ابحث في المحطة بأكملها معدات التكسير
عملية تعويم الزنك الرصاص هو الأكثر استخدامًا في فصل خام الكبريتيد ، لفصل الزنك عن البرقوق ، وأحيانًا لفصل الحديد الكبريتيد والمعادن الأخرى.
يعتمد فصل الرصاص عن الزنك بكفاءة على معرفة الخام، والتحكم في عملية الطحن، واستخدام خطوات تعويم دقيقة. يتطلب الأمر اختيار الوصفة الكيميائية المناسبة والظروف المناسبة لتعويم الرصاص أولاً، ثم الزنك.
فهم نوع الخام المحدد هو الخطوة الأولى، وهو ما يُرشد كل ما يلي.
يتحكم نوع معادن الخام (مثل الغالينا، والسفاليرايت، والبيريت) وكيفية ارتباطها ببعضها (الملمس، وحجم الحبيبات) في خطة المعالجة بأكملها. ويشمل ذلك مدى نعومة طحن المعادن وكيفية تعويمها.
يجب فحص الخام بدقة قبل تصميم مصنع ZONEDING. يوضح علم معادن العمليات المعادن الموجودة وكيفية تواجدها معًا. هذا أهم من مجرد معرفة درجة الخام. تفشل العديد من المشاريع لعدم دراستها بشكل كافٍ في وقت مبكر.
معدن الرصاص الرئيسي هو عادةً الغالينا (PbS). معدن الزنك الرئيسي هو السفاليريت (ZnS). من المهم معرفة المعادن الأخرى الموجودة. البيريت (FeS₂) شائع جدًا وقد يعيق عملية التعويم. تُشكل معادن العوالق مثل الكوارتز والكالسيت والدولوميت باقي الصخور. تُساعد معرفة أنواع وكميات جميع المعادن في اختيار خطوات المعالجة المناسبة. على سبيل المثال، قد يحتوي السفاليريت على كميات مختلفة من الحديد. يختلف طفو السفاليريت عالي الحديد (المارماتيت) عن السفاليريت منخفض الحديد.
غالبًا ما تكون المعادن مترابطة. يجب طحن الخام بدقة كافية لتحرير معادن الرصاص والزنك الثمينة من معادن النفايات ومن بعضها البعض. يُسمى هذا التحرر. تُحدد دراسات علم المعادن العملية الحجم الذي تتحرر عنده معظم جزيئات الغالينا والسفاليرايت. يصبح هذا الحجم هو الهدف لدائرة الطحن. الطحن الخشن جدًا يعني ضعف التحرير وضعف الاسترداد. الطحن الناعم جدًا (الإفراط في الطحن) يُنتج مواد لزجة، ويهدر الطاقة، ويُصعّب عملية التعويم. يُعدّ إيجاد حجم الطحن الأمثل أمرًا في غاية الأهمية.
تؤثر المعادن غير القيّمة (العُثَرة) أيضًا على عملية المعالجة. بعض معادن العُثَرة، مثل بعض أنواع الطين أو التلك، قد تطفو دون قصد، مما يُخفّض من جودة المُركّز. أما معادن أخرى، مثل الكربونات (الكالسيت)، فتستهلك الأحماض إذا ما أُخذت عملية الاستخلاص في الاعتبار. يُعدّ البيريت غالبًا أكثر معادن العُثَرة إزعاجًا، إذ يميل إلى الطفو بسهولة ويحتاج إلى كبح جماحه. إن إجراء دراسة تفصيلية للمعادن مُسبقًا يُوفّر الكثير من المال والمتاعب لاحقًا.
أفضل طريقة عادة ما تكون على مراحل الساحق. ثم استخدم مطاحن الطحن مثل مطحنة الكرة or قضيب مطحنةاستهدف حجم التحرر الموجود في دراسة الخام. تجنب الإفراط في الطحن لأنه يُكوّن مخاطًا يُعيق عملية التعويم.
