وارد هر کارخانه ذوب مس شوید و به کنسانتره ای که به دروازه آن می رسد نگاه کنید. بیشتر اوقات، این کنسانتره به دلیل شناورسازی وجود دارد. فلوتاسیون مس یک روش فرآوری مواد معدنی است که با بهرهبرداری از تفاوتهای آبگریزی سطح، کانیهای دارای مس را از سنگهای باطله جدا میکند. فلوتاسیون به جای ذوب یک کوه کامل از سنگ معدن، کنسانتره ای با عیار بالا حاوی 20 تا 30 درصد مس از سنگ معدن ROM با کمتر از 0.3 تا 1 درصد مس تولید می کند. این مهم ترین مرحله ارتقاء بین معدن و ذوب است.
این فرآیند از نظر مفهومی ساده است: سنگ معدن به پودر تبدیل می شود، با آب و معرف ها مخلوط می شود و در سلول های فلوتاسیون هوادهی می شود. ذرات مس توسط یک کلکتور آب گریز می شوند، به حباب های هوا می چسبند، به سطح می آیند و به صورت کف جمع می شوند. گنگ در خمیر باقی می ماند و تبدیل به باطله می شود. در پس این توصیف ساده، سیستم پیچیده ای از شیمی، انتخاب تجهیزات و کنترل فرآیند نهفته است، و این چیزی است که این مقاله به صورت عملی توضیح می دهد.
چرا فلوتاسیون کار می کند: اصل شیمی سطح
فلوتاسیون مربوط به چگالی یا اندازه ذرات نیست. این در مورد شیمی سطح است. اکثر کانی های مس به طور طبیعی آب دوست هستند، به این معنی که توسط آب خیس می شوند. اکثر کانی های گنگ مانند کوارتز و سیلیکات ها نیز دارای سطوح آبدوست هستند. برای جداسازی آنها، فرآیند شناورسازی سطح معدنی مس را از نظر شیمیایی تغییر میدهد تا به اندازه کافی آبگریز شود تا به حبابهای هوا بچسبد.
این اصلاح با کلکتورها، معمولاً مولکولهای زانتات مانند سدیم اتیل زانتات یا پتاسیم آمیل زانتات انجام میشود. مولکول کلکتور دارای دو انتهای عملکردی است: یک انتهای آن بر روی سطح معدنی مس جذب می شود و دیگری به عنوان یک زنجیره هیدروکربنی ضد آب به سمت بیرون می رود. پس از تهویه، ذره معدنی مس یک پوشش نازک غیرقطبی را حمل می کند که به حباب هوا اجازه می دهد آب را از سطح آن جابجا کند و یک تماس سه فاز پایدار ایجاد کند. پس از آن، تجمع ذرات حباب از طریق پالپ بالا می رود و به لایه کف در بالای سلول فلوتاسیون گزارش می دهد.
سه نیرو تعیین می کنند که آیا یک ذره شناور می شود: احتمال برخورد بین ذره و حباب، احتمال اتصال پس از برخورد، و احتمال جدا شدن در هنگام بالا آمدن. برخورد به تلاطم، اندازه حباب و اندازه ذرات بستگی دارد. اتصال به آبگریزی سطح و زمان القاء بستگی دارد. جدا شدن به اندازه حباب و شدت تلاطم بستگی دارد. یک مدار فلوتاسیون خوب طراحی شده، این عوامل را متعادل می کند تا مواد معدنی مس به سرعت بهبود یابند در حالی که گنگ در خمیر باقی می ماند.
به همین دلیل کف، که در ابتدا جزییات جزئی به نظر می رسد، در واقع یک نقطه کنترل بحرانی است. کف باید به اندازه کافی پایدار باشد تا ذرات را از سلول خارج کند اما نه آنقدر پایدار باشد که گنگ به دام بیفتد. ارتفاع کف، جریان هوا، و دوز کف کن به طور مداوم در زمان واقعی تنظیم می شود تا تعادل مناسب حفظ شود. در یک کارخانه فلوتاسیون مس، اپراتورها رنگ و بافت کف را تماشا می کنند تا قبل از اینکه آزمایش های آزمایشگاهی آن را تایید کنند، درباره سالم بودن فرآیند قضاوت کنند.
انواع سنگ مس و شناور بودن آنها
همه سنگهای مس در یک سلول فلوتاسیون رفتار یکسانی ندارند. نوع سنگ، انتخاب معرف، طراحی مدار و بازیابی مورد انتظار را تعیین می کند. رایج ترین کانی های مس به دو دسته تقسیم می شوند: کانی های سولفیدی و کانی های اکسیدی. کانی های مس سولفیدی به طور طبیعی کاندیدهای خوبی برای شناورسازی هستند. شناور کردن کانی های اکسیدی بسیار سخت تر است و اغلب قبل از شناورسازی نیاز به سولفید شدن دارند.
