عمل آوری حرارتی کانه کربناته سیلیکاته سرب و روی معدن دره زنجیر

دسته کانه آرایی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده سید محمد جواد کلینی
تاريخ برگزاری ۳۰ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه

 

در طی دهه های اخیر بازیابی روی از منابع معدنی رو به افزایش بوده است. میزان روز افزون تولید روی نیاز به کشف و استخراج ذخایر و معادن جدید را باعث می شود. نظر به محدود بودن ذخایر معدنی پرعیار، بازیابی روی از ذخایر کم عیار مورد توجه قرار گرفته است[۱ و۲].

در این تحقیق امکانپذیری پیش فراوری کانه کربناته سیلیکاته سرب و روی معدن دره زنجیر با انجام فرایند کلسیناسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. بطور کلی، کلسیناسیون عملیاتى است که در آن ماده معدنى یا کانى مورد نظر در دماى بالا حرارت داده مى شود به طورى که باعث تجزیه ترکیب آن شود، که در برخى از منابع، این مرحله را به طور کلى تکلیس مى نامند. انجام عملیات کلسیناسیون دارای مزایای ذیل در لیچینگ کانه می باشد[۳و۴و۵]:

- حذف گاز  CO۲از کانى هاى کربناتى قبل از مرحله لیچ اسیدى، مزیت اصلى عملیات تکلیس به شمار مى آید. در صورت عدم انجام فرایند تکلیس (قبل از مرحله لیچ اسیدى) کربناتها مستقیما" توسط اسید سولفوریک حل مى شوند و گاز CO۲ آزاد مى کنند. تولید حبابهاى گازى در پالپ و در نتیجه بالا آمدن سطح پالپ ، موجب کاهش ضریب حجمى تانک هاى لیچ مى شود.

- آثار باقى مانده از داروهاى مصرفى در فلوتاسیون روى، بعضا" باعث ایجاد رفتارهاى غیرقابل پیش بینى در لیچینگ مى شود. که فرایند تکلیس باعث از بین رفتن داروهاى مصرفى فلوتاسیون مى شود.

- انجام عملیات تکلیس باعث کاهش جرم کنسانتره و در نتیجه افزایش عیار روى در کنسانتره مى گردد،پس مى توان گفت عملیات تکلیس به عنوان یک فرایند پیش تغلیظ قبل از مرحله لیچینگ است.

- کاهش میزان مواد فرار در کنسانتره در اثر عملیات تکلیس سبب کاهش مصرف اسید سولفوریک و دیگر افزودنى ها در مرحله لیچینگ مى شود.

- در اثر عملیات تکلیس، مواد متخلخل مى شود. تخلخل باعث افزایش سطح مخصوص مواد مى شود و در اثر افزایش سطح مخصوص، فعالیت اسید بر روى آن بیشتر و موثرتر مى گردد.

- عمل آورى حرارتى در جلوگیرى از تشکیل ژل سیلیس در هنگام لیچینگ کانى هاى سیلیکاتى روى تاثیر مثبت مى گذارد، بدین صورت که وقتى سیلیکات هاى عمل آورى شده با حرارت، با اسیدهاى رقیق ترکیب مى شوند، فلزات موجود در آن ها حل شده واسکلتى از سیلیس باقى مى گذارند.

 

مطالعات آزمایشگاهی

 

شناسایی نمونه

نمونه تهیه شده از معدن دره زنجیر مورد شناسایی کمی و کیفی قرار گرفت. نتایج آنالیز کمی و کیفی به ترتیب در جداول ۱و ۲ آورده شده است.

