तांबा अयस्क लाभ प्रौद्योगिकी
जिन अयस्कों में मुख्य धातु तांबा है, उनमें से 90-95% प्लवनशीलता विधि द्वारा संसाधित होते हैं और केवल 5-10% अयस्क धातुकर्म प्रसंस्करण या अन्य संवर्धन विधियों के अधीन होते हैं।
प्लवनशीलता (फ्रांसीसी फ़्लॉटस्टियन, फ़्लॉटर से - पानी की सतह पर तैरना) सामग्री की सतह के भौतिक और रासायनिक गुणों में अंतर, पानी से गीला होने की उनकी क्षमता के आधार पर संवर्धन की एक विधि है। जलीय माध्यम में बारीक पिसी हुई अवस्था में कुछ खनिज (हाइड्रोफोबिक) पानी से गीले नहीं होते हैं, पानी में डाले गए हवा के बुलबुले से चिपक जाते हैं और उनके साथ सतह पर तैरते हैं, अन्य खनिज (हाइड्रोफिलिक) पानी से गीले होते हैं, चिपकते नहीं हैं हवा के बुलबुले और गूदे के आयतन में बने रहते हैं।
वर्तमान में ज्ञात एक सौ सत्तर तांबा युक्त खनिजों में से लगभग सत्रह का उपयोग औद्योगिक पैमाने पर किया जाता है (तालिका 1)। लगभग सभी तांबा युक्त अयस्कों, साथ ही बहुधात्विक अयस्कों में लौह सल्फाइड होते हैं (तालिका 2)।
तालिका 1. मुख्य तांबा सामग्री की विशेषताएं
| खनिज | FORMULA | Cu का द्रव्यमान अंश, % | घनत्व, जी/ सेमी3 | कठोरता |
| प्राथमिक सल्फाइड | ||||
| च्लोकोपीराइट | CuFeS2 | 34.6 | 4.1-4.2 | 3-4 |
| द्वितीयक सल्फाइड | ||||
| चाल्कोसाइट | Cu2S | 79.9 | 5.5-5.8 | 2.5-3.0 |
| कोवेलियन | ग्राहकों | 64.5 | 4.6-4.7 | 1.5-2.0 |
| बोर्नाइट | Cu5FeS4 | 63.3 | 4.5-5.3 | 3.0 |
| फाहलोरस (सल्फोसाल्ट) | ||||
| टेट्राहेड्राइट | Cu2Sb4S2 | 45-51 | 4.4-5.1 | 3-4 |
| टेनेन्टाइट | Cu2As4Si2 | 45-51 | 4.4-5.1 | 3.5 |
| आक्साइड | ||||
| क्यूप्राइट | Cu2O | 88.8 | 5.8-6.2 | 3.5-4.0 |
| टेनोराइट | CuO | 79.9 | 5.8-6.4 | 3.5-4.0 |
| कार्बोनेट्स | ||||
| मैलाकाइट | Cu2(CO3 ) (OH ) 2 | 57.4 | 3.9-4.1 | 3.5-4.0 |
| अज़ूराइट | Cu3(CO3 ) 2 ( OH ) 2 | 55.3 | 3.7-3.9 | 3.5-4.0 |
| सिलिकेट | ||||
| क्राइसोकोला | CuSiO3* nH2O | 45 तक | 2.0-2.3 | 2-4 |
| सल्फेट्स | ||||
| चल्कन्थाइट | CuSO4*5H2O | 25.4 | 2.2 | 2.5 |
| ब्रोचेंटाइट | Cu2(SO4 ) ( OH) 6 |
34.8 | 3.8-3.9 | 3.5-4.0 |
तालिका 2. मुख्य लौह सल्फाइड खनिजों की विशेषताएं
| खनिज | FORMULA | सामूहिक अंश, % | घनत्व जी/ सेमी3 | कठोरता | |
| ग्रंथि | ताँबा | ||||
| पाइराइट | FeS2 | 46.5 | 53.5 | 4.9-5.2 | 6.0-6.5 |
| मार्कासाइट | FeS2 | 46.5 | 53.5 | 4.9 | 6.0-6.5 |
| पायरोटाइट | Fe1-xS | 58.8-61.8 | 41 तक | - | 3.2-4.5 |
तांबे के खनिजों के समान प्रसार के साथ आसानी से समृद्ध अयस्कों के लिए, छोटी क्षमता वाली फैक्टरियां आमतौर पर एकल-चरण योजनाओं का उपयोग करती हैं जिनमें पीसने और वर्गीकरण संचालन, प्राथमिक प्लवनशीलता, नियंत्रण प्लवनशीलता और एक से तीन सफाई संचालन शामिल होते हैं।