کالکوپیریت (مسFeS 2 ) تا حد زیادی فراوان ترین ماده معدنی مس و هدف اصلی فلوتاسیون مس در سراسر جهان است. این به سرعت به جمع کننده های زانتات پاسخ می دهد و به راحتی از پیریت با آهک جدا می شود. کالکوسیت (مس 2 S) یک کانی غنیکننده ثانویه است که شناور شدن آن راحتتر است، اما به دلیل عیار مس بالا، کلکتور بیشتری مصرف میکند. بورنیت و کوولیت نیز به شناورسازی معمولی پاسخ خوبی می دهند. مواد معدنی اکسیدی مانند مالاکیت، آزوریت و کریزوکولا به تنهایی به زانتات ها پاسخ نمی دهند. آنها نیاز به یک مرحله سولفید شدن با سولفید سدیم یا هیدروسولفید سدیم دارند که یک لایه سولفید نازک روی سطح معدنی ایجاد می کند و امکان جذب زانتات را فراهم می کند.
برای یک طراح کارخانه، تمایز خیلی قبل از شروع تولید اهمیت دارد. یک کانسنگ مسی با کسر اکسید بالا نیاز به فلو شیت بسیار پیچیده تری نسبت به سنگ معدنی سولفیدی دارد و تجهیزات فلوتاسیون باید زمان های تهویه طولانی تر و کنترل هوادهی متفاوت را فراهم کنند. جدول زیر به طور خلاصه کانی های مس رایج و واکنش شناورسازی آنها را نشان می دهد.
| معدنی | فرمول | محتوای مس | پاسخ شناور |
|---|---|---|---|
| کالکوپیریت | مسFeS 2 | 34.6٪ | عالی؛ جذب آسان کلکتوری |
| کالکوسیت | مس 2 S | 79.8٪ | عالی؛ مصرف کلکتور بالا |
| بورنیت | مس 5 FeS 4 | 63.3٪ | عالی |
| کوولایت | مسS | 66.5٪ | خوب؛ نیاز به کنترل دقیق pH دارد |
| مالاکیت | مس 2 CO 3 (OH) 2 | 57.5٪ | فقیر؛ نیاز به سولفید شدن دارد |
| کوپریت | مس 2 O | 88.8٪ | متوسط؛ نیاز به سولفید شدن دارد |
| کریزوکولا | مسSiO 3 · 2 ساعت 2 O | ~ 36٪ | مشکل؛ اغلب توسط شستشو پردازش می شود |
سنگ معدن های مخلوط حاوی سولفید و اکسید مس در ذخایر فرسوده رایج هستند. یک استراتژی معمولی این است که ابتدا قسمت سولفید را شناور کنید، سپس قسمت اکسید را سولفید کنید و در یک مرحله شناورسازی جداگانه شناور کنید. برخی از گیاهان از مدار ترکیبی گرانش یا شناور گرانشی برای ذرات درشت اکسید آزاد شده استفاده می کنند. در عمل، مرز بین دو مدار با تجزیه و تحلیل تشخیصی بازیابی مس در مرحله سولفید مشخص می شود.
فلو شیت کامل فلوتاسیون مس: از سنگ معدن ROM تا کنسانتره
کارخانه فلوتاسیون مس فقط یک ردیف سلول فلوتاسیون نیست. این یک سیستم با دقت توالی کاهش اندازه، طبقه بندی، آماده سازی خمیر کاغذ، شناورسازی، و آبگیری است. هر مرحله سنگ معدن را برای مرحله بعدی آماده می کند و یک گلوگاه در هر نقطه بلافاصله بازیابی را کاهش می دهد. درک فلو شیت کامل اولین قدم برای انتخاب تجهیزات مناسب است.
خرد کردن
سنگ معدن خروجی از معدن در دو یا سه مرحله خرد می شود تا سنگ کلوخه به حدود 10-15 میلی متر کاهش یابد. سنگ شکن های فکی و سنگ شکن های مخروطی انتخاب های رایج هستند. هدف آزادسازی ماده معدنی مس در اسرع وقت با حداقل مصرف انرژی است.
سنگ زنی و طبقه بندی
سنگ معدن خرد شده وارد آسیاب گلوله ای می شود که در مدار بسته با یک طبقه بندی مارپیچی کار می کند. طبقه بندی کننده ذرات بزرگ را به آسیاب برمی گرداند و محصولات ریز را به فلوتاسیون می فرستد. برای اکثر سنگهای معدنی سولفید مس، آسیاب 60 تا 75 درصد با عبور 200 مش (74 میکرومتر) کافی است.
تهویه
سرریز طبقهبندیکننده وارد یک مخزن تهویهکننده میشود که در آن کلکتورها، کفکنندهها و اصلاحکنندههای pH اضافه میشوند. زمان آماده سازی بسته به نوع سنگ معدن و حلالیت معرف از 2 تا 10 دقیقه متغیر است. شرطی سازی مناسب مستقیماً اثربخشی جداسازی بعدی را تعیین می کند.