التكسير والطحن هما الخطوتان الأوليتان لتحضير الخام للفصل. الهدف الرئيسي هو التحرير - تحرير معادن الرصاص والزنك الثمينة من الشوائب ومن بعضها البعض. ولكن يجب القيام بذلك بعناية.
كما شرحنا سابقًا، يُحدد حجم الطحن المُستهدف بناءً على دراسة معادن الخام وملمسه. اكسر الصخر بما يكفي لتحرير المعادن. تجنب تكوين جزيئات دقيقة جدًا (مخاطية) لأن المخاطية ذات مساحة سطحية ضخمة، وتستهلك الكثير من الكواشف باهظة الثمن، كما أنها تُصعّب التحكم في التعويم. يُعدّ إيجاد حجم الطحن الأمثل اقتصاديًا أمرًا بالغ الأهمية، فهو يُوازن بين الاسترداد المُكتسب من تحرير أفضل للمعادن وزيادة التكلفة والمشاكل الناجمة عن الإفراط في الطحن.
سحق الخام على مراحل. الخام الكبير من المناجم يُنقل أولًا إلى المرحلة الأولية كسارة الفك. ثم ينتقل المنتج من كسارة الفك إلى المرحلة الثانوية وأحيانًا الثالثة كسارات مخروطيةاستخدام المراحل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من محاولة تحقيق تخفيض كبير في الحجم باستخدام آلة واحدة. عادةً ما يكون حجم المنتج المسحوق النهائي حوالي 10-20 مم. هذا الحجم مناسب لتغذية مطاحن الطحن. يمكن أن توفر ZONEDING مجموعة من معدات التكسير لهذه المراحل.
بعد السحق، يتم نقل الخام إلى مطاحن الطحن. مطاحن الكرة شائعة جدًا. يستخدمون كرات فولاذية لطحن الخام في عجينة. رود ميلز استخدم قضبانًا فولاذية. تُستخدم أحيانًا في الطحن الأولي لأنها تُنتج جزيئات دقيقة للغاية أقل مقارنةً بمطاحن الكرات. يُعد هذا مفيدًا للخامات التي يُمثل فيها تكوين الوحل مصدر قلق كبير. تعمل دائرة الطحن غالبًا في حلقة مغلقة مع مُصنِّفات مثل الأعاصير المائية or مصنفات حلزونيةتُفصل هذه الماكينات الجسيمات حسب حجمها. تُعيد الجسيمات الخشنة إلى المطحنة لمزيد من الطحن. أما الجسيمات الدقيقة فتُرسل إلى المرحلة التالية (التعويم).
استرجع الغالينا أولًا. استخدم مجمعات خاصة مثل الزانثات. حافظ على درجة الحموضة (pH) متعادلة أو قلوية قليلاً (7.5-8.5). أضف مواد كيميائية مثل كبريتات الزنك والكبريتيت لمنع الزنك والبيريت من الطفو.
التعويم التفاضلي هو الطريقة الأكثر شيوعًا لخامات الرصاص والزنك. هذا يعني أنه يجب تعويم نوع واحد من المعادن أولًا، ثم الآخر. عادةً، يُعوّم معدن الرصاص (الغالينا) أولًا. تُسمى هذه المرحلة مرحلة تعويم الرصاص الخشن.
عادةً ما يطفو الغالينا جيدًا في البيئات المتعادلة أو القلوية قليلاً. يجب ضبط الرقم الهيدروجيني (pH) إلى ما بين 7.5 و8.5 تقريبًا. يمكن استخدام رماد الصودا (كربونات الصوديوم) أو أحيانًا كمية صغيرة من الجير للتحكم في الرقم الهيدروجيني. المواد الكيميائية الرئيسية المضافة هي المجمعات والمُرغِّيات. تجعل المجمعات سطح الغالينا طاردًا للماء (كارهًا للماء)، مما يجعله يلتصق بفقاعات الهواء. الزانثات (مثل إيزوبوتيل زانثات الصوديوم - SIBX أو أميل البوتاسيوم - PAX) من المجمعات الشائعة للغالينا. تُنشئ المُرغِّيات (مثل MIBC أو زيت الصنوبر) فقاعات ثابتة لحمل جزيئات المعدن إلى السطح.