उच्च क्षमता वाले कारखानों में, दो-चरणीय योजनाएँ व्यापक हो गई हैं, जिसके अनुसार, चरण I के बाद 45-60% वर्ग -0.074 मिमी के आकार में पीसने के बाद, मोटे तांबे के सांद्रण और पाइराइट युक्त अवशेषों को अलग किया जाता है। मोटे तांबे के सांद्रण को कक्षा -0.074 मिमी के 85-95% तक पीस दिया जाता है और सफाई कार्यों के लिए भेजा जाता है।
प्राथमिक कीचड़ और घुलनशील लवणों की उच्च सामग्री वाले अयस्कों को संसाधित करते समय, प्लवनशीलता दो चक्रों में की जानी चाहिए - रेत और कीचड़। अलग-अलग प्लवनशीलता बड़े और छोटे कणों - कीचड़ (उत्पाद अपशिष्ट, इसकी धूल और महीन भागों को बनाते हुए, किसी भी अयस्क सामग्री की धुलाई के दौरान तलछट के रूप में प्राप्त होती है) के प्रवाह के लिए सबसे अनुकूल परिस्थितियाँ बनाती है, जो आमतौर पर अभिकर्मकों की समग्र खपत को बढ़ाती है। , बड़े कणों के तैरने को दबा देता है, उनसे चिपक जाता है, जिससे प्रचुर और मजबूत झाग बनता है। अलग-अलग प्लवनशीलता वाली योजना का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, द्झेज़्काज़गन संयंत्र (कजाकिस्तान), बट्टे और ट्विन बट्स संयंत्र (यूएसए) में।
प्रसारित तांबे के अयस्कों (पोर्फिरी तांबा, तांबा बलुआ पत्थर और शिरा अयस्कों) में पाइराइट सल्फर और तांबे (0.4-2.0%) की कम सामग्री की विशेषता होती है, पाइराइट सामग्री के आधार पर, केवल तांबा सांद्रण या तांबा और पाइराइट सांद्रण प्राप्त करने के लिए संसाधित किया जा सकता है। पहले मामले में, सामूहिक प्लवनशीलता का उपयोग किया जाता है, और दूसरे में, सामूहिक-चयनात्मक या प्रत्यक्ष चयनात्मक।
उनकी बनावट संबंधी विशेषताओं के अनुसार, तांबा युक्त अयस्कों को बड़े पैमाने पर, या ठोस, और प्रसारित में विभाजित किया जाता है। ठोस अयस्क आमतौर पर अधिक समृद्ध होते हैं और उच्च सल्फर सामग्री की विशेषता रखते हैं, जो पाइराइट द्वारा दर्शाया जाता है, जो तांबे और जस्ता सल्फाइड के साथ अंतर्वर्धित होता है। उदाहरण के लिए, ठोस कॉपर पाइराइट अयस्क में तांबा, जस्ता और सल्फर का अनुपात 1:1:20 (25) तक पहुंच जाता है। ऐसे ठोस अयस्क यूराल के तांबे और तांबा-जस्ता अयस्क हैं, जिन्हें मुश्किल से तैयार होने वाले अयस्कों के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
प्रसारित अयस्कों में अलौह धातु की मात्रा कम होती है, जो साधारण अयस्कों में 1-2% और ख़राब अयस्कों में 0.4-1.0% से अधिक नहीं होती है। संसाधित अयस्क में तांबे की मात्रा के आधार पर, तांबे के अयस्कों को पारंपरिक रूप से समृद्ध (2% Cu से अधिक), मध्यम (0.8-2.0% Cu), खराब (0.5-0.8% Cu) और ऑफ-बैलेंस (0.3 से कम) में विभाजित किया जाता है। % Cu). उच्च सल्फर सामग्री (35-42%) के साथ 2-3% Cu युक्त समृद्ध सल्फाइड अयस्कों को कभी-कभी शाफ्ट भट्टियों में गलाने के लिए सीधे भेजा जा सकता है। हालाँकि, विश्व अभ्यास में, 80% Cu वर्तमान में तांबे के अयस्कों के संवर्धन के दौरान प्राप्त सांद्रण से निकाला जाता है।