خشن کردن
پالپ شرطیشده به سلولهای فلوتاسیون خشنتر جریان مییابد که در آن اولین بازیابی عمده مواد معدنی مس اتفاق میافتد. کنسانتره خشنتر معمولاً به سلولهای تمیزتر میرود، در حالی که باطلههای خشنتر ممکن است برای بازیابی بیشتر به سلولهای رفتگر بروند.
پاکسازی
سلولهای روبنده برای بازیابی مواد معدنی مسی که از مرحله سختتر فرار کردهاند، طراحی شدهاند. کنسانتره آنها را می توان در مدار تمیز کردن ارتقا داد یا به خوراک خشن تر برگرداند. باطله های رفتگر معمولاً باطله های نهایی هستند.
تمیز کردن
کنسانترههای خشنتر و جاذبکننده دوباره یک، دو یا سه بار در سلولهای تمیزتر شناور میشوند تا گانگ حبابشده را پس بزنند و کنسانتره را به درجه مس هدف برسانند. پسماندهای تمیزتر برای تشکیل یک مدار بسته به گردش در می آیند.
ضخیم شدن و فیلتراسیون
کنسانتره نهایی در یک ضخیمکننده محرک مرکزی ضخیم میشود، سپس فیلتر میشود تا رطوبت را به 8 تا 12 درصد قبل از انتقال به کارخانه ذوب کاهش دهد. آب سرریز غلیظ کننده به گیاه بازیافت می شود.
این فلو شیت یک چارچوب کلی است، نه یک دستور العمل ثابت. یک سنگ معدن مس پورفیری با محتوای رس کم ممکن است تنها به دو مرحله تمیزتر نیاز داشته باشد. سنگ معدنی با محتوای پیریت بالا ممکن است به فرورفتگی آهک و مرحله فلوتاسیون پیریت برای بازیافت گوگرد پایین دست نیاز داشته باشد. سنگ معدن با مس اکسید قابل توجهی نیاز به مخازن تهویه اضافی و یک واحد سولفید شدن دارد. فلو شیت همیشه با خصوصیات سنگ معدن شروع می شود.
انتخاب تجهیزات فلوتاسیون و سنگ زنی مناسب در طراحی فلو شیت نقش اساسی دارد. در یک پروژه کارخانه مرتب سازی مس در ویتنام ترکیبی از آسیاب گلولهای شبکه مرطوب، طبقهبندیکننده و ردیفی از سلولهای شناور مکانیکی به درجه کنسانتره مورد نیاز دست یافت و در عین حال مصرف انرژی را در بودجه پروژه حفظ کرد. این همان نوع نتیجه عملی است که طراحی فلو شیت ایجاد می کند یا می شکند.
معرف های فلوتاسیون: جعبه ابزار شیمیایی
معرف ها چیزی هستند که فلوتاسیون را ممکن می کنند. آنها به طور مداوم در طول عملیات مصرف می شوند و دوز و ترکیب آنها معمولاً بیش از هر عامل دیگری تأثیر بیشتری در بهبودی دارد. یک کارخانه فلوتاسیون مس از پنج نوع معرف اصلی استفاده می کند که هر کدام نقش مشخصی دارند.
کلکسیونرها مهمترین طبقه هستند. زانتات ها هنوز استاندارد صنعتی برای شناورسازی سولفید مس هستند. زانتاتهای با زنجیره کوتاه مانند اتیل زانتات سدیم و ایزوپروپیل زانتات سدیم برای سنگهای ریزدانه انتخابی و مناسب هستند، در حالی که زانتاتهای با زنجیره بلند مانند پتاسیم آمیل زانتات قدرت جمعآوری قویتری برای ذرات درشتتر و سنگهای با درجه پایینتر فراهم میکنند. دی تیوفسفات ها و تیونوکاربامات ها گاهی اوقات با زانتات ها برای بهبود گزینش پذیری در برابر پیریت مخلوط می شوند. دوز کلکتور در مدار مس معمولاً بین 20 تا 100 گرم در هر تن سنگ معدن بسته به عیار سنگ و کانی شناسی متغیر است.
کف کننده ها حباب های هوا را در پالپ تثبیت می کنند. MIBC پرمصرف ترین کف کننده در فلوتاسیون مس است که به دلیل کیفیت کف و کنترل آسان آن مورد توجه قرار می گیرد. کفکنندههای روغن کاج و الکل آلیفاتیک نیز در گیاهانی استفاده میشوند که کف طبیعی با سطح حباب بزرگ ایجاد میکنند. دوز Frother کوچک است، معمولاً 10 تا 50 گرم در تن، اما تأثیر آن بر رفتار سرریز فوری است و در عرض چند ثانیه پس از تغییر دوز قابل مشاهده است.