 


 

جدول ۱- نتایج آنالیز کمی نمونه تهیه شده از معدن دره زنجیر XRF

درصد

عنصر

درصد

عنصر

۳۳۹/۲۶

CaO

۶۱/۱۵

MgO

۱۷۸/۰

MnO

۳۳۱/۰

Al۲O۳

۴۱۹/۱

Fe۲O۳

۰۵۸/۱

SiO۲

۱۱۴/۱۱

Zn

۰۱۴/۰

P۲O۵

۲۲۷/۱

Pb

۱۶۴/۰

SO۳

۴/۴۲

LOI

۰۴۶/۰

K۲O

 

 

 

جدول ۲: نتایج آنالیز کیفی نمونه تهیه شده از معدن دره زنجیر بوسیله XRD

نام کانى

فرمول شیمیایى

دولومیت

Ca Mg (CO۳)۲

اسمیت زونیت

ZnCO۳

ویلمایت

Zn۲SiO۴

همى مورفیت

Zn۴Si۲O۷(OH)۲.H۲O

گوتیت

Fe O(OH)

 


 

 

طراحی آزمایشها

فرایند کلسیناسیون به عنوان فرایند پیش فراوری انتخاب گردید. از روش تاگوچی به عنوان روش کارآمد جهت طراحی آزمایشها استفاده گردید[۱]. عوامل موثر و سطوح مربوط به هر عامل جهت انجام فرایند کلسیناسیون به منظور استفاده در طراحی آزمایشها در جدول ۳ آورده شده است.

جدول ۳: عوامل انتخابى براى کلسیناسیون و سطوح آنها

سطح سوّم

سطح دوّم

سطح اوّل

واحد

عامل

۶۰

۴۵

۳۰

دقیقه

زمان

۹۰۰

۸۰۰

۷۰۰

سانتیگراد

درجه حرارت

۱۴۰

۵۰

۱۴

مش

دانه بندى

با توجه به عوامل و سطوح انتخاب شده آرایه L۹ جهت انجام آزمایشها انتخاب شد. و در نهایت جدول ۴ بر اساس آرایه L۹  جهت آزمایشها تشکیل گردید که شرایط هر آزمایش در آن مشخص شده است.

 

جدول ۴: مقادیر عامل ها و سطوح در طراحى آزمایشهاى کلسیناسیون

دانه بندى

(مش)

درجه حرارت

(سانتیگراد)

زمان

(دقیقه)

سید محمد جواد کلینی ، استادیار گروه فرآوری مواد معدنی، دانشکده فنی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس. Koleini@Modares.ac.ir

آزاده کفیلی کسمایی، دانشجوی کارشناسی ارشد فرآوری مواد معدنی، دانشکده فنی مهندسی دانشگاه تربیت مدرس

 

چکیده:

 

در این تحقیق امکانپذیری پیش فراوری کانه کربناته سیلیکاته سرب و روی معدن دره زنجیر با انجام فرایند کلسیناسیون مورد ارزیابی قرار گرفت. نخست نمونه اراﺋه شده توسط روشهای کمی و کیفی شناسایی گردید و مشخص شد عیار روی در نمونه 6/11 درصد و کانیهای عمده حاوی روی، اسمیت زونیت، ویلمایت و همی مورفیت می باشد. روش طراحی آزمایشهای تاگوچی جهت طراحی شرایط آزمایشهای فرایند کلسیناسیون مورد استفاده واقع گردید. پارامترهای بهینه فرایند کلسیناسیون به صورت درجه حرارت 900 (درجه سانتیگراد)، زمان کلسیناسیون 60 (دقیقه) و دانه بندی 50 (مش) تعیین شد. در این حالت میزان کاهش جرم نمونه 25 درصد و عیار روی در نمونه کلسین شده به 98/13 درصد افزایش یافت.

 

واژه های کلیدی: سرب و روی، کلسیناسیون، معدن دره زنجیر.

 

Thermal treatment of Carbonate-Silicate Lead and Zinc Ore from Dareh Zanjir Mine

 

Abstract

 

In this research, the possibility of pre-processing of carbonate-silicate ore of Dareh Zanjir mine by calcination process was studied. The provided sample was analyzed using qualities and quantities methods. It was found that the zinc bearing minerals were Smithzonite, Willemite and Hemimorphite with total zinc of 11.6%. Taguchi method was used in experimental design. Calcinations optimum parameters were determined as temperature of 900 °C, Calcinations time of 60 min and sorting of 50 meshes. In this conditions the sample  mass reduction was obtained to be 25% and the zinc grade in calcined sample increased to 13.98%.

 

Keywords: Lead and Zinc, calcinations, Dareh Zanjir Mine

کلید واژه ها: سربوروی معدندرهزنجیر کربنات سیلیکات کانه آرایی سایر موارد