عند الرغبة في طفو الغالينا، يجب منع طفو كلٍّ من السفاليريت (معدن الزنك) والبيريت (كبريتيد الحديد) في الوقت نفسه. أضف موادًا مثبطة (أو مثبطة) لجعل هذه المعادن محبة للماء. تُستخدم كبريتات الزنك (ZnSO₄) عادةً لخفض السفاليريت. يمكن أن تساعد الكبريتيتات (مثل كبريتيت الصوديوم Na₂SO₃ أو ميتابيسلفيت الصوديوم SMBS) في خفض كلٍّ من السفاليريت والبيريت. في الماضي، كان سيانيد الصوديوم (NaCN) يُستخدم بكثرة، وخاصةً لخفض البيريت. ولكن نظرًا لسميته، تحاول المناجم تجنبه أو استخدام بدائل له حاليًا. يُعد اختيار نوع وكمية المواد المثبطة المناسبة أمرًا أساسيًا للحصول على تركيز رصاص نظيف.
لذا، فإن تركيبة الكواشف النموذجية لتعويم الرصاص قد تشمل ما يلي:
استخدم بشكل عام معدات مثل خزانات الخلاط لضمان خلط الكواشف جيدًا قبل التعويم في آلات التعويم هناك حاجة إلى مراقبة دقيقة.
بعد تعويم الرصاص، أضف كبريتات النحاس (CuSO₄). يُنشّط هذا سطح السفاليرايت. ثم ارفع الرقم الهيدروجيني إلى ١٠-١١.٥ باستخدام الجير. هذا يُبقي البيريت المتبقي منخفضًا. أخيرًا، أضف مُجمّعات مثل الزانثات لتعويم الزنك.
بعد تعويم معادن الرصاص، تنتقل المادة الصلبة (مخلفات دائرة الرصاص) إلى دائرة تعويم الزنك. الهدف الرئيسي هنا هو استعادة السفاليرايت (ZnS). عادةً ما يحتاج السفاليرايت إلى مساعدة ليطفو بعد ضغطه في دائرة الرصاص.
الخطوة الأساسية هي التنشيط. أضف كبريتات النحاس (CuSO₄). تحل أيونات النحاس محل أيونات الزنك على سطح السفاليرايت. يؤدي هذا إلى تكوين سطح مشابه لمعادن كبريتيد النحاس، والتي يسهل تعويمها بواسطة مجمعات الزانثات. تعتمد كمية كبريتات النحاس المطلوبة على كمية السفاليرايت وعوامل أخرى. إضافة كمية قليلة جدًا تؤدي إلى ضعف استخلاص الزنك. إضافة كمية كبيرة جدًا تُهدر الموارد، وقد تُنشّط أحيانًا معادن أخرى غير مرغوب فيها مثل البيريت. التحكم الدقيق ضروري. تستغرق عملية التنشيط بعض الوقت، لذلك عادةً ما تُضاف كبريتات النحاس إلى خزان التكييف (خزانات الخلاط) قبل خلايا تعويم الزنك.
اضبط درجة الحموضة (pH) في دائرة الزنك. عادةً، ارفع درجة الحموضة بشكل ملحوظ، غالبًا إلى ما بين 10 و11.5. يُستخدم الجير (هيدروكسيد الكالسيوم، Ca(OH)₂) في أغلب الأحيان لهذا الغرض. يخدم ارتفاع درجة الحموضة غرضين رئيسيين. أولًا، يساعد على إبقاء أي بيريت متبقٍ منخفضًا. يُثبط تعويم البيريت بشدة عند ارتفاع درجة الحموضة. ثانيًا، يُعد هذا النطاق من درجة الحموضة مناسبًا بشكل عام لتعويم الإسفاليريت المُنشَّط بالنحاس باستخدام مُجمِّعات الزانثات. مع ذلك، وكما ذُكر سابقًا، قد تبدأ كمية كبيرة من الجير (درجة حموضة عالية جدًا) في خفض مستوى الإسفاليريت نفسه، حتى بعد التنشيط. لذا، يُعدّ إيجاد درجة الحموضة المثلى أمرًا بالغ الأهمية.
