راه‌اندازی نخستین طرح تولید مس کاتدی به روش بیولیچینگ
در گذشته تولید مس از رگه‌های مس خالص و یا کانسنگ‌های با عیار بالاتر عمدتا به روش‌های حرارتی صورت می‌گرفت. امروزه با کاهش ذخایر پرعیار مس و افزایش تقاضای جهانی برای این فلز، ذخایر کم عیار و با پیچیدگی بیشتر از لحاظ کانی‌شناسی مورد توجه و بهره‌برداری قرار گرفته‌اند.
در گذشته تولید مس از رگه‌های مس خالص و یا کانسنگ‌های با عیار بالاتر عمدتا به روش‌های حرارتی صورت می‌گرفت. امروزه با کاهش ذخایر پرعیار مس و افزایش تقاضای جهانی برای این فلز، ذخایر کم عیار و با پیچیدگی بیشتر از لحاظ کانی‌شناسی مورد توجه و بهره‌برداری قرار گرفته‌اند.
بر این اساس روش‌های استخراج فلز مس با توجه به نوع کانسنگ و کانی‌شناسی آن متفاوت خواهد بود.
روش پیرومتالوژی
در مورد کانسگ‌های سولفیدی، ابتدا با انجام عملیات خردایش و سپس فرآوری به روش فلوتاسیون، کنسانتره مس با عیار مناسب تولید شده و سپس کنسانتره تولیدی به روش‌های پیرومتالوژیکی (تشکیل مس مات، تصفیه حرارتی) تبدیل به مس آند گردیده و در نهایت توسط روش الکترولیز تبدیل به مس کاتد با عیار بسیار بالا می‌شود.
۲ - روش‌های هیدرومتالوژی
جهت تولید مس از کانسنگ‌های اکسیدی و سولفیدی، روش هیدرومتالوژی به ویژه هیپ لیچینگ و لیچنگ حوضچه‌ای و یا باکتری لیچینگ، استفاده می‌شود که مس موجود در محلول حاصل به کمک روش استخراج با حلال جدا شده و توسط روش الکترووینینگ تبدیل به مس خالص خواهد شد. روش هیدرومتالوژی شامل مراحل استخراج کانسنگ، خردایش،آگلومراسیون، تلقیح باکتری و نهایتا انحلال و پالایش است. روش‌های هیدرومتالوژی آینده‌ای رو به رشد دارند که در ادامه به آن پرداخته می‌شود.
هیدورمتالورژی و ضرورت آن
امروزه جهت‌گیری و رویکرد صنعت تولید مس کاتدی به سوی روش‌های هیدرومتالورژی می‌باشد.
این امر با توجه به مشکلات روش پیرومتالورژی از جمله هزینه‌های سنگین مواد اولیه، سرمایه‌گذاری بالا، به‌کارگیری نیروی انسانی زیاد و وجود مشکلاتی نظیر آلودگی‌های زیست‌محیطی، مصرف بالای انرژی و عدم امکان استفاده مجدد از مواد مصرفی در روش مذکور روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می‌شود.
تحولات و پیشرفت این رشته (روش هیدرومتالورژی) در صنعت متالورژی استخراجی، ناشی از سازگاری بیشتر این روش با محیط‌زیست و مصرف کمتر انرژی است.
آمار و اطلاعات گزارش شده نشان می‌دهد که با پیشرفت و توسعه فرآیندهای هیدرومتالورژی در سال‌های اخیر، روند افزایش تولید مس و سایر فلزات پایه از این روش افزایش چشمگیری داشته است.
به طوری که سهم تولید مس به کمک روش هیدرومتالورژی، از 15درصد در سال 1998 به حدود 25درصد در سال 2006 افزایش یافته است و بررسی‌ها و پیش‌بینی‌های انجام شده حاکی از روند رو به رشد کاربرد این روش است.
اصول روش هیدرومتالورژی
روش هیدرومتالورژی شامل مراحل زیر است:
۱ - استخراج کانسنگ معدنی
2 - خردایش کانسنگ (و در صورت لوزم آگلومراسیون)
۳ - انحلال مس موجود در کانسنگ به دو روش لیچینگ و بیولیچینگ
4 - پالایش محلول حاوی مس به روش استخراج با حلال
۵ - الکترووینینگ (جداسازی مس کاتدی از محلول پالایش شده توسط جریان برق)
طی فرآیند لیچینگ، کانسنگ حاوی کانی‌های عناصر (مانند مس) قابل حمل توسط یک عامل شیمیایی (مانند اسید سولفوریک)، با قرار گرفتن در مجاورت محلول آبی حاوی این عامل در شرایط شیمیایی و انحلال فیزیکی مناسب، دچار انحلال شده و عناصر مورد نظر در این انحلال به صورت یون درآمده و از آن جدا می‌شوند.
روش لیچینگ خود به انواع مختلف شامل لیچینگ توده‌ای، لیچینگ درجا، لیچینگ با همزن، لیچینگ حوضچه‌ای و لیچینگ تحت فشار تقسیم می‌شود.
