استخراج مس:
چرخهي بهرهبرداري مس بهصورت روباز شامل حفاري، انفجار، بارگيري و حمل مادهي معدني است. كانههاي خرد شده و روبارهها توسط بيلهاي بزرگ برقي يا ديزلي كه در كنار زون سطح فرسايش يافته و عريانشدهي كانسار بهكار ميآيند، بارگيري ميشوند. خردكنندههاي متحرك مجهز به نوار نقاله در برخي معادن روباز نصب ميشوند تا مادهي معدني خرد شده را به كارخانهي مربوطه منتقل كنند كه اين كار باعث صرفهجويي قابل ملاحظهاي در هزينههاست. در سالهاي اخير بهكارگيري واگن براي حمل و نقل مادهي معدني كارگاه، بهدليل بالا بودن هزينهي نگهداري و طولاني بودن مسير حمل و نقل كه گاه تا چند مايل ميرسد، منتفي شده است.
روند كلي به سوي بارگيري كاميونهاي حمل و نقل كه ظرفيت آنها به 170 تن و بيشتر ميرسد، سوق داده شده است. فزون بر اين عمل سيستم كنترل كامپيوتري حمل و نقل در افزايش بهرهوري تاثير بسزايي داشته است.
بخشي درخور توجه از بهرهبرداري مس جهان از طريق روشهاي زيرزميني است كه معمولاً نيروي كار و هزينهي بيشتري از روش روباز را ميطلبد. مس بهرهبرداري شده از معدن زيرزميني در كشورهاي گروه اقتصادي بازار به 3/84 ميلين تن ميرسد كه 52% آن در شيلي است، بيشتر معدنكاريهاي زيرزميني به دو روش غارزني و تونلهاي تقويت شده صورت ميگيرد. روش غارزني نيز خود بر دو نوع است غارزني به روشSublevel Cewmy و غارزني به روش Block Caving
كانهآرايي مس:
بيشتر كانسنگهايي كه در فرآيند كآنهارايي قرار ميگيرند از نوع سولفورهاي مس يا آميزهاي از سولفورهاي فلزات پايهاند كه بايد خرد و آسياب شوند و در محفظههاي فلوتاسيون با معرفهاي گوناگون قرار گيرند تا بتوان آنها را از سنگ دربرگيرنده يا از سولفورهاي ديگر جدا كرد. با فرآيند فلوتاسيون ميتوان سولفورها و برخي از اكسيدها را به خوبي جدا كرد ولي روش خوبي كه براي استحصال مس از كانسنگهاي اكسيدي بهكار ميرود روش فروشست است.
بهدليل گوناگوني فراوان انباشتهها، روشهاي فروشست مس پيچيدهتر و تخصصيتر شده است و گاه براي كانسنگها چند تكنيك استاندارد نياز است. معمولاً پيش از فروشستن كانسنگ آنها را برشته ميكنند.
چهار روش فروشست عبارتند از:
1- گذر دادن محلول فروشوينده از درون باطلههاي كمعيار (Dump Leaching). 2- گستردن كانسنگهاي اكسيدي برروي يك سطح آماده و پمپكردن محلول شوينده بر روي آنها (Heap Leaching). 3- فروشستن كانسنگ در محل كارگاه معدن (In Situ Leaching). 4- خرد كردن مقدماتي كانسنگ و قراردادن آنها در مخازن بزرگ براي فروشستن (Vat Leaching)
در سالهاي اخير روش نسبتاً نوين به نام فروشستن لايه نازك (Thin Layer) بهكار گرفته شده كه ارزش اقتصادي دارد و از سال 1980 در چند معدن در شيلي بهكار برده شد و شامل دو مرحله اصلي است:
1- در برابر اسيد سولفوريك قراردادن كانسنگهاي ريز و به حال خود گذاشتن كانسنگها براي مدت زمان محدود و Curing.
2- پاشيدن هرگونه محلول فروشوينده برروي كانسنگ آماده شده در مرحلهي پيشين آبشويي (Leaching).
متداولترين روش بازيابي مس از محلولهاي فروشوينده، روش رسوبگيري توسط قراضههاي آهني است. اين روش رسوبهاي مسي به نام مس سيماني را فرآوري ميكند كه سپس به كمك دستگاههاي معمولي ذوب و پالايش ميشود. روش ديگر گذراندن محلول مسدار از درون يكسري مراحل حلالگير است كه در اين فرآيند، با استفاده از معرفهاي مبادله كنندهي يون، عيار مس در حلالها بالا ميرود و سپس در محفظههايي به روش الكتروليتي، مس آنها آزاد ميشود و كاتدي از مس با عيار، به نسبت بالا بدست ميآيد. فرآيند هيدرومتالورژيكي برروي كانسنگها و كنسانترههاي مس در سالهاي اخير توجه زيادي را به خود معطوف كرده است زيرا سرمايهگذاري كمتري را نياز دارد و از سويي آلودگي كمتري را موجب ميشود. اما بيش از روشهاي معمولي به انرژي نياز دارد.
