اصول کلی بیولیچینگ مس
ماده معدنی مس استخراج شده تا ابعاد مورد نظر خرد شده و به منظور آگلومره شدن ذرات ریز با ذرات درشت و کار با باکتری ها با اسیدسولفوریک در دستگاه های آگلومراسیون مخلوط می شوند.به منظور کاهش میزان رطوبت موجود برای خوب آگلومره شدن آب یا رافینت (رافینت محلولی است که از مسیر بازگشتی جدایش محلول الکترووینینگ به دست می آید) اضافه می شود.
اگر ماده معدنی از نوع خیلی مصرف کننده اسید نباشد میزان اسید مصرفی برای آماده سازی ماده معدنی می تواند از محلول رافینت تامین شود.
رافینت معمولا شامل میزان کمی از باکتری است که منجر به اکسید شدن مس می شود (باکتری ابتدا توسط لوله هایی بر روی کپه های ماده معدنی ریخته می شوند تا سنگ سولفوری را به اکسیدی تبدیل کند.سنگ آگلومره و آماده شده برای اسیدشویی به محوطه ای فرستاده می شود که در محلی به ارتفاع ۶-۱۰ متر بر روی زمینی که قبلا مسطح شده است و یا بر بالای ماده معدنی که قبلا اسیدشویی شده است ریخته می شود.به منظور تامین هوای موردنیاز برای عملیات باکتری ها لوله های پلاستیکی با سوراخ های مخصوص هوادهی بر روی پد قرار داده می شوند. بادبزن های فشار پایین هوای مورد نیاز برای سیستم تهویه زیر ماده معدنی را تامین می کنند.
پدهای ایجاد شده توسط میزان مشخصی از محلول که شامل باکتری نیز می باشد مورد پاشش قرار می گیرند و این باکتری های موجود سنگ سولفوری را به اکسیدی تبدیل می کنند و در اسید حل می شوند، محلول باردار شده (pls) (شامل مقدار مشخصی می باشد) در زیر توده جمع می شوند و بعضا دوباره به بالای هیپ عملیات برگردانده می شوند و یا مستقیما اگر میزان مس در حد مورد نظر باشد به مرحله ew/sx (جدایش محلول/ الکترووینینگ) برای بازیابی مس فرستاده می شوند. رافینت دو مرتبه به توده های اسیدشویی قرار گرفته، بازگردانده می شوند. زمان اسیدشویی برای عملیات های مختلف متفاوت است اما به طور ایده آل در حدود ۲۰۰ روز برای ماده معدنی مس ثانویه است. بازیابی مس در حدود ۸۵-۷۵ درصد متغیر است.
روش های مختلف بیولیچینگ مس
بیولیچینگ توده ای:
در مقیاس ها و تناژهای بزرگ روش اسیدشویی توده ای مس برای باطله و یا مواد معدنی مس به عنوان یک طرح کاملا اقتصادی که با روش بیولیچینگ توده ای در غرب ایالت آمریکا به عنوان یک کار اقتصادی عرضه شد. امروزه، دامپ های بیولیچینگ در سراسر دنیا و مخصوصا در شیلی به طور گسترده ای استفاده می شود. هزینه های عملیاتی خیلی پایین است و با استفاده از روش های ew/sx این هزینه ها خیلی پایین تر می شوند.
جدایش مس از ماده معدنی طلا:
حضور مس در ماده معدنی طلا به خاطر مصرف بالای مواد شیمیایی توسط مس مشکلاتی را در عملیات سیانوراسیون طلا به وجود می آورد. در عملیات لیشون در کونیزلند استرالیا تقریبا ۵۰۰ هزار تن در سال (۲۰ درصد خروجی معدن) از روش بیولیچینگ برای جدایش مس استفاده می شود که کالکوپیریت را توسط باکتری جدا می کند. بعد از این مرحله است که طلا می تواند به راحتی و به صورت کاملا اقتصادی استحصال شود. مس نیز توسط سمنتاسیون همراه با آهن برای عملیات بعدی جدا می شوند.
بیولیچینگ لایه های نازک:
این روش تنها برای مواد معدنی اکسیدی به کار می رود. روش لایه های نازک شامل خردایش و بیولیچینگ مواد معدنی سولفیدی مس ثانویه در هیپ های کوچک در مراحل باردار بدون بار است. اخیرا عملیاتی در مقیاس بزرگ در معدن کبرادا بلانکا و سروکلورادو در شیلی از این روش برای مواد معدنی سولفیدی (کالکوسیت اولیه) مورد استفاده قرار گرفته است.
بیولیچینگ مخزنی:
اولین بیولیچینگ مس و کنسانتره آن با استفاده از روش رآکتورهای مخزنی به منظور دستیابی به سینتیک سریع تر بوده است که این روش به خاطر بازیابی پایین آن از خوراک کالکوپیریت و اقتصادی بودن روش ذوب پیوسته نسبت به روش مذکور فقط در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شده است. بیولیچینگ کنسانتره کالکوپیریت در حضور یون های کاتیونی مثل نقره منجر به سریع تر شدن سینتیک آزمایش و بازیابی بالای مس در جزئیات آزمایشگاهی شده است. میزان هزینه محاسبه شده برای روش بیولیچینگ – استخراج از محلول – الکترووینینگ، ۳۰-۲۵ سنت به ازای هر پوند است.
