır. Bu işlem, ağırlıklı olarak asidik gang içeren cevherler için uygundur ve genellikle düşük tenörlü, yüzey ve artık cevherlerden bakırın çıkarılmasında kullanılır. Şu anda, SX-EW (asit liç-ekstraksiyon-elektrokazım) işlemiyle üretilen bakır, küresel bakır üretiminin yaklaşık 22%’sini oluşturmaktadır. Asit liçinin yanı sıra, amonyak liçi de giderek daha fazla ilgi görmektedir; bu işlem, oksitlenmiş bakır cevherleri büyük miktarda alkali gang ve kil içeren. Amonyak liç işlemi sırasında, genellikle (NH₄)₂CO₃ veya (NH₄)₂SO₄ amonyak liç maddesi olarak eklenir.