محلولهاي فروشويندهاي كه براي فروشستن كانسنگهاي مس بهكار ميروند آميزهاي است از اسيد سولفوريك، سولفات فريك، آمونياك، كلرورها و هيدروكسيدكلسيم
نمايي از آسياهاي گلولهاي در مدار آسياي پرعياركني :
تغليظ کانههاي مسدار:
کانههاي مسدار که از طبقات مختلف قشر زمين بهصورت روباز و يا عمقي استخراج مي شوند، در محل معدن جهت صرفه جويي در انرژي سوخت کورهها و صرفه جويي در عمل حمل ونقل و تهيه فلز مرغوبتر، پر عيار ميگردد که اين عمل شامل خرد کردن، دسته بندي و جدا کردن ميباشد.
کاميونهاي بزرگ مواد کاني استخراج شده را بهطرف آسيابهاي بزرگ حمل کرده، مواد کاني مس پس از خرد شدن اوليه توسط نوار نقاله به طرف کارخانهي تغليظ فرستاده ميشوند در آنجا نيز مرحلهي دوم و سوم خردکردن صورت گرفته و سپس توسط غربالها تقسيمبندي ميگردند. دانههاي ريز خردشده بهطرف آسيابهاي گلولهاي انتقال مييابند. و دانههاي درشت غربالشده جهت خردشدن بيشتر، دوباره به آسياب مخروطي بازگردانده ميشوند.
مواد کاني نرم شده پس از خروج از آسيابهاي گلولهاي، توسط دستگاههاي جدا کننده، تقسيمبندي ميشوند که در اين حالت بهصورت نرمه و با درصد وزني حدود 35-15% ميباشند. اين مواد پس از افزودن معرفهاي شيميايي لازم به طرف سلولهاي فلوتاسيون جهت تهيهي کنسانترهي 32% مس و دورکردن مواد زائد فرستاده ميشوند. کنسانترهي بدست آمده بهترتيب وارد دستگاه تقليل آب و ***** و بالاخره وارد خشککن استوآنهاي ميگردد تا خشک و آماده براي تشويه گردد.
چرخهي بهرهبرداري مس بهصورت روباز شامل حفاري، انفجار، بارگيري و حمل مادهي معدني است. كانههاي خرد شده و روبارهها توسط بيلهاي بزرگ برقي يا ديزلي كه در كنار زون سطح فرسايش يافته و عريانشدهي كانسار بهكار ميآيند، بارگيري ميشوند. خردكنندههاي متحرك مجهز به نوار نقاله در برخي معادن روباز نصب ميشوند تا مادهي معدني خرد شده را به كارخانهي مربوطه منتقل كنند كه اين كار باعث صرفهجويي قابل ملاحظهاي در هزينههاست. در سالهاي اخير بهكارگيري واگن براي حمل و نقل مادهي معدني كارگاه، بهدليل بالا بودن هزينهي نگهداري و طولاني بودن مسير حمل و نقل كه گاه تا چند مايل ميرسد، منتفي شده است.
روند كلي به سوي بارگيري كاميونهاي حمل و نقل كه ظرفيت آنها به 170 تن و بيشتر ميرسد، سوق داده شده است. فزون بر اين عمل سيستم كنترل كامپيوتري حمل و نقل در افزايش بهرهوري تاثير بسزايي داشته است.
بخشي درخور توجه از بهرهبرداري مس جهان از طريق روشهاي زيرزميني است كه معمولاً نيروي كار و هزينهي بيشتري از روش روباز را ميطلبد. مس بهرهبرداري شده از معدن زيرزميني در كشورهاي گروه اقتصادي بازار به 3/84 ميلين تن ميرسد كه 52% آن در شيلي است، بيشتر معدنكاريهاي زيرزميني به دو روش غارزني و تونلهاي تقويت شده صورت ميگيرد. روش غارزني نيز خود بر دو نوع است غارزني به روشSublevel Cewmy و غارزني به روش Block Caving
الگوي عمومي تبديل مس از كانه تا فرآورده
كانهآرايي مس:
بيشتر كانسنگهايي كه در فرآيند كآنهارايي قرار ميگيرند از نوع سولفورهاي مس يا آميزهاي از سولفورهاي فلزات پايهاند كه بايد خرد و آسياب شوند و در محفظههاي فلوتاسيون با معرفهاي گوناگون قرار گيرند تا بتوان آنها را از سنگ دربرگيرنده يا از سولفورهاي ديگر جدا كرد. با فرآيند فلوتاسيون ميتوان سولفورها و برخي از اكسيدها را به خوبي جدا كرد ولي روش خوبي كه براي استحصال مس از كانسنگهاي اكسيدي بهكار ميرود روش فروشست است.