نمونه ای از کاربرد بیولیچینگ مس
اکثر معادنی که از روش بیولیچینگ برای استحصال فلزات استفاده می کنند، معادنی هستند که در منطقه نیمکره جنوبی واقع شده اند و این مطلب به خاطر شرایط آب و هوایی خاص این مناطق است که برای رشد باکتری و عملیات آنها مفیدتر هستند و در مناطقی مثل شمال آمریکا به دلیل شرایط آب و هوایی سرد کار باکتری ها در این مناطق با مشکل روبه رو می شود و در این مناطق تنها از باکتری های سرمادوست می توان استفاده کرد و از سال ۱۹۸۰، ۱۱ معدن مس و یک معدن به صورت برجا از روش بیولیچینگ استفاده کرده اند.نمونه خیلی خوب صنعتی استفاده شده از روش بیولیچینگ، معدن کبرادابلانکا در شمالشیلی می باشد در سال ۱۹۹۴محوطه این عملیات درون منطقه آلتی پلانو در سطح تراز ۴۴۰۰ متر واقع شده است که به خاطر شرایط خاص این منطقه کار باکتری ها در دمای سرد و فشار کم اکسیژن در مناطق مرتفع با مشکل روبه رو می شوند. در معدن مذکور ۱۷۳۰۰ تن در روز ماده معدنی سولفیدی تا ۱۰۰ درصد زیر ۹ میلیمتر سنگ شکنی می شوند، با اسید سولفوریک و آب گرم آگلومره می شوند و بعدا بر روی پدهایی به ارتفاع ۵/۶-۶ متر انباشته می شوند. پدها توسط لوله های مخصوص هوادهی که در زیر هیپ ها نصب شده اند و توسط فن هایی با فشار پایین هوادهی می شوند، مجهز شده اند. فعالیت باکتری ها در این معدن با بیشترین میزان موفقیت همراه است و بازیابی عملیات در حدود ۹۰-۸۰ درصد از سنگ معدنی سولفوری است که در حدود ۷۵۰۰ تن مس در سال تولید می کند. هزینه های به وجود آمده در معدن که شامل معدنکاری نیز می شود در حدود ۵۰ سنت به ازای هر پوند از ماده معدنی است.
ماده معدنی مس استخراج شده تا ابعاد مورد نظر خرد شده و به منظور آگلومره شدن ذرات ریز با ذرات درشت و کار با باکتری ها با اسیدسولفوریک در دستگاه های آگلومراسیون مخلوط می شوند.به منظور کاهش میزان رطوبت موجود برای خوب آگلومره شدن آب یا رافینت (رافینت محلولی است که از مسیر بازگشتی جدایش محلول الکترووینینگ به دست می آید) اضافه می شود.
اگر ماده معدنی از نوع خیلی مصرف کننده اسید نباشد میزان اسید مصرفی برای آماده سازی ماده معدنی می تواند از محلول رافینت تامین شود.
رافینت معمولا شامل میزان کمی از باکتری است که منجر به اکسید شدن مس می شود (باکتری ابتدا توسط لوله هایی بر روی کپه های ماده معدنی ریخته می شوند تا سنگ سولفوری را به اکسیدی تبدیل کند.سنگ آگلومره و آماده شده برای اسیدشویی به محوطه ای فرستاده می شود که در محلی به ارتفاع ۶-۱۰ متر بر روی زمینی که قبلا مسطح شده است و یا بر بالای ماده معدنی که قبلا اسیدشویی شده است ریخته می شود.به منظور تامین هوای موردنیاز برای عملیات باکتری ها لوله های پلاستیکی با سوراخ های مخصوص هوادهی بر روی پد قرار داده می شوند. بادبزن های فشار پایین هوای مورد نیاز برای سیستم تهویه زیر ماده معدنی را تامین می کنند.
پدهای ایجاد شده توسط میزان مشخصی از محلول که شامل باکتری نیز می باشد مورد پاشش قرار می گیرند و این باکتری های موجود سنگ سولفوری را به اکسیدی تبدیل می کنند و در اسید حل می شوند، محلول باردار شده (pls) (شامل مقدار مشخصی می باشد) در زیر توده جمع می شوند و بعضا دوباره به بالای هیپ عملیات برگردانده می شوند و یا مستقیما اگر میزان مس در حد مورد نظر باشد به مرحله ew/sx (جدایش محلول/ الکترووینینگ) برای بازیابی مس فرستاده می شوند. رافینت دو مرتبه به توده های اسیدشویی قرار گرفته، بازگردانده می شوند. زمان اسیدشویی برای عملیات های مختلف متفاوت است اما به طور ایده آل در حدود ۲۰۰ روز برای ماده معدنی مس ثانویه است. بازیابی مس در حدود ۸۵-۷۵ درصد متغیر است.