اصلاح کننده ها شیمی خمیر و بار سطحی کانی ها را کنترل می کنند. آهک مقرون به صرفه ترین تنظیم کننده pH در مدارهای مسی است که pH پالپ را در محدوده 9.5 تا 11.5 نگه می دارد تا پیریت را کاهش دهد و خطر بازیابی ناخواسته آهن را کاهش دهد. کربنات سدیم برای برخی از سنگ معدن های اکسیدی که آهک کاتیون های خاصی را رسوب می دهد ترجیح داده می شود. اسید سولفوریک در مدارهای اسیدی بخصوص در فلوتاسیون اکسیدی با سولفیداسیون استفاده می شود.
مضعفکنندهها و فعالکنندهها انتخابپذیری را بهخوبی تنظیم میکنند. سیانید سدیم یا سولفات روی برای کاهش اسفالریت در سنگ معدن مس و روی اضافه می شود، در حالی که سولفات مس می تواند اسفالریت را در حالت معکوس فعال کند. سولفیت سدیم یا دی اکسید گوگرد پیریت را در مدارهای قلیایی کاهش می دهد. جدول زیر محدوده معرف معمولی را در مدار سولفید مس معمولی نشان می دهد.
| نوع معرف | معرف های نمونه | عملکرد اصلی | دوز معمولی |
|---|---|---|---|
| گردآورنده | زانتات ها، دی تیوفسفات ها | سطوح معدنی مس را آبگریز کنید | 20-100 گرم در تن |
| Frother | مخلوط MIBC، روغن کاج، الکل | حباب های هوا و لایه کف را تثبیت کنید | 10-50 گرم در تن |
| اصلاح کننده pH | آهک، کربنات سدیم، اسید سولفوریک | کنترل قلیایی بودن پالپ، کاهش پیریت | 500-3000 گرم در تن |
| افسرده کننده | سیانید سدیم، سولفات روی، سولفیت سدیم | از شناور شدن گنگ و پیریت جلوگیری کنید | 10-200 گرم در تن |
| فعال کننده | سولفات مس | ترویج شناورسازی مواد معدنی فعال | 100-500 گرم در تن |
بهینه سازی معرف یک فعالیت مهندسی یکباره نیست. هنگامی که ترکیب سنگ معدن تغییر می کند، زمانی که فصل کیفیت آب را تغییر می دهد، یا زمانی که رس غیرمنتظره با خاک رس مواجه می شود، باید تکرار شود. یک کارخانه فلوتاسیون که به خوبی اداره می شود، گزارش معرف و بررسی روزانه دوز در مقابل نتایج سنجش را نگه می دارد.
تجهیزات اصلی در کارخانه فلوتاسیون مس
خط تجهیزات به طور مستقیم تعیین می کند که مراحل شیمیایی و فیزیکی فلوتاسیون چقدر خوب اجرا می شود. تجهیزات آسیاب، اختلاط، شناورسازی و آبگیری باید هم با مشخصات سنگ معدن و هم با ظرفیت تولید برنامه ریزی شده مطابقت داشته باشند. استفاده از تجهیزات بزرگ باعث افزایش هزینه سرمایه می شود. استفاده از تجهیزات کم اندازه باعث ایجاد تلفات بازیابی می شود که بعداً حذف آنها دشوار است.
تجهیزات سنگ زنی
آسیاب گلوله ای از نوع شبکه مرطوب، دستگاه آسیاب اولیه استاندارد در تغلیظ کننده های مسی است. یک خوراک خرد شده در حدود 10-15 میلی متر را آسیاب می کند تا یک خوراک فلوتاسیون 60-75٪ با عبور از 200 مش در یک یا دو مرحله. شبکه در انتهای تخلیه، سطح خمیر را در داخل آسیاب کنترل می کند و آسیاب بیش از حد را کاهش می دهد. برای یک کارخانه مس، سنگ زنی بیش از حد یک دشمن پنهان است زیرا لجن های به دست آمده معرف ها را مصرف می کنند و انتخاب شناور را کاهش می دهند.
آسیاب مرطوب بر آسیاب خشک ترجیح داده می شود زیرا گرد و غبار را از بین می برد، خطر اکسیداسیون سطوح مس تازه آزاد شده را کاهش می دهد و دوغاب را مستقیماً برای شناورسازی آماده می کند. آسیاب گلوله ای معمولاً در یک مدار بسته با یک طبقه بندی مارپیچی یا هیدروسیکلون کار می کند. مقاوم سازی یک آسیاب موجود با طراحی آستر کارآمدتر یا یک درایو با سرعت متغیر یک راه مقرون به صرفه برای به دست آوردن ظرفیت بدون خرید یک آسیاب کامل جدید است.
تجهیزات اختلاط و تهویه
مرحله تهویه اغلب در طراحی کارخانه دستکم گرفته میشود، با این حال اینجاست که تماس معرف و مواد معدنی واقعاً رخ میدهد. یک مخزن اختلاط بزرگ که به عنوان مخزن تهویه نیز شناخته می شود، انرژی و زمان ماندگاری مورد نیاز برای جذب کلکتور و توزیع کف را فراهم می کند. در فلوتاسیون مس، مخزن تهویه خمیر را به مدت دو تا ده دقیقه قبل از ورود خمیر به اولین سلول فلوتاسیون نگه می دارد. پروانه باید آنقدر قوی باشد که ذرات درشت را معلق کند، اما به اندازه کافی ملایم باشد تا هوایی که به طور طبیعی در دوغاب وجود دارد را برش ندهد.