कॉपर सल्फाइड खनिज (हेलेल्पाइराइट - CuFeS 2 , च्लोकोसाइट Cu 2 S, कोवेलाइट CuS, बोर्नाइट Cu 5 FeS 4 ) सल्फ़हाइड्रील संग्राहकों द्वारा अच्छी तरह से तैरते हैं (ठोस क्रिस्टलीय पदार्थों में एक विशिष्ट गंध होती है और फोम बनाने वाले गुण नहीं होते हैं, जो इसे संभव बनाता है) फोमिंग प्रक्रिया को परेशान किए बिना एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर उनकी खपत को विनियमित करने के लिए) काफी विस्तृत पीएच रेंज में डाइवैलेंट सल्फर पर आधारित है, क्योंकि उनके पास उच्च सोखने की क्षमता है, जो सल्फाइड सतह के ऑक्सीकरण की डिग्री और तांबे की सामग्री पर निर्भर करती है। ज़ैंथेट्स (ज़ैन्थोजेनिक एसिड आरओसी (=एस)एसएच के लवण) के साथ तैरने की क्षमता के अनुसार, तांबे के खनिजों को निम्नलिखित अनुक्रम में व्यवस्थित किया जा सकता है: च्लोकोपाइराइट <बोर्नाइट <कोवेलाइट <चैल्कोसाइट।
तांबे के भंडार के मामले में पोर्फिरी तांबे के अयस्कों के भंडार सबसे बड़े हैं। प्रति दिन 90 हजार टन अयस्क या उससे अधिक की क्षमता वाली सबसे बड़ी तांबे की सांद्रता वाली फैक्ट्रियाँ अपने आधार पर संचालित होती हैं। प्राथमिक पोर्फिरी तांबे के अयस्कों में मुख्य रूप से पाइराइट की कम सामग्री (2-5%) के साथ मोलिब्डेनाइट-चाल्कोपीराइट अयस्क शामिल हैं। इन अयस्कों के संवर्धन की मुख्य तकनीकी विशेषताएं:
- सामूहिक तांबा-मोलिब्डेनम प्लवन से पहले 60-65% वर्ग -0.074 मिमी के कण आकार में एकल-चरण पीसना;
- समृद्ध तांबा सांद्रण प्राप्त करने के लिए 85-90% वर्ग -0.074 मिमी तक मोटे सांद्रणों की अतिरिक्त पीसाई;
- पाइराइट को दबाने के लिए चूने की आपूर्ति द्वारा सामूहिक प्लवनशीलता में सृजन को 10-12 के पीएच पर बनाए रखा जाता है (हालांकि मोलिब्डेनाइट प्लवनशीलता के लिए इष्टतम पीएच = 7.5-8.0)।
इन अयस्कों के लिए सबसे व्यापक योजना मध्य उत्पाद को फिर से पीसना और एक अलग चक्र में इसका प्रसंस्करण करना है। पाइराइट सांद्रण, एक नियम के रूप में, ऐसे अयस्कों से अलग नहीं किया जाता है (चूक्विकामाटा फैक्ट्री, चिली के अपवाद के साथ)। पोर्फिरी तांबे के अयस्कों (पाइराइट, चाल्कोपीराइट, चाल्कोसाइट) को अल्मालिक और बल्खश कारखानों (उज्बेकिस्तान, कजाकिस्तान) में संसाधित किया जाता है।
औसत पाइराइट सामग्री वाले तांबे के अयस्कों के लिए, सामूहिक चयनात्मक और प्रत्यक्ष चयनात्मक दोनों योजनाओं का उपयोग किया जाता है। सामूहिक-चयनात्मक योजनाओं के अनुसार संवर्धन करते समय, गैंग खनिजों से तांबे के खनिजों और पाइराइट का पृथक्करण मोटे पीसने (-0.074 मिमी वर्ग के 45-50% तक) के दौरान होता है, जब अपशिष्ट तांबे की सामग्री के साथ अवशेष प्राप्त करना संभव होता है . फिर, सामूहिक चयनात्मक प्लवनशीलता की योजना के अनुसार, उपरोक्त आकार में पीसने के बाद, तांबे और लौह सल्फाइड का सामूहिक प्लवनशीलता 7.5 से अधिक पीएच पर नहीं किया जाता है (मुक्त CaO की सांद्रता 20-50 ग्राम/एम3 से अधिक नहीं होती है) ). परिणामस्वरूप सामूहिक कॉपर-पाइराइट सांद्रण, 80-95% वर्ग -0.074 मिमी तक पीसने के बाद, पाइराइट को दबाने के लिए पीएच 12.0-12.5 (400-500 ग्राम/एम3 मुक्त सीएओ) पर चूने और साइनाइड के साथ मिलाया जाता है और कॉपर प्लवन के लिए भेजा जाता है। . प्रसारित अयस्कों के नियंत्रण तांबा प्लवनशीलता से प्राप्त अवशेषों में, एक नियम के रूप में, 30-35% से अधिक एस नहीं होता है, इसलिए उन्हें पाइराइट प्लवनशीलता में भेजा जाता है, जो पीएच 5-7 तक अतिरिक्त क्षारीयता को हटाने के बाद किया जाता है।