روش های مختلف بیولیچینگ مس
بیولیچینگ توده ای:
در مقیاس ها و تناژهای بزرگ روش اسیدشویی توده ای مس برای باطله و یا مواد معدنی مس به عنوان یک طرح کاملا اقتصادی که با روش بیولیچینگ توده ای در غرب ایالت آمریکا به عنوان یک کار اقتصادی عرضه شد. امروزه، دامپ های بیولیچینگ در سراسر دنیا و مخصوصا در شیلی به طور گسترده ای استفاده می شود. هزینه های عملیاتی خیلی پایین است و با استفاده از روش های ew/sx این هزینه ها خیلی پایین تر می شوند.
جدایش مس از ماده معدنی طلا:
حضور مس در ماده معدنی طلا به خاطر مصرف بالای مواد شیمیایی توسط مس مشکلاتی را در عملیات سیانوراسیون طلا به وجود می آورد. در عملیات لیشون در کونیزلند استرالیا تقریبا ۵۰۰ هزار تن در سال (۲۰ درصد خروجی معدن) از روش بیولیچینگ برای جدایش مس استفاده می شود که کالکوپیریت را توسط باکتری جدا می کند. بعد از این مرحله است که طلا می تواند به راحتی و به صورت کاملا اقتصادی استحصال شود. مس نیز توسط سمنتاسیون همراه با آهن برای عملیات بعدی جدا می شوند.
بیولیچینگ لایه های نازک:
این روش تنها برای مواد معدنی اکسیدی به کار می رود. روش لایه های نازک شامل خردایش و بیولیچینگ مواد معدنی سولفیدی مس ثانویه در هیپ های کوچک در مراحل باردار بدون بار است. اخیرا عملیاتی در مقیاس بزرگ در معدن کبرادا بلانکا و سروکلورادو در شیلی از این روش برای مواد معدنی سولفیدی (کالکوسیت اولیه) مورد استفاده قرار گرفته است.
بیولیچینگ مخزنی:
اولین بیولیچینگ مس و کنسانتره آن با استفاده از روش رآکتورهای مخزنی به منظور دستیابی به سینتیک سریع تر بوده است که این روش به خاطر بازیابی پایین آن از خوراک کالکوپیریت و اقتصادی بودن روش ذوب پیوسته نسبت به روش مذکور فقط در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شده است. بیولیچینگ کنسانتره کالکوپیریت در حضور یون های کاتیونی مثل نقره منجر به سریع تر شدن سینتیک آزمایش و بازیابی بالای مس در جزئیات آزمایشگاهی شده است. میزان هزینه محاسبه شده برای روش بیولیچینگ – استخراج از محلول – الکترووینینگ، ۳۰-۲۵ سنت به ازای هر پوند است.
نمونه ای از کاربرد بیولیچینگ مس
اکثر معادنی که از روش بیولیچینگ برای استحصال فلزات استفاده می کنند، معادنی هستند که در منطقه نیمکره جنوبی واقع شده اند و این مطلب به خاطر شرایط آب و هوایی خاص این مناطق است که برای رشد باکتری و عملیات آنها مفیدتر هستند و در مناطقی مثل شمال آمریکا به دلیل شرایط آب و هوایی سرد کار باکتری ها در این مناطق با مشکل روبه رو می شود و در این مناطق تنها از باکتری های سرمادوست می توان استفاده کرد و از سال ۱۹۸۰، ۱۱ معدن مس و یک معدن به صورت برجا از روش بیولیچینگ استفاده کرده اند.نمونه خیلی خوب صنعتی استفاده شده از روش بیولیچینگ، معدن کبرادابلانکا در شمالشیلی می باشد در سال ۱۹۹۴محوطه این عملیات درون منطقه آلتی پلانو در سطح تراز ۴۴۰۰ متر واقع شده است که به خاطر شرایط خاص این منطقه کار باکتری ها در دمای سرد و فشار کم اکسیژن در مناطق مرتفع با مشکل روبه رو می شوند. در معدن مذکور ۱۷۳۰۰ تن در روز ماده معدنی سولفیدی تا ۱۰۰ درصد زیر ۹ میلیمتر سنگ شکنی می شوند، با اسید سولفوریک و آب گرم آگلومره می شوند و بعدا بر روی پدهایی به ارتفاع ۵/۶-۶ متر انباشته می شوند. پدها توسط لوله های مخصوص هوادهی که در زیر هیپ ها نصب شده اند و توسط فن هایی با فشار پایین هوادهی می شوند، مجهز شده اند. فعالیت باکتری ها در این معدن با بیشترین میزان موفقیت همراه است و بازیابی عملیات در حدود ۹۰-۸۰ درصد از سنگ معدنی سولفوری است که در حدود ۷۵۰۰ تن مس در سال تولید می کند. هزینه های به وجود آمده در معدن که شامل معدنکاری نیز می شود در حدود ۵۰ سنت به ازای هر پوند از ماده معدنی است.