در روش لیچینگ توده‌ای یا هیپ‌لیچینگ، کانسنگ به صورت توده‌ای در محلی انباشته شده و محلول حاوی عامل شیمیایی از بالا بر روی آن ریخته می‌شود تا در اثر جریان ثقل از میان خلل و فرج موجود در توده کانسنگ عبور کرده و کانی موردنظر را حل کند که این روش به ویژه برای کانسنگ‌های اکسیده مس کاربرد دارد.
بیولیچینگ
بخش زیادی از ذخایر معدن مس جهان، متشکل از انواع کانسنگ‌های سولفیدی می‌باشد که امکان انحلال کامل کانی‌های مس موجود در آنها به کمک اسیدسولفوریک وجود ندارد. بنابراین یافتن راه‌حلی جهت به کارگیری حجم عظیم کانسنگ‌های سولفیدی با روش لیچینگ، همواره در سرلوحه امور پژوهشی و تحقیقاتی کشورهای صاحب این صنعت قرار داشته است. یکی از راهکارهای پیشنهاد شده در این زمینه کمک گرفتن از عملکرد انواع عوامل بیولوژیکی به ویژه باکتری‌های مختلف است. با بررسی‌ها و پژوهش‌های گوناگون صورت گرفته طی 50سال گذشته مشخص گردید که تکنولوژی لیچینگ با عوامل بیولوژیکی یا به اختصار بیولیچینگ، به ویژه در مورد کانسنگ‌های سولفیدی کم‌عیار اقتصادی‌تر می‌باشد.
بیولیچینگ به مفهوم استفاده از قابلیت میکروارگانیسم‌ها همراه با دمش هوا در عملیات انحلال سولفید‌های فلزی به منظور بازیابی و تولید فلزات می‌باشد.
طرح هیدرومتالورژی
شرکت ملی صنایع مس ایران (مجتمع سرچشمه)
طبق برنامه تولید مس کاتد در مجتمع سرچشمه، از آغاز بهره‌برداری تا پیش از راه‌اندازی واحد لیچینگ، کانسنگ‌های سولفیدی راهی کارخانه تغلیظ شده و کانسنگ‌های اکسیده به دمپ ویژه‌ای ارسال می‌گردید که میزان این ذخیره اکسیده تا 27میلیون تن با عیار 62/0درصد مس افزایش پیدا کرد. تلاش در جهت به کارگیری این حجم ذخیره مس با راه‌اندازی دو خط هیپ‌لیچینگ و از تابستان 1376 با راه‌اندازی کارخانه SX/EW در مجتمع مس سرچشمه در قالب طرح هیدرومتالورژی به ثمر رسید و ظرفیت تولید مس کاتد مجتمع تا حدود 12000تن در سال افزایش یافت.
ضرورت اجرای پروژه بیولیچینگ در شرکت ملی صنایع مس ایران (مجتمع مس سرچشمه)
یکی از نگرانی‌های فعلی در مورد آینده کارخانه موجود SX/EW مجتمع مس سرچشمه، کاهش تدریجی ذخایر کانسنگ مس اکسیدی در معدن است. بنابراین با توجه به اتمام این ذخایر در مدت کوتاهی پس از آن کارخانه SX/EW فعلی (با ظرفیت 12000تن مس کاتد در سال) بدون خوراک خواهد ماند. این در حالی است که جهت احداث این کارخانه بالغ‌بر 50میلیون دلار سرمایه‌گذاری صورت گرفته است. بنابراین یافتن راهکاری جدید و امکان‌پذیر، جهت جلوگیری از توقف خط تولید این کارخانه که تنها 10سال از راه‌اندازی آن می‌گذرد، در سرلوحه برنامه‌های مدیریت ارشد شرکت مس قرار گرفت.
اهداف
اهداف کلان راه‌اندازی این پروژه را می‌توان به صورت زیر برشمرد:
*اثبات قطعی کارآیی تکنولوژی بیولیچینگ با باکتری دمای معتدل جهت استحصال مس از کانسنگ‌های سولفیدی (کم عیار، مخلوط کالکوپیریت و کالکوسیت) که خوشبختانه با توجه به نتایج به دست آمده موفقیت‌آمیز می‌باشد.
*دستیابی به اطلاعات و دانش فنی جهت انجام مطالعات امکان‌سنجی فنی و اقتصادی برای راه‌اندازی واحد صنعتی بیوهیپ لیچینگ در معدن مس دره زار با ظرفیت تولید 12000تن مس کاتد در سال در فاز اول مطابق با برنامه چهارم توسعه اقتصادی کشور. (مقدمات اجرای کار شروع شده است)
*ارسال محلول حاوی یون مس (PLS) حاصل از عملیات بیوهیپ کارخانه SX/EW سرچشمه (با توجه به اتمام ذخایر اکسیدی معدن سرچشمه)
*در فازهای بعدی به کمک این تکنولوژی پیشرفته و نو، تولید سالانه مس کاتد افزایش خواهد یافت.
ارسال نظر