برای گیاهانی که نیاز به تهیه معرف ها به طور جداگانه دارند، از مخزن اختلاط معرف برای حل و رقیق کردن کلکتورها و کف سازها تا غلظت مورد نظر قبل از تغذیه آنها در خمیر استفاده می شود. مخازن اختلاط با غلظت بالا نیز در مدارهای شستشو و برای کاربردهای خاص مانند آماده سازی باطله های شناور برای پر کردن استفاده می شود. شدت اختلاط، حجم مخزن و طراحی پروانه باید با هم اندازه شود تا توزیع زمان ماند با سینتیک فلوتاسیون سنگ معدن مطابقت داشته باشد.
ماشین آلات شناورسازی
ماشین های فلوتاسیون مکانیکی هسته هر متمرکز کننده مس هستند. آنها از یک مخزن، یک مکانیزم پروانه/استاتور و یک سیستم تامین هوا تشکیل شده اند. پروانه یک الگوی چرخش در داخل مخزن ایجاد می کند و مواد جامد را معلق نگه می دارد در حالی که هوا را در حباب های ریز پراکنده می کند. کف ایجاد شده در سطح توسط خراش دهنده ها یا با سرریز طبیعی داخل لباسشویی پاک می شود.
هندسه مخزن و سبک پروانه های مختلف برای وظایف مختلف مناسب است. دستگاه فلوتاسیون نوع BF به دلیل مکانیزم خود تهویه و طراحی مخزن کم عمق، یک انتخاب محبوب برای مدارهای خشن و مهار مس است. نوع XCF/KYF یک ماشین هوای اجباری است که در مواقعی استفاده میشود که جریان هوای بالایی برای تولید در مقیاس بزرگ مورد نیاز است، بهویژه در کارخانههایی با چندین خط شناور بزرگ. نوع JJF، با طراحی با ظرفیت بالا، اغلب برای مرحله تمیز کردن نهایی انتخاب می شود که در آن حجم کف محدود مورد نیاز است اما انتخاب پذیری بسیار مهم است. نوع CLF برای شناورسازی ذرات درشت طراحی شده است، و برای سنگ معدن هایی که در آن کانی مس دانه درشت است و نیاز به بازیابی بدون سنگ زنی بیش از حد دارد، مفید است.
اندازه سلول های فلوتاسیون طی دو دهه گذشته به طور قابل توجهی افزایش یافته است. یک کارخانه مس مدرن ممکن است از سلول های 100 m³ یا 200 m³ در مدار خشن تر استفاده کند. سلول های بزرگتر تعداد واحدها را کاهش می دهند، ابزار دقیق را ساده می کنند و مصرف انرژی را به ازای هر تن سنگ معدن کاهش می دهند. اما سلول های بزرگتر نیز کنترل ضعیف کف را کمتر می بخشند و به دریچه های دارت و سیستم های کنترل سطح به خوبی طراحی شده نیاز دارند. انتخاب بین ماشین های خود هواده و هوادهی اجباری بر اساس قوام خوراک سنگ معدن و درجه کنترلی است که کارخانه می خواهد حفظ کند.
علاوه بر تجهیزات فلوتاسیون، یک کارخانه مس به تجهیزات طبقه بندی، ضخیم سازی و پمپاژ نیز نیاز دارد. طبقه بندی کننده تغذیه پایدار و ریز برای شناورسازی را تضمین می کند، در حالی که ضخیم کننده تعادل آب کنسانتره و باطله را کنترل می کند. را نقش تجهیزات معدن فلوتاسیون در هیدرومتالورژی مدرن فراتر از جدایی ساده است. این شامل ارائه یک جریان خوراک ثابت است که مدارهای شستشوی پایین دست برای بازیابی پایدار به آن وابسته هستند.
پارامترهای کلیدی در بهینه سازی فلوتاسیون
طراحی مشخص می کند که یک کارخانه فلوتاسیون چه توانایی هایی دارد. عملیات تعیین می کند که در واقع به چه چیزی دست می یابد. پارامترهای عملیاتی پوشش داده شده در این بخش، نتایج متالورژیکی را به صورت روزانه کنترل می کنند. برای یک مهندس یا خریدار که پروژه فلوتاسیون مس را ارزیابی می کند، دانستن این پارامترها سریع ترین راه برای قضاوت در مورد منطقی بودن یک فرآیند پیشنهادی است.
