بیولیچینگ مس

● اصول كلی بیولیچینگ مس
ماده معدنی مس استخراج شده تا ابعاد موردنظر خرد شده و به منظور آگلومره شدن ذرات ریز با ذرات درشت و كار با باكتری ها با اسیدسولفوریك در دستگاه های آگلومراسیون مخلوط می شوند.
به منظور كاهش میزان رطوبت موجود برای خوب آگلومره شدن آب یا رافینت (رافینت محلولی است كه از مسیر بازگشتی جدایش محلول الكترووینینگ به دست می آید) اضافه می شود.
اگر ماده معدنی از نوع خیلی مصرف كننده اسید نباشد میزان اسید مصرفی برای آماده سازی ماده معدنی می تواند از محلول رافینت تامین شود.‏
رافینت معمولا شامل میزان كمی از باكتری است كه منجر به اكسید شدن مس می شود (باكتری ابتدا توسط لوله هایی بر روی كپه های ماده معدنی ریخته می شوند تا سنگ سولفوری را به اكسیدی تبدیل كند.سنگ آگلومره و آماده شده برای اسیدشویی به محوطه ای فرستاده می شود كه در محلی به ارتفاع ۶-۱۰ متر بر روی زمینی كه قبلا مسطح شده است و یا بر بالای ماده معدنی كه قبلا اسیدشویی شده است ریخته می شود.
به منظور تامین هوای موردنیاز برای عملیات باكتری ها لوله های پلاستیكی با سوراخ های مخصوص هوادهی بر روی پد قرار داده می شوند.‏ بادبزن های فشار پایین هوای مورد نیاز برای سیستم تهویه زیر ماده معدنی را تامین می كنند.‏
پدهای ایجاد شده توسط میزان مشخصی از محلول كه شامل باكتری نیز می باشد مورد پاشش قرار می گیرند و این باكتری های موجود سنگ سولفوری را به اكسیدی تبدیل می كنند و در اسید حل می شوند، محلول باردار شده ‏‎(PLS)‎‏ (شامل مقدار مشخصی می باشد) در زیر توده جمع می شوند و بعضا دوباره به بالای هیپ عملیات برگردانده می شوند و یا مستقیما اگر میزان مس در حد مورد نظر باشد به مرحله ‏EW/SX‏ (جدایش محلول/ الكترووینینگ) برای بازیابی مس فرستاده می شوند. رافینت دو مرتبه به توده های اسیدشویی قرار گرفته، بازگردانده می شوند. زمان اسیدشویی برای عملیات های مختلف متفاوت است اما به طور ایده آل در حدود ۲۰۰ روز برای ماده معدنی مس ثانویه است. بازیابی مس در حدود ۸۵-۷۵ درصد متغیر است.
● روش های مختلف بیولیچینگ مس
بیولیچینگ توده ای: در مقیاس ها و تناژهای بزرگ روش اسیدشویی توده ای مس برای باطله و یا مواد معدنی مس به عنوان یك طرح كاملا اقتصادی كه با روش بیولیچینگ توده ای در غرب ایالت آمریكا به عنوان یك كار اقتصادی عرضه شد. امروزه، دامپ های بیولیچینگ در سراسر دنیا و مخصوصا در شیلی به طور گسترده ای استفاده می شود. هزینه های عملیاتی خیلی پایین است و با استفاده از روش های ‏EW/SX‏ این هزینه ها خیلی پایین تر می شوند.‏
جدایش مس از ماده معدنی طلا: حضور مس در ماده معدنی طلا به خاطر مصرف بالای مواد شیمیایی توسط مس مشكلاتی را در عملیات سیانوراسیون طلا به وجود می آورد. در عملیات لیشون در كونیزلند استرالیا تقریبا ۵۰۰ هزار تن در سال (۲۰ درصد خروجی معدن) از روش بیولیچینگ برای جدایش مس استفاده می شود كه كالكوپیریت را توسط باكتری جدا می كند. بعد از این مرحله است كه طلا می تواند به راحتی و به صورت كاملا اقتصادی استحصال شود. مس نیز توسط سمنتاسیون همراه با آهن برای عملیات بعدی جدا می شوند.
بیولیچینگ لایه های نازك: این روش تنها برای مواد معدنی اكسیدی به كار می رود. روش لایه های نازك شامل خردایش و بیولیچینگ مواد معدنی سولفیدی مس ثانویه در هیپ های كوچك در مراحل باردار بدون بار است. اخیرا عملیاتی در مقیاس بزرگ در معدن كبرادا بلانكا و سروكلورادو در شیلی