بعد تنشيط السفاليرايت وخفض ضغط البيريت، يلزم إضافة مُجمِّع، عادةً ما يكون زانثات (مثل SIBX أو مُركَّب أقوى مثل PAX)، وجهاز رغوي. تلتصق جزيئات السفاليرايت المُنشَّطة بفقاعات الهواء المُتولدة في آلات التعويم ويتم جمعها كمركّز زنك. وكما هو الحال في دائرة الرصاص، غالبًا ما تتضمن دائرة الزنك مراحل أكثر خشونة، ومرحلة إزالة الشوائب، ومرحلة تنظيف لتحسين الاستخلاص وتحسين الدرجة.
التحكم الدقيق يعني إضافة الكمية المناسبة تمامًا من المُجمِّعات، والمُرغِّيات، والمُثبِّطات، والمُنشِّطات، ومنظمات درجة الحموضة. يجب إضافتها في الأماكن المناسبة وإعطائها وقتًا كافيًا لتعمل. هذا يضمن التصاق المعدن المستهدف فقط بالفقاعات.
غالبًا ما يُوصف التعويم التفاضلي للرصاص والزنك بأنه "فن" بقدر ما هو علم. يعتمد الفصل الدقيق بشكل كبير على إدارة التفاعلات الكيميائية المعقدة في لب التعويم. ويُعدّ التحكم الدقيق في الكواشف أمرًا بالغ الأهمية.
لا يقتصر الأمر على نوع المواد الكيميائية المضافة، بل يتعلق أيضًا بالكمية والمكان والوقت. يحتاج كل كاشف إلى تركيز محدد ليعمل بفعالية. يؤدي نقص الجرعة إلى ضعف الاسترداد أو ضعف التثبيط. أما الجرعة الزائدة فتُهدر مواد كيميائية باهظة الثمن، وقد تُسبب آثارًا جانبية، مثل تثبيط المعدن الثمين أو طفو العُرق غير المرغوب فيه. تحتاج الكواشف أيضًا إلى وقت لتعمل. تحتاج المواد المثبطة إلى وقت للامتصاص على المعادن التي يُفترض أن تُثبطها قبل إضافة المُجمِّع. تحتاج المُنشِّطات إلى وقت لتغيير خصائص السطح. تُضاف الكواشف عادةً في نقاط محددة: إلى مطحنة الطحن، إلى خزانات التكييف (خلاط) قبل التعويم، أو أحيانًا مباشرةً في خلايا التعويم. يجب أن يسمح معدل تدفق اللب عبر الدائرة بوقت معالجة كافٍ.
جودة مياه المعالجة بالغة الأهمية. قد تتفاعل الأيونات المذابة في الماء مع كواشف التعويم أو الأسطح المعدنية. على سبيل المثال، قد تُسبب أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم (صلابة الماء) ترسبات في بعض المجمعات، مما يُقلل من فعاليتها. كما قد تُنشط بعض أيونات المعادن المعادن أو تُخفضها عن طريق الخطأ. في محطات إعادة تدوير مياه المعالجة، قد تتراكم هذه الأيونات بمرور الوقت، مما يُصعّب عملية التحكم في التعويم. لذا، من الضروري مراقبة جودة المياه بانتظام، وقد تكون معالجة المياه ضرورية في بعض الأحيان.
بينما تُساعد الأتمتة في الحفاظ على الاستقرار، فإنّ المُشغّلين ذوي الخبرة لا يُقدّر بثمن. فهم يُراقبون مظهر الرغوة في خلايا التعويم. يُعطي لون الرغوة وحجم الفقاعات وملمسها مؤشراتٍ على أداء التعويم. يُمكن للمُشغّلين المُهرة إجراء تعديلاتٍ طفيفة على جرعات الكواشف أو الرقم الهيدروجيني (pH) بشكلٍ آني بناءً على هذه الملاحظات ونتائج أخذ العينات الدورية. كما يتكيفون مع التغييرات الطفيفة في تغذية الخام، والتي قد تُواجه الأنظمة الآلية صعوبةً في التعامل معها. غالبًا ما تُميّز هذه القدرة على ضبط التوازن الكيميائي الدقيق عمليةً عالية الكفاءة عن عمليةٍ عادية.
يمكن الحد من البيريت بشكل رئيسي عن طريق التحكم في درجة الحموضة (pH). ارتفاع درجة الحموضة (أكثر من ١٠ باستخدام الجير) في دائرة الزنك يُساعد كثيرًا. كما يُستخدم مُثبطات كيميائية مثل الكبريتيت أو بدائل السيانيد أثناء تعويم الرصاص لمنع البيريت من الطفو.
يُعد البيريت (FeS₂) أكثر معادن الكبريتيد شيوعًا، ويوجد إلى جانب الغالينا والسفاليرايت. ولسوء الحظ، يميل إلى الطفو بسهولة نسبية مع مُجمِّعات الكبريتيد الشائعة، مثل الزانثات. وإذا طفت كمية كبيرة من البيريت في مُركَّز الرصاص أو الزنك، فإنه يُخفِّف من جودته (أي يُخفِّض نسبة الرصاص أو الزنك)، مما يُقلِّل من قيمة المُركَّز. كما تفرض المصاهر قيودًا على محتوى الحديد (Fe) المُشتق من البيريت. لذا، يُعدُّ تثبيط البيريت بفعالية أمرًا ضروريًا لإنتاج مُركَّزات قابلة للتسويق.
بالإضافة إلى تخفيف تركيز البيريت، قد يستهلك البيريت الكواشف المخصصة للرصاص والزنك، مما يزيد من الكمية الإجمالية للمواد التي تحتاج إلى معالجة. في بعض الحالات، قد يؤدي تعرض المخلفات المحتوية على البيريت للهواء والماء إلى تسرب حمضي للصخور (ARD)، وهي مشكلة بيئية خطيرة. لذلك، يُعدّ إبعاد البيريت عن التركيزات وإدارته في المخلفات أمرًا بالغ الأهمية لأسباب اقتصادية وبيئية.
من أهم الأدوات المستخدمة في تثبيط البيريت، وخاصةً في دائرة الزنك، ارتفاع الرقم الهيدروجيني (pH). وكما ذكرنا سابقًا، يُضاف الجير إلى دائرة الزنك لرفع الرقم الهيدروجيني، والذي غالبًا ما يكون أعلى من 10 أو 11. في هذه البيئة شديدة القلوية، تميل أسطح البيريت إلى أن تصبح محبة للماء، مما يُصعّب على المُجمّعات التصاق البيريت وطفوَه. تُعد هذه طريقة فعّالة جدًا لتثبيط البيريت أثناء تعويم الزنك. أما في دائرة الرصاص، فعادةً ما يكون الرقم الهيدروجيني أقل (حوالي 8)، وهو ليس كافيًا لتثبيط البيريت تمامًا، لذا تُعدّ المُثبطات الكيميائية أكثر أهمية هناك.
في دائرة الرصاص (وأحيانًا للمساعدة في دائرة الزنك)، تُستخدم مُثبطات كيميائية. وكما ذُكر، كان سيانيد الصوديوم فعالًا تاريخيًا، ولكنه غالبًا ما يُتجنب الآن. تشمل البدائل مواد كيميائية متنوعة قائمة على الكبريتيت (مثل Na₂SO₃ أو NaHSO₃ أو SMBS) أو مُثبطات عضوية مُحددة. تُمتص هذه المواد الكيميائية على سطح البيريت، مما يمنع التصاق المُجمع. يتطلب اختيار المُثبط وجرعته اختبارًا دقيقًا وضبطًا دقيقًا، حيث يمكن لبعض المُثبطات أن تؤثر أيضًا على الغالينا أو السفاليرايت إذا لم تُستخدم بشكل صحيح. بعض أنواع البيريت أكثر قابلية للطفو بطبيعتها أو أصعب في التثبيط من غيرها، مما يزيد من التحدي.