ظرافت سنگ زنی
ظرافت آسیاب به عنوان درصد مواد عبوری از مش 200 اندازه گیری می شود. اگر سنگ معدن بیش از حد درشت آسیاب شود، برخی از ذرات معدنی مس با گنگ قفل شده می مانند و نمی توانند شناور شوند. اگر خیلی ریز آسیاب شود، سطح بالای ایجاد شده معرف مصرف می کند و ذرات ریز به صورت مکانیکی به داخل کف منتقل می شوند و کنسانتره را رقیق می کنند. یک سنگ معدن مس پورفیری معمولی بهتر است در 60 تا 70 درصد عبور از 200 مش شناور شود، اما یک سنگ معدنی رگه ای با عیار بالا ممکن است به 75 تا 80 درصد عبور از 200 مش برای آزادسازی کافی نیاز داشته باشد. منحنی که رابطه بین ظرافت و بازیابی را نشان می دهد، معمولاً یک اوج واضح دارد. یافتن آن اوج اولین وظیفه یک برنامه بهینه سازی فرآیند است.
شکل 1. بازیابی مس با ظرافت آسیاب افزایش می یابد، سپس با سنگ زنی بیش از حد لجن تولید می کند و مصرف معرف افزایش می یابد.
تراکم پالپ
نسبت جامد به مایع در خوراک فلوتاسیون معمولاً در 30 تا 45 درصد مواد جامد وزنی نگهداری می شود. خمیر متراکم تر، ماده معدنی مس بیشتری را در واحد حجم حمل می کند، که بازده زمان ماند را افزایش می دهد، اما خطر اثرات ویسکوزیته و انتقال ضعیف حباب را نیز افزایش می دهد. خمیر نازکتر انتخابپذیری و کیفیت کف بهتری دارد، اما برای همان حجم سلول، توان خروجی کمتری دارد. در عمل، مدارهای خشن تر با چگالی بالاتر کار می کنند، در حالی که مدارهای تمیزتر به 30 تا 40 درصد مواد جامد رقیق می شوند تا درجه را به حداکثر برسانند.
pH و افزودن آهک
آهک رایج ترین اصلاح کننده pH در مدارهای مسی است. PH هدف در رافر معمولاً بین 9.5 تا 11.5 است، جایی که پیریت کاهش می یابد و مواد معدنی مس هنوز به طور موثر شناور هستند. وجود پیروتیت یا سایر گنگ های مصرف کننده اسید، تقاضای آهک را تغییر می دهد، بنابراین حلقه کنترل pH باید محکم و پاسخگو باشد. یک کارخانه با ابزار دقیق از یک آنالایزر pH آنلاین در خوراک تهویهکننده و یک شیر کنترل در خط آهک استفاده میکند تا نقطه تنظیم را در 0.2 ± واحد pH نگه دارد.
جریان هوا و سرعت پروانه
نرخ هوادهی تعداد و اندازه حباب ها را در سلول شناور کنترل می کند. هوای خیلی کم سطح سطحی حباب را کاهش می دهد و بازیابی را کاهش می دهد. هوای بیش از حد باعث جریانی رو به پایین می شود که ذرات را به پایین می برد و می تواند کف را صاف کند. برای ماشین های خود هوادهی، سرعت پروانه مستقیماً مقدار هوای وارد شده را کنترل می کند. یک مدار خشن مس معمولی از جریان هوا 0.8-1.5 m³/m²/min استفاده می کند، بسته به وظیفه سلول.
عمق کف و سرعت اسکراپر
حفظ یک لایه کف پایدار برای تولید کنسانتره تمیز ضروری است. کف عمیقتر (300-600 میلیمتر) زهکشی بیشتری از باند حبابدار را فراهم میکند و درجه بالاتری به دست میدهد، در حالی که کفهای کمعمقتر بازیابی را افزایش میدهد اما درجه را کاهش میدهد. سرعت خراش بر سرعت حذف کف است. اگر خراش ها خیلی سریع کار کنند، کف های پر از گنگ را به داخل لباسشویی می کشند. اگر خیلی آهسته کار کنند، کف ممکن است فرو بریزد و به پالپ برگردد.
مشکلات رایج عملیاتی و نحوه رفع آنها
هر کارخانه فلوتاسیون مس روزهای بدی دارد و دلایل آن همیشه مشخص نیست. راهنمای زیر علائم رایج را با علل معمول و اقدامات اصلاحی آنها ترکیب می کند. زمان پاسخ مهم است. چهار ساعت انتظار برای سنجش برای تایید مشکل می تواند بیشتر از تغییر دوز معرف در زمان واقعی بر اساس مشاهده کف باشد.
بازیابی کم مس
علل
جمع کننده ناکافی؛ بیش از حد آسیاب کردن پوشش لجن روی سطوح معدنی؛ کف خیلی کم عمق
اقدامات
دوز کلکتور را به تدریج افزایش دهید. کاهش نرخ خوراک آسیاب؛ افزودن پراکنده؛ سطح کف و جریان هوا را تنظیم کنید.
