بازیابی مس از غبار کوره ذوب مس خاتون‌آباد
فرآوری با باکتری‌های قیمتی
گروه معادن
>مس
- غبار کوره ذوب مس در بر گیرنده عناصر با ارزش متعددی چون مس، سرب، روی و بیسموت است. بازیابی این فلزات، هم تاثیر مستقیم بر عملکرد ذوب داشته و هم با سودآوری اقتصادی همراه است.
به گزارش ماین نیوز، فرآیندهای پیرومتالورژیکی برای بازیابی مس شامل ذوب کنسانتره مس در کوره‌های مناسب (ریورب یا فلش-کنورتور) و تصفیه الکتریکی است. گاز خروجی از این کوره‌ها حاوی مقداری غبار است که پس از ته‌نشینی دوباره در فرآیندی بازگشت داده شده یا انبار می‌شود یا برای بازیابی فلزات باارزش و همچنین عناصر سمی فرآوری می‌شود.
به نقل از شرکت ملی صنایع مس ایران، غبار در همه مراحل فرآوری پیرومتالورژیکی کنسانتره مس تولید می‌شود و وزن آن می‌تواند تا بیش از ۱۰درصد جرم کنسانتره ورودی به کوره برسد. این غبار تولیدشده به وسیله بویلرهای بازیافت حرارت و جداکننده‌های الکترواستاتیکی(ESP) جمع‌آوری می‌شود. در روش معمول، غبار جمع‌آوری‌شده را دوباره به فرآیند ذوب بازمی‌گردانند تا مس موجود در آن را بازیافت کنند که این امر موجب افزایش ناخالصی‌ها در خوراک ورودی و در نهایت افزایش غلظت آنها در مس بلیستر می‌شود. علاوه بر این، برگرداندن غبار به کوره، ظرفیت آن را کاهش می‌دهد و به توان تولیدی آن صدمه می‌زند. با افزایش میزان ناخالصی‌ها در کنسانتره، نیاز به یافتن روشی برای فرآوری غبار کوره ذوب به‌منظور جدا کردن مس از ناخالصی‌های بیشتر احساس می‌شود.
وجود مس، سرب و روی در غبار کوره‌ها
غبار کوره ذوب مس، در بر گیرنده عناصر با ارزش متعددی چون مس، سرب، روی و بیسموت است. اگر این غبار به شکل مستقیم به کوره ذوب فلش بازگردانده شود میزان ناخالصی‌ها (آرسنیک، بیسموت و روی) در خوراک ورودی کوره به‌تدریج افزایش می‌یابد و کارآیی عملیاتی کوره را کاهش می‌دهد. فرآیند تصفیه الکتریکی مس و کیفیت مس کاتدی، به‌شدت تحت تاثیر تجمع ناخالصی‌های در گردش مانند بیسموت، آنتیموآن، آرسنیک و آهن قرار دارد. علاوه بر این، حضور بیش از حد آرسنیک در دود خروجی از کوره ذوب فلش، طول عمر کاتالیست‌های وانادیوم را که برای تولید اسید به‌کار برده می‌شوند، کاهش می‌دهد. همچنین غلظت بالای فلزات سنگین در غبار برگشتی به کوره، غلظت آلاینده‌ها در گازهای خروجی کوره را نیز افزایش می‌دهد. در واقع بازگرداندن غبار به کوره، منجر به ایجاد یک بار در گردش دائمی می‌شود که بخشی از ظرفیت کوره را اشغال می‌کند. با فرآوری غبار کوره ذوب به روش هیدرومتالورژی، بخشی از ظرفیت کوره‌ها نیز آزاد می‌شود. بنابراین، لازم است غبار از سیستم‌های ذوب مس جدا شده و فلزات باارزش موجود در آن جداسازی شود.
نیاز روز افزون به مواد اولیه
روش‌های هیدرومتالورژی از دهه ۱۹۷۰ میلادی برای عمل‌آوری غبار مس مورد استفاده قرار گرفته‌اند. فرآیندهای صنعتی نشان داده‌اند که روش‌های هیدرومتالورژی کارآیی زیادی در بازیابی فلزات باارزش از باطله‌های متالورژی دارند.غبار تولیدی در کوره‌های فلش و کنورتور مجتمع مس میدوک، با تناژی معادل ۲۶تن در روز و متوسط عیار مس ۲۳درصد، با استفاده از فیلترهای الکترواستاتیکی از گازهای خروجی جدا می‌شود. اگر غبار جمع‌آوری‌شده به همان صورت خام و بدون تغییر شکل به سیستم برگشت داده شود، علاوه بر آلودگی محیط‌زیست، در اثر انتشار در فضای کارخانه باعث اتلاف مس موجود در آن و همچنین به علت ریز بودن زیاد با دمش کوره در آجرهای نسوز نفوذ می‌کنند و باعث از بین رفتن نسوزها می‌شوند. هدف این پژوهش، استفاده از فرآیند لیچینگ و بیولیچینگ به‌عنوان راهکاری مناسب به‌منظور عمل‌آوری غبار مورد نظر، جلوگیری از هدر رفتن فلز و همچنین کاهش آلودگی زیست‌محیطی است. در صنایع معدنی و متالورژی، نیاز روزافزون به مواد اولیه و کاهش ذخایر معدنی پرعیار، لزوم مصرف بهینه انرژی و رعایت دقیق معیارهای زیست‌محیطی، کاربرد روش‌های جدید و ایجاد تحول در صنایع معدنی و متالورژی را ضروری کرده است. در این راستا، استفاده از میکروارگانیسم‌ها به‌عنوان یک فناوری جدید در استخراج فلزات در چند سال گذشته توسعه زیادی یافته و یک روش موثر و مفید برای نوآوری کانسنگ‌های مس به شمار می‌رود.
