مراحل کلیدی استخراج و فرآوری سنگ معدن مس مدرن کدامند؟

۱۴۰۴/۰۳/۱۳

استخراج و فرآوری کانه‌های مس مدرن از طریق مراحل پیچیده و پیشرفته‌ای انجام می‌شود. این مراحل بسته به نوع کانه (سولفیدی یا اکسیدی) کمی متفاوت هستند، اما مراحل کلیدی معمولاً شامل موارد زیر است:

استخراج معدن

کانه مس از معادن سطحی (روباز) یا زیرزمینی، بسته به عمق و محل توده کانه، استخراج می‌شود.

• استخراج روبازمعمولاً برای کانه‌های نزدیک به سطح استفاده می‌شود، در حالی کهاستخراج زیرزمینی شامل حفر تونل برای دسترسی به ذخایر عمیق‌تر است.
• کانه استخراج شده برای تصفیه بیشتر به یک کارخانه فرآوری منتقل می‌شود.

2. خردایش و آسیاب‌کاری

کانه استخراج شده با استفاده از خردکن‌ها و آسیاب‌ها به قطعات کوچکتر تجزیه می‌شود.

• خردکن اولیه: سنگ‌های بزرگ با استفاده از خردکن‌های فکی یا چرخشی به قطعات کوچکتر تبدیل می‌شوند.
• سنگ‌شکنِ ثانویه و سوم با استفاده از سنگ‌شکن‌های مخروطی یا ضربه ای، کاهش بیشتر اندازه حاصل می‌شود.
• آسیاب کردنمواد خرد شده با استفاده از آسیاب‌های SAG (آسیاب نیمه خودکار) یا آسیاب‌های توپه‌ای به ذرات ریز تبدیل می‌شوند. این امر باعث بهبود راندمان فرآیندهای جداسازی بعدی می‌شود.

3. غنی‌سازی/تراکمی

مس از مواد ناخواسته اطراف (گنگ) از طریق روش‌های غنی‌سازی جدا می‌شود، که روش‌های مختلفی بسته به نوع کانسار وجود دارد:

• کانسارهای سولفیدی: شناوری کف (فروث فلوتیشن) معمولاً استفاده می‌شود. کانسار با آب، مواد شیمیایی و هوا مخلوط می‌شود. ذرات غنی از مس به حباب‌ها می‌چسبند و به سطح می‌آیند، در حالی که گنگ ته نشین می‌شود.
• کانسارهای اکسیدی: فرآیندی به نام له‌کردن انباشته (هیپ لیچینگ) اغلب استفاده می‌شود. محلول‌های اسیدی مس را از کانسارهای اکسیدی حل می‌کنند، که برای پردازش بیشتر جمع‌آوری می‌شوند.

۴. ذوب (برای کانه‌های سولفیدی)

برای کانه‌های سولفیدی، ماده‌ی غلیظ شده‌ی مس از طریق ذوب به شکل خالص‌تری تبدیل می‌شود:

• کلسیناسیون: غلظه‌ی مس در مجاورت اکسیژن حرارت داده می‌شود تا گوگرد به شکل گاز دی‌اکسید گوگرد خارج شود.
• ذوب: این ماده در کوره‌های ذوب با دمای بالا ذوب می‌شود و مس مذاب (مات) و سرباره (مواد زائد) تولید می‌کند.
• تبدیل: مات مذاب در یک مبدل برای خارج کردن آهن و گوگرد به فرآیند بیشتر می‌رود و مس چرکین با خلوص تقریبی ۹۸ تا ۹۹ درصد تولید می‌کند.

5. الکتروپالایش یا الکتروشیمیایی

این مرحله، تصفیه نهایی مس را انجام می‌دهد:

• الکتروپالایش (برای کانه‌های سولفیدی): مس سرباره به عنوان آند در یک سلول الکتروشیمیایی عمل می‌کند، در حالی که صفحات مسی خالص به عنوان کاتد عمل می‌کنند. جریان الکتریکی باعث می‌شود یون‌های مس از آند به کاتد رسوب کنند و خلوص 99.99% را به دست آورند.
• الکتروشیمیایی (برای کانه‌های اکسیدی): مس از محلول استخراج شده با عبور از فرآیند الکتروشیمیایی، مستقیماً مس کاتدی با خلوص بالا تولید می‌شود.

6. مدیریت پسماند

مواد باقی مانده (پسماند) از مرحله غنی‌سازی با دقت مدیریت می‌شوند تا حداقل تأثیر زیست‌محیطی را داشته باشند. پسماند در استخرهای اختصاصی ذخیره می‌شود یا برای استخراج مواد معدنی ثانویه دوباره پردازش می‌شود.

7. پالایش و شکل‌دهی نهایی

مس تصفیه‌شده ذوب و به شکل‌هایی مانند شمش، ورق یا میله ریخته‌گری می‌شود، تا برای استفاده در صنایع مختلف، از جمله ساخت‌وساز، الکترونیک و حمل‌ونقل آماده شود.

8. بازیافت

به عنوان بخشی از شیوه‌های پایدار، مس زائد از قطعات قدیمی الکتریکی و پسماند صنعتی ذوب و دوباره تصفیه می‌شود تا تقاضا را تأمین کند.

خلاصه فرآیندهای کلیدی بر اساس نوع کانه:

با پیروی از این مراحل، استخراج مدرن مس حداکثر بازیابی، خلوص بالا و حداقل آسیب زیست‌محیطی را تضمین می‌کند.