عیار کم کنسانتره
علل
فعال سازی پیریت؛ کف کردن بیش از حد؛ گانگ با حباب بالا؛ مراحل تمیز کردن ناکافی
اقدامات
افزایش pH با آهک؛ کاهش دوز کف کننده؛ کاهش سرعت اسکراپر؛ مرحله تمیزتر یا خوراک پاک کننده رقیق را اضافه کنید.
کف بیش از حد پایدار یا شکننده است
علل
نوع کف و دوز آن با شیمی آب مطابقت ندارد. تغییر سختی آب؛ محتوای خاک رس در خوراک
اقدامات
به یک کف کننده انتخابی تر بروید. تنظیم دوز؛ در صورت زیاده روی از کف زدا استفاده کنید. نظارت بر کیفیت آب فرآیند
نشست شن و ماسه در سلول های فلوتاسیون
علل
سرعت پروانه خیلی کم؛ خمیر بیش از حد ضخیم؛ اندازه ذرات بزرگ؛ استاتور یا پروانه فرسوده
اقدامات
افزایش سرعت پروانه؛ کاهش تراکم خوراک؛ اندازه برش طبقهبندی کننده را بررسی کنید. فاصله پروانه و استاتور را بررسی کنید.
عیار باطله بالا
علل
مشکل رهایی؛ زمان اقامت ناکافی؛ اتصال کوتاه؛ مجموعه معرف اشتباه
اقدامات
اندازه آسیاب را دوباره بررسی کنید. بررسی آرایش سلول برای کانال. یک سلول لاشخور اضافه کنید. بررسی کانی شناسی باطله ها
چک لیست تدارکات تجهیزات برای خط فلوتاسیون مس
کنار هم قرار دادن یک خط فلوتاسیون برای یک پروژه مس جدید، توسعه کارخانه، یا نوسازی فرآیند کامل، بسیار بیشتر از انتشار فهرستی از مجلدات مورد نظر و درخواست قیمت است. خرید تجهیزات فلوتاسیون تصمیمی در مورد عملکرد فرآیند، هزینه عملیاتی و پشتیبانی پس از فروش است. چک لیست ساختار یافته به جلوگیری از رایج ترین اشتباهات تدارکاتی کمک می کند.
نوع سنگ معدن و اندازه آسیاب را تأیید کنید
تجهیزات فلوتاسیون باید برای سنگ معدن خاصی که کارخانه تصفیه می کند رقابتی باشد. سنگ معدنی سولفیدی که تا 65% آسیاب می شود و از 200 مش عبور می کند، نسبت به سنگ معدنی که مقدار زیادی لجن اولیه تولید می کند، نیازهای زمان ماند متفاوتی دارد. از تامین کننده تجهیزات بخواهید که حجم سلول مورد نیاز را بر اساس سینتیک فلوتاسیون پروژه محاسبه کند، نه فقط بر اساس یک قانون تقریبی. گیاهی که سنگ معدن ریزدانه را تصفیه می کند، نسبت به گیاهی که سنگ دانه درشت را تصفیه می کند، به سلول های بزرگتر یا خشن تر نیاز دارد.
ارزیابی انرژی و هزینه های تعمیر و نگهداری
مصرف برق یک دستگاه فلوتاسیون به قطر پروانه، سرعت روتور و اندازه مخزن بستگی دارد. ماشینهای خود هواده معمولاً سادهتر و ارزانتر از ماشینهای هوای اجباری هستند، اما ماشینهای هوای اجباری کنترل هوای مستقیمتری را ارائه میکنند که بازیابی در شرایط تغذیه متغیر را بهبود میبخشد. هزینه کل مالکیت را در حداقل هفت سال، از جمله هزینه تعویض پروانه و استاتور، سرویس موتور و کالیبراسیون ابزار مقایسه کنید. ارزان ترین دستگاه را صرفاً به دلیل قیمت خرید آن انتخاب نکنید.
قطعات یدکی و پشتیبانی محلی را بررسی کنید
تحویل قطعات یدکی اغلب گلوگاهی است که کارخانه را متوقف می کند. هنگام ارزیابی یک ماشین، از سازنده فهرست موجودی پیشنهادی را بخواهید و در دسترس بودن انبار محلی را مقایسه کنید. توانایی تحویل پروانهها، استاتورها، دریچههای دارت و سنسورهای سطح در مدت زمان کوتاه بیش از هر ویژگی عملکردی در زمانی که نیروگاه خاموش است، اهمیت دارد.
اصرار بر یک آزمایش سایت یا آزمایش آزمایشی
اگر پروژه یک کانسار جدید یا یک تغییر فرآیند عمده است، بر آزمایش فلوتاسیون در مقیاس آزمایشی با استفاده از نمونه واقعی سنگ اصرار کنید. یک آزمایش فلوتاسیون دسته ای ساده روی 1 تا 2 کیلوگرم سنگ معدن مفید است اما نمی تواند رفتار کف را در یک دوره مداوم ارزیابی کند. یک کارخانه آزمایشی چند روزه بر روی چند صد کیلوگرم سنگ معدن، داده هایی را در مورد زمان ماند، پایداری کف و فرسودگی تجهیزات ارائه می دهد که نمی توان از آزمایش دسته ای به دست آورد.