بهدليل گوناگوني فراوان انباشتهها، روشهاي فروشست مس پيچيدهتر و تخصصيتر شده است و گاه براي كانسنگها چند تكنيك استاندارد نياز است. معمولاً پيش از فروشستن كانسنگ آنها را برشته ميكنند.
چهار روش فروشست عبارتند از:
1- گذر دادن محلول فروشوينده از درون باطلههاي كمعيار (Dump Leaching). 2- گستردن كانسنگهاي اكسيدي برروي يك سطح آماده و پمپكردن محلول شوينده بر روي آنها (Heap Leaching). 3- فروشستن كانسنگ در محل كارگاه معدن (In Situ Leaching). 4- خرد كردن مقدماتي كانسنگ و قراردادن آنها در مخازن بزرگ براي فروشستن (Vat Leaching)
در سالهاي اخير روش نسبتاً نوين به نام فروشستن لايه نازك (Thin Layer) بهكار گرفته شده كه ارزش اقتصادي دارد و از سال 1980 در چند معدن در شيلي بهكار برده شد و شامل دو مرحله اصلي است:
1- در برابر اسيد سولفوريك قراردادن كانسنگهاي ريز و به حال خود گذاشتن كانسنگها براي مدت زمان محدود و Curing.
2- پاشيدن هرگونه محلول فروشوينده برروي كانسنگ آماده شده در مرحلهي پيشين آبشويي (Leaching).
متداولترين روش بازيابي مس از محلولهاي فروشوينده، روش رسوبگيري توسط قراضههاي آهني است. اين روش رسوبهاي مسي به نام مس سيماني را فرآوري ميكند كه سپس به كمك دستگاههاي معمولي ذوب و پالايش ميشود. روش ديگر گذراندن محلول مسدار از درون يكسري مراحل حلالگير است كه در اين فرآيند، با استفاده از معرفهاي مبادله كنندهي يون، عيار مس در حلالها بالا ميرود و سپس در محفظههايي به روش الكتروليتي، مس آنها آزاد ميشود و كاتدي از مس با عيار، به نسبت بالا بدست ميآيد. فرآيند هيدرومتالورژيكي برروي كانسنگها و كنسانترههاي مس در سالهاي اخير توجه زيادي را به خود معطوف كرده است زيرا سرمايهگذاري كمتري را نياز دارد و از سويي آلودگي كمتري را موجب ميشود. اما بيش از روشهاي معمولي به انرژي نياز دارد.
محلولهاي فروشويندهاي كه براي فروشستن كانسنگهاي مس بهكار ميروند آميزهاي است از اسيد سولفوريك، سولفات فريك، آمونياك، كلرورها و هيدروكسيدكلسيم
نمايي از آسياهاي گلولهاي در مدار آسياي پرعياركني :
حمل مواد معدني به سمت آسياب
تغليظ کانههاي مسدار:
کانههاي مسدار که از طبقات مختلف قشر زمين بهصورت روباز و يا عمقي استخراج مي شوند، در محل معدن جهت صرفه جويي در انرژي سوخت کورهها و صرفه جويي در عمل حمل ونقل و تهيه فلز مرغوبتر، پر عيار ميگردد که اين عمل شامل خرد کردن، دسته بندي و جدا کردن ميباشد.
کاميونهاي بزرگ مواد کاني استخراج شده را بهطرف آسيابهاي بزرگ حمل کرده، مواد کاني مس پس از خرد شدن اوليه توسط نوار نقاله به طرف کارخانهي تغليظ فرستاده ميشوند در آنجا نيز مرحلهي دوم و سوم خردکردن صورت گرفته و سپس توسط غربالها تقسيمبندي ميگردند. دانههاي ريز خردشده بهطرف آسيابهاي گلولهاي انتقال مييابند. و دانههاي درشت غربالشده جهت خردشدن بيشتر، دوباره به آسياب مخروطي بازگردانده ميشوند.
مواد کاني نرم شده پس از خروج از آسيابهاي گلولهاي، توسط دستگاههاي جدا کننده، تقسيمبندي ميشوند که در اين حالت بهصورت نرمه و با درصد وزني حدود 35-15% ميباشند. اين مواد پس از افزودن معرفهاي شيميايي لازم به طرف سلولهاي فلوتاسيون جهت تهيهي کنسانترهي 32% مس و دورکردن مواد زائد فرستاده ميشوند. کنسانترهي بدست آمده بهترتيب وارد دستگاه تقليل آب و ***** و بالاخره وارد خشککن استوآنهاي ميگردد تا خشک و آماده براي تشويه گردد.