روش‌های فرآوری در صنعت سرب و روی

سرب و روی به طور معمول همراه با یکدیگر در کانسارها یافت می‌شوند از این رو انواع کانسارهایی که دارای سرب و روی در مقادیر اقتصادی هستند، با عنوان کانسارهای سرب-روی نامیده می‌شوند. روی در طبیعت به صورت ترکیبات سولفیدی، اکسیدی، کربناتی و سیلیکاتی یافت می‌شود.

بزرگترین تولیدکنندگان روی در جهان به ترتیب کشورهای چین، استرالیا، پرو، هند، امریکا، مکزیک، کانادا، بولیوی، قزاقستان و ایرلند هستند. پیش از اکتشافات تکمیلی معدن مهدی‌آباد، ایران با ۳ درصد ذخایر سرب دنیا و ۸ درصد ذخایر روی دنیا، جزو ذخایر بزرگ روی در دنیا بود که با وجود این ظرفیت، ایران در جایگاه دومین تولیدکننده بزرگ سرب و روی در منطقه بعد از ترکیه قرار گرفته است. با توجه به هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی بالای فرآوری و تاثیر زیاد آن بر اقتصاد کلی پروژه، انتخاب کاراترین روش فرآوری اهمیت اساسی دارد.

روش های فراوری:

• روش( Heavy Media Cyclone (H. M. C

در این روش، بعد از سنگ شکن و پیش از ورود مواد خام به آسیا، یک هیدروسیکلون تعبیه می‌شود. در این هیدروسیکلون به جای آب از یک سیال با وزن مخصوص 2.3- 5 برای ته نشینی باطله‌ها استفاده می‌شود؛ بدین ترتیب با جداسازی و استخراج کانی‌های پرعیار از کم عیار، میزان قابل توجهی از باطله‌های همراه، از ماده معدنی جدا شده و هزینه آسیاکردن به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. کانیهای جداسازی شده بعد از این مرحله دارای عیار مناسب برای فرآیند فلوتاسیون می‌شوند.

• فرآیند ولز

یکی از روش‌های تبخیر روی، فرآیند ولز است که در آن بخار فلز از واکنشهای مستقیم بین فاز گاز و فاز جامد حاصل می‌شود. کوره ولز رایج‌ترین وسیله برای بازیافت روی از پسماندها و مواد ثانویه است، طیفی از مواد اولیه شامل سرباره‌ها، کیک‌های لیچینگ و در مواردی که نمیتوان کانسنگ را به روش فلوتاسیون تغلیظ کرد از این روش استفاده می‌شود. در این روش از یک کوره گردان بلند با آستر نسوز (مانند کوره سیمان) استفاده می‌شود. محصول نهایی این کوره‌ها اکسید روی ۴۵ درصد‏ است. روشهای مستقیم: در این روش‌ها (روش کالدو یا TBRC، روش KIVCAT، روش QSL و روش اتوکومپو) بر خلاف روش کوره بلند، استخراج سرب از کانه در یک مرحله انجام می‌شود و نیاز به تسویه جداگانه کنسانتره نیست. مشابه روش سنتی، لازم است که سرب خام به‌دست آمده به منظور افزایش عیار، تحت عملیات تصفیه قرار گیرد.

• هیپ لیچینگ و بیو هیپ لیچینگ

هیپ لیچینگ نوین می‌تواند به عنوان فرآیندی کنترل شده تعریف شود که به موجب آن کانسنگ سنگ شکنی و در برخی حالات آگلومره شده و در پدهای نازکی (ارتفاع طبقات کمتر از ۱۰ متر) روی یک سیستم غیرقابل نفوذ انباشت می‌شود. سپس با حلال مناسبی برای استخراج مقدار بهینه مواد معدنی، حلال مناسب روی آن پاشیده می‌شود. در شرایطی که نوع کانسنگ سولفیدی و مقدار آن ناچیز باشد می‌توان از روش بیولیچینگ استفاده کرد. به طور کلی مناسب‌ترین روش برای لیچینگ کانی‌های اکسیدی و سولفیدی ثانویه، هیپ لیچینگ و برای کانی‌های سولفیدی اولیه، بیوهیپ لیچینگ است.

• استخراج حلالی

یکی از روش‌های تصفیه فلزات از محلول‌ها و پساب‌های صنعتی است که طی آن یون‌های فلزی از یکدیگر جدا می‌شوند. در این روش می‌توان از خاک‌هایی با عیار ۴ تا ۸ درصد استفاده کرد، درحالی‌که عیار مورد استفاده در روش‌های سنتی بیش از ۱۵ درصد است. خاک‌هایی با عناصر متفاوت و ناخالصی مانند کلر به راحتی در این روش قابل استفاده هستند. همچنین کارایی استفاده از این روش ۲۰ تا ۲۵ درصد بیش از روش‌های سنتی است.

• فناوری Doe Run

با استفاده از فناوری Doe Run از یک فرآیند شیمیایی مرطوب برای حل کنسانتره سرب به محلول، استفاده و سپس با استفاده از جریان الکتریکی، سرب را از محلول استخراج می‌کند. این فرآیند شبیه فرآیند الکترونی است که برای استخراج روی از کنسانتره استفاده می‌شود.

برای معادنی که عیار کمی دارند، پیشنهاد می‌شود در ابتدای فرآیند و بعد از خردایش اولیه از سوی سنگ‌شکن، یک روش فرآوری ثقلی با بازدهی خوب (در حدود ۹۰ درصد)، انجام شود. در نتیجه، عیار ماده خام به میزان تقریبی ۲۵-۱۵ درصد خواهد رسید. بعد از آن می‌توان کنسانتره روش ثقلی را با استفاده از روش فلوتاسیون تا حدود ۵۰-۴۵ درصد پرعیار کرد. بعد از این مرحله، خروجی دارای دو قسمت (کنسانتره و باطله) خواهد بود. کنسانتره آن به طور مستقیم وارد مرحله بعد (کوره) شده و باطله آن را می‌توان با استفاده از روش لیچینگ، دوباره پرعیارسازی کرد. بدین صورت، هم ترکیبات سولفیدی و هم ترکیبات اکسیدی با روش‌های مناسب، پرعیار می‌شوند.