قابلیت تولید تامین کننده را بررسی کنید
قابلیت مربوط به تجربه تولید و ادغام مهندسی است. دستگاه فلوتاسیون یک واحد سنگین است که باید به طور مداوم تحت شرایط دوغاب ساینده کار کند و عمر طراحی آن در چند دهه اندازه گیری شود. سابقه تامین کننده با پروژه های مشابه، توانایی آنها در رعایت مهلت های تحویل، و کیفیت فرآیندهای آزمایش و تولید آنها باید بررسی شود. اگر مقیاس پروژه تلاش را توجیه کند، بازدید از کارخانه توصیه می شود.
برای خریدارانی که در حال آماده سازی یک کارخانه کامل فلوتاسیون مس هستند، تصمیم نه تنها شامل خود سلول فلوتاسیون، بلکه تجهیزات آسیاب، اختلاط و آبگیری است که کل مدار تولید را تشکیل می دهد. سفارش یک خط کامل از یک کارخانه، ریسک رابط را کاهش می دهد، زمان راه اندازی را کوتاه می کند و همکاری پس از فروش را بسیار ساده تر می کند.
سوالات متداول در مورد فلوتاسیون مس
هدف اصلی فلوتاسیون مس چیست؟
هدف جداسازی مواد معدنی مس از سنگ های باطله است تا کنسانتره ای با عیار نسبتاً بالا به کارخانه ذوب تحویل داده شود. محتوای مس را از کمتر از 1 درصد در سنگ معدن سولفیدی معمولی به حدود 20 تا 30 درصد در کنسانتره افزایش میدهد و ذوب را از نظر اقتصادی مقرونبهصرفه میسازد و میزان زبالههایی که از محل معدن منتقل میشوند را به حداقل میرساند.
فلوتاسیون مس چقدر طول می کشد؟
زمان ماندن خمیر کاغذ در مدار فلوتاسیون مسی معمولاً 10 تا 20 دقیقه است که بین سلولهای خشنتر، جمعکننده و پاککنندهتر توزیع میشود. زمان آماده سازی قبل از فلوتاسیون اضافی است، معمولاً 2 تا 10 دقیقه. کل زمان از آسیاب تا کنسانتره نهایی ممکن است چندین ساعت باشد، اما خود دوره شناور فعال کوتاه است.
آیا می توان سنگ اکسید مس را با فلوتاسیون تصفیه کرد؟
بله، اما تنها پس از یک مرحله سولفیداسیون که یک لایه سولفید نازک روی سطح معدنی اکسید تشکیل می دهد. این مرحله حساس است و نیاز به کنترل دقیق دوز سولفید سدیم دارد. اگر سنگ معدن اکسید حاوی کسر بالایی از کریزوکولا یا سایر سیلیکات های مس باشد، شستشوی مستقیم اسیدی اغلب گزینه بهتری نسبت به فلوتاسیون است.
چرا در فلوتاسیون مس آهک اضافه می شود؟
آهک در درجه اول برای بالا بردن و نگه داشتن pH خمیر در سطحی که پیریت و سایر سولفیدهای آهن کاهش می یابد، اضافه می شود. آهک همچنین برخی از یون های فلزات سنگین را در آب فرآیند رسوب می کند و به حفظ جدایی شفاف بین مس و سولفید آهن کمک می کند. در بیشتر مدارهای سولفید مس، pH هدف بین 9.5 تا 11.5 است.
تفاوت بین سلول شناور خشن تر و تمیزتر چیست؟
یک سلول زبرتر اولین کنسانتره را از دوغاب خوراک تولید می کند و معمولاً بخش عمده ای از کانی مس را بازیابی می کند. یک سلول تمیزتر این کنسانتره را مجدداً شناور می کند تا گانگوی حباب شده را از بین ببرد و درجه نهایی را افزایش دهد. در یک گیاه بزرگ، سلولهای خشنتر بزرگتر و کمتر میشوند، در حالی که سلولهای تمیزتر کوچکتر هستند و در یک تا سه مرحله تمیز کردن متوالی مرتب میشوند.
بازیابی فلوتاسیون در محل چگونه اندازه گیری می شود؟
بازیابی از سنجش خوراک، کنسانتره و باطله در یک شیفت یا روز معین، با فرمول بر اساس توزیع وزنی که سه جریان را متعادل می کند، محاسبه می شود. آنالایزرهای اشعه ایکس آنلاین هر چند دقیقه یکبار سنجشهای تقریباً بیدرنگ را ارائه میکنند و به اپراتورها این امکان را میدهند تا قبل از اینکه ضرر تجمعی قابل توجه شود، به سرعت پاسخ دهند.
EN