ज़ैंथेट्स (ज़ैन्थिक एसिड आरओसी(=एस)एसएच के लवण, औसत खपत आमतौर पर 10-30 ग्राम/टी) और डाइथियोफॉस्फेट्स (10 ग्राम/टी) का उपयोग सल्फाइड कॉपर खनिजों के संग्राहक के रूप में किया जाता है। अभिकर्मक-संग्राहकों का संयोजन व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, विदेशों में तांबे के अयस्कों के प्रवाह में, अभिकर्मक Z-200 (आइसोप्रोपाइलेथाइलथियोनोकार्बामेट) का उपयोग किया जाता है, जो आइसोप्रोपाइल या एमाइल ज़ैंथेट्स के साथ संयोजन में पाइराइट के संबंध में सबसे अधिक चयनात्मक है। एपोलर (मशीन तेल, मिट्टी का तेल, आदि) के साथ सल्फहाइड्रील कलेक्टरों का संयोजन अक्सर उपयोग किया जाता है। सीआईएस में, ब्यूटाइल ज़ैंथेट (C5H9OS2K) का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, और इसका उपयोग सभी तांबे के कारखानों में किया जाता है।
अमेरिकी पौधों में उपयोग किए जाने वाले ज़ैंथेट्स का कुल हिस्सा ~ 60% है, डाइथियोफॉस्फेट - लगभग 40%। गैंग खनिजों के दमनकर्ताओं का उपयोग आमतौर पर तांबे के प्रसारित अयस्कों के प्रवाह में नहीं किया जाता है। लेकिन अगर गूदे में कीचड़ की मात्रा बढ़ जाती है, तो तरल ग्लास (0.4 ग्राम/टी तक) को मुख्य तांबे के प्लवन में और तांबे के सांद्रण को फिर से साफ करने के लिए जोड़ा जाता है। यदि अयस्क में ऑक्सीकृत तांबा खनिज मौजूद हैं, तो सोडियम सल्फाइड (200-300 ग्राम/टी) को पीसने और मुख्य तांबे के प्रवाह में डाला जाता है।
कॉपर और पाइराइट सांद्रण को जिन आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, उन्हें तालिका 3 और 4 में प्रस्तुत किया गया है।
तालिका 3. तांबे के सांद्रण की गुणवत्ता के लिए आवश्यकताएँ (ओएसटी 48-77-82 के अनुसार)
| ध्यान केंद्रित ब्रांड | सामग्री, % | ||
| तांबा, कम नहीं | अशुद्धियाँ, अब और नहीं | ||
| जस्ता | नेतृत्व करना | ||
| किमी-0 | 40 | 2 | 2.5 |
| किमी-1 | 35 | 2 | 3 |
| किमी-2 | 30 | 3 | 4 |
| किमी-3 | 25 | 5 | 4.5 |
| किमी-4 | 23 | 6 | 4.5 |
| किमी-5 | 20 | 7 | 4.5 |
| किमी-6 | 18 | 8 | 4.5 |
| किमी-7 | 15 | 8.5 | 5.0 |
| पीपीएम | 12 | 11 | 8 |
तालिका 4. सल्फाइड अयस्कों के प्लवन के दौरान प्राप्त पाइराइट सांद्रण के लिए तकनीकी आवश्यकताएं (GOST 444-51 "पाइराइट प्लवनशीलता" के अनुसार)
|
पाइराइट ब्रांड सल्फर प्लवन |
सामूहिक अंश, % | ||
| सल्फर, कम नहीं | अशुद्धियाँ, अब और नहीं | ||
| सीसा और जस्ता | नमी | ||
| केएसएफ-1 | 47 | 1 | 3.8 |
| केएसएफ-2 | 45 | 1 | 3.8 |
| केएसएफ-3 | 42 | 1 | 3.8 |
| केएसएफ-4 | 38 | 1 | 3.8 |
प्राप्त तांबे और पाइराइट सांद्रण की आवश्यकताएं अयस्क के प्रकार और उनके धातुकर्म प्रसंस्करण की अपनाई गई विधि के आधार पर निर्धारित की जाती हैं।