بالنسبة للخامات الدقيقة، استخدم الطحن/التعويم المرحلي، وإزالة الطين باستخدام هيدروسيكلونأو كواشف خاصة، أو تعويم الناقل. بالنسبة للخامات المؤكسدة، جرب الكبريتيد، ثم التعويم، أو الاستخلاص الحمضي، أو طرق الجاذبية. غالبًا ما تتطلب الخامات المعقدة مزيجًا من التقنيات.
في حين أن التعويم التفاضلي القياسي يُجدي نفعًا مع العديد من خامات كبريتيد الرصاص والزنك، إلا أن بعض الخامات تُشكل تحديات كبيرة. وتشمل هذه الخامات الخامات التي تكون فيها المعادن مترابطة معًا بحجم دقيق للغاية، أو الخامات التي تعرضت للعوامل الجوية فأصبحت مؤكسدة، أو الخامات التي تحتوي على مزيج معقد من المعادن.
عند توزيع الغالينا والسفاليرايت بدقة عالية، يجب طحن الخام طحنًا ناعمًا للغاية (أقل من ٢٠ ميكرون مثلاً) لتحريره. يُنتج هذا الكثير من جزيئات المخاط. تُسبب جزيئات المخاط مشاكل: استهلاك عالٍ للكواشف، وضعف انتقائية التعويم، وانتقال الشوائب ميكانيكيًا إلى المُركّز. تشمل الاستراتيجيات ما يلي:
لا تستجيب معادن الرصاص المؤكسدة (مثل السيروسيت PbCO₃، والأنجلسيت PbSO₄) ومعادن الزنك (مثل سميثسونيت ZnCO₃، وهيميمورفيت Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O) بشكل جيد لطرق التعويم بالكبريتيد القياسية. تشمل الخيارات المتاحة:
تُشكّل الخامات التي تحتوي على كلٍّ من معادن الكبريتيد والأكسيد (الخامات المختلطة) تحديًا كبيرًا. فقد تتطلب دوائر منفصلة لتعويم الكبريتيد والأكسيد، أو أنظمة كواشف معقدة لمحاولة استخلاص كلا النوعين. كما تتطلب الخامات التي تحتوي على العديد من العناصر القيّمة أو غير القيّمة (مثل الزرنيخ عالي التركيز، والأنتيمون، والبزموت) تصميمًا دقيقًا للعمليات واختيارًا دقيقًا للكواشف لتحقيق فصل انتقائي. يُعدّ إجراء اختبارات معملية وتجريبية شاملة أمرًا بالغ الأهمية لهذه الخامات الصعبة.
عادةً ما تختلط الفضة (Ag) بالرصاص في مُركّز الرصاص. قد تختلط معادن النحاس (Cu) بالرصاص أو تحتاج إلى خطوة منفصلة. يتبع الكادميوم (Cd) الزنك في مُركّز الزنك. يصعب فصله، لذا يجب التعامل معه بعناية.
غالبًا ما تحتوي خامات الرصاص والزنك على معادن أخرى ذات أهمية اقتصادية أو بيئية. ومن أهمها الفضة (Ag) والنحاس (Cu) والكادميوم (Cd). كما قد يوجد الذهب (Au) أحيانًا. تعتمد كيفية استخلاص هذه المعادن (أو إدارتها) على كيفية وجودها في الخام.
غالبًا ما ترتبط الفضة بالجالينا (PbS). يمكن أن تحل محل الرصاص في البنية البلورية للجالينا، أو تظهر على شكل شوائب صغيرة من معادن فضية منفصلة (مثل الأرجنتيت، Ag₂S) داخل الجالينيا أو متصلة بها. وبسبب هذا الارتباط الوثيق، تتبع معظم الفضة الرصاص أثناء التعويم. لذلك، فإن تعظيم استخلاص الرصاص في دائرة الرصاص هو عادةً أفضل طريقة لتعظيم استخلاص الفضة. يزيد محتوى الفضة بشكل كبير من قيمة مُركّز الرصاص. تدفع المصاهر ثمن الفضة في مُركّز الرصاص، عادةً فوق حد أدنى مُعين من الدرجة. لذا، تُعدّ إدارة استخلاص الفضة أمرًا اقتصاديًا مهمًا.