دانش بیوفناوری در هزاران سال شکل گرفته و کاربرد میکروارگانیسم‌ها برای اهداف صنعتی چندان تازگی ندارد. این فناوری به‌عنوان دانش طلایی قرن حاضر، یکی از کلیدی‌ترین فناوری‌های امروز بشریت است و در کمتر از ۲۰سال چنان تحول شگرفی در همه عرصه‌های زندگی انسان ایجاد کرده که همگان زبان به تحسین آن گشوده‌اند. این علم می‌تواند در مدت کوتاهی، شیوه زیست بشر را دگرگون کند.
انجام بیولیچینگ در ۲ مرحله
مهم‌ترین نقص کاربرد بیولیچینگ برای کانی‌های با عیار بالا و کنسانتره‌ها، سینتیک آهسته این فرآیند است که محدوده کاربرد و تجاری‌سازی آن را محدود می‌کند. بازه زمانی مورد نیاز برای بازیابی قابل قبول بین چندین روز تا چندین ماه است. در زمینه فرآیندهای بیولیچینگ که از مکانیسم غیرمستقیم استفاده می‌کنند، امید برای بهبود سینتیک فرآیند در مدت‌زمان کوتاه وجود دارد. این کار را می‌توان با انجام فرآیند بیولیچینگ در ۲مرحله مجزا انجام داد؛ به‌طوری‌که در یک مرحله اکسیداسیون سولفیدها به وسیله یون فریک انجام شده (مرحله شیمیایی) و در مرحله دیگر، اکسیداسیون باکتریایی یون فرو تولیدشده انجام شود (مرحله بیواکسیداسیون). با استفاده از فرآیند IBES -Indirect Bioleaching with Effects Separation می‌توان هر فرآیند را جداگانه بهینه کرد. استفاده از بیولیچینگ غیرمستقیم این امکان را به‌وجود می‌آورد که بتوان مرحله شیمیایی را با روش‌هایی چون افزایش دما (چون باکتری‌ها غایب هستند)، استفاده از کاتالیزورها یا کنترل pH بهبود داد. علاوه بر این، کارآیی مرحله بیواکسیداسیون را نیز می‌توان با استفاده از رآکتورهای بستر ثابت افزایش داد.در این طرح، تمرکز اصلی بر بهبود شرایط فرآیند لیچینگ و بیولیچینگ غبار بود. پس از انتخاب مهم‌ترین پارامترهای عملیاتی و استفاده از نرم‌افزار طراحی آزمایش و بهینه‌سازی فرآیند، نقش هر پارامتر تعیین و شرایط برای دستیابی به بازیابی بالای مس مشخص شد. در انتخاب شرایط بهینه، لحاظ کردن شرایط عملیاتی نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بود. در نتیجه اجرای این طرح، مشخص شد که در شرایط عملیاتی بهینه (دمای ۴۵ درجه سانتی‌گراد، زمان ۴ ساعت، درصد جامد ۵ و غلظت اسید ۱۸۰ گرم در لیتر) بازیابی مس به بیش از ۸۱درصد خواهد رسید که دو برابر بازیابی فعلی است. با احتساب ظرفیت در نظر گرفته‌شده برای طرح غبار (سالانه ۵هزار تن)، افزایش بازیابی از ۴۰درصد به ۸۱درصد سالانه حدود ۷میلیارد تومان سودآوری به‌دنبال خواهد داشت. با توجه به اینکه عملیاتی کردن شرایط پیشنهاد شده در این طرح بسیار آسان است و نیاز به تغییرات اساسی در مدار فعلی لیچینگ ندارد و از سوی دیگر، کارآیی مس را تا ۲برابر افزایش می‌دهد، اجرای آن از نظر اقتصادی جذابیت بسیار زیادی دارد. بررسی‌های مالی انجام شده نشان دادند با سرمایه‌گذاری مناسب و اصلاح قسمت‌های یاد شده و انجام عملیات در شرایط بهینه، اجرای طرح لیچینگ غبار از سودآوری بسیار زیادی برخوردار است و در کمتر از ۶ماه، سرمایه‌گذاری انجام‌شده باز خواهد گشت.
تاریخ انتشار : شنبه ۱۴ بهمن ۱۳۹۶ ساعت ۰۹:۱۷
کد مطلب: 42602
مس