يتصرف الكادميوم (Cd) بشكل مختلف. فهو مشابه كيميائيًا للزنك إلى حد كبير. يحل الكادميوم دائمًا محل الزنك في التركيب البلوري لسفاليرايت (ZnS). ولأنه جزء من معدن سفاليرايت نفسه، فإن طرق الفصل الفيزيائية مثل التعويم لا يمكنها فصل الكادميوم عن الزنك. ونتيجة لذلك، ينتقل معظم الكادميوم الموجود في الخام إلى مركز الزنك النهائي. وهذا مهم لأن الكادميوم معدن ثقيل سام. تضع مصاهر الزنك حدودًا صارمة للغاية على الحد الأقصى المسموح به لمحتوى الكادميوم في مركزات الزنك التي تشتريها (غالبًا أقل من 0.2٪ كادميوم). تؤدي مستويات الكادميوم العالية إلى عقوبات أو حتى رفض المركز. لا توجد طريقة سهلة لإزالة الكادميوم أثناء التركيز. يجب على المناجم معرفة مستويات الكادميوم لديها مبكرًا وإدارة درجة مركز الزنك لمحاولة البقاء ضمن حدود المصهر. يُعد محتوى الكادميوم عاملاً حاسمًا في قابلية تسويق مركز الزنك وقيمته.
إذا احتوى الخام على كميات كبيرة من معادن النحاس، مثل الكالكوبيريت (CuFeS₂)، فقد يلزم تعديل مسار المعالجة. يطفو الكالكوبيريت أحيانًا مع الغالينا في دائرة الرصاص. إذا كانت مستويات النحاس مرتفعة بما يكفي، فقد تُضاف مرحلة تعويم نحاسية منفصلة، غالبًا قبل تعويم الرصاص (كمركّز سائب من النحاس والرصاص يتبعه فصل)، أو أحيانًا بعد تعويم الزنك. يعتمد القرار على كمية ونوع معادن النحاس الموجودة. يمكن أن يساعد تقسيم المناطق (ZONEDING) في تصميم دوائر تتضمن استعادة النحاس عند الحاجة.
تتطلب مصاهر المعادن مستويات دنيا من الرصاص (Pb) في مُركّز الرصاص والزنك (Zn) في مُركّز الزنك. كما تُحدّد حدودًا قصوى للشوائب الضارة مثل الكادميوم (Cd) والزرنيخ (As) والأنتيمون (Sb) والبزموت (Bi) وغيرها.
تُعدّ مُركّزات الرصاص والزنك التي يُنتجها مصنع المعالجة منتجاتٍ وسيطة. تُباع هذه المُركّزات إلى المصاهر، التي تُستخرج منها المعادن النقية النهائية. وتضع المصاهر مُتطلباتٍ مُحددة لمواد التغذية التي يُمكنها مُعالجتها بكفاءة وأمان. وتُحدّد هذه المُتطلبات في عقود شراء المُركّزات. ويُعدّ استيفاء هذه المُواصفات أمرًا بالغ الأهمية لإيرادات المنجم.
تحتاج المصاهر إلى نسبة معينة من الحد الأدنى من المعدن الرئيسي للعمل اقتصاديًا.
لا تقل أهمية مستوى الشوائب عن درجة المعدن الرئيسية. بعض العناصر تؤثر على عملية الصهر، وتؤثر على جودة المعدن النهائي، أو تسبب مشاكل بيئية. تضع المصاهر حدودًا قصوى صارمة لهذه العناصر. تشمل عناصر الجزاءات الشائعة ما يلي:
غالبًا ما يؤدي تجاوز هذه الحدود إلى فرض غرامات مالية من قِبل المصهر. قد تؤدي المستويات العالية جدًا إلى رفض المُركّز نهائيًا. تُرشد معرفة هذه الحدود أهداف عملية التركيز.
عادةً ما تُجفف المركّزات قبل شحنها، ولكن المصاهر تضع أيضًا حدودًا قصوى لمحتوى الرطوبة (مثل 8-10%). تُضيف الرطوبة الزائدة وزنًا (مما يزيد من تكاليف النقل) وقد تُسبب مشاكل في المناولة (مثل التجمد في المناخات الباردة). قد يُحدد توزيع حجم الجسيمات أحيانًا. يتطلب إنتاج مركّزات تُلبي مواصفات المصاهر بدقة تحكمًا جيدًا في العمليات داخل المصنع.
يحتاج النبات الحديث إلى معدات التكسير (مثل كسارات الفك, كسارات مخروطية), مطاحن الطحن (مطحنة الكرة), المصنفات (هيدروسيكلون, دوامة مصنف), آلات التعويم، مكثفات (مكثف عالي الكفاءة)، والمرشحات، وأنظمة مناولة المواد (تهتز المغذية(الناقلات، المضخات).
يستخدم مصنع التعويم التفاضلي للرصاص والزنك النموذجي عدة أنواع من المعدات تعمل معًا في تسلسل.
بصفتها شركة مصنّعة، تُورّد ZONEDING العديد من هذه المكونات الأساسية. المراحل والمعدات الرئيسية المستخدمة هي:
تحسين العملية من خلال التحكم بشكل أفضل في الطحن (تجنب الإفراط في الطحن)، وضبط كميات الكواشف باستخدام أجهزة التحليل، وتوفير المياه وإعادة تدويرها، واستخدام الآلات الموفرة للطاقة، واستخدام المزيد من الأتمتة للتحكم المستقر.
يهدف تحسين مصنع الرصاص والزنك إلى خفض تكاليف التشغيل (OPEX) وتعظيم الإيرادات من خلال تحسين استخلاص المعدن وجودة المُركّز. هناك العديد من المجالات التي يُمكن فيها غالبًا إجراء تحسينات.
تستهلك عملية التكسير والطحن بشكل خاص كمية كبيرة من الكهرباء، وغالبًا ما تكون هذه هي أكبر تكاليف التشغيل.
وتشكل كواشف التعويم تكلفة كبيرة أخرى.
إن إجراء التحسينات في هذه المجالات يمكن أن يؤدي إلى تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف وزيادة الربحية طوال عمر المنجم.
وتتمثل الأمور الرئيسية في بناء وإدارة سدود مخلفات التعدين الآمنة، ومعالجة مياه العمليات لإزالة المعادن الثقيلة (الرصاص والزنك والكادميوم) والمواد الكيميائية قبل إطلاقها أو إعادة استخدامها، والسيطرة على انبعاثات الغبار.
يجب أن تُعطي عمليات التعدين الحديثة الأولوية لحماية البيئة. تُنتج معالجة الرصاص والزنك تيارات من النفايات، أبرزها مخلفات التعدين (الصخور الأرضية المتبقية بعد استخراج المعادن الثمينة) ومياه المعالجة، والتي تتطلب إدارة دقيقة.
يتم ضخ المخلفات عادة على شكل ملاط إلى منشأة تخزين مصممة خصيصًا (سد المخلفات).
تتلامس مياه العمليات مع المعادن والكواشف. قبل تصريفها إلى البيئة (إن سُمح بذلك) أو إعادة تدويرها في العملية، غالبًا ما تحتاج إلى معالجة.
إن الإدارة البيئية المسؤولة ليست مجرد متطلب قانوني، بل هي ضرورية أيضًا للحفاظ على الترخيص الاجتماعي للشركة للعمل.
يعتمد النجاح على فهم الخام، والتحكم الدقيق في المواد الكيميائية، وإدارة المنتجات الثانوية، والتعامل المسؤول مع النفايات من أجل الربح والعناية بالبيئة.
آلة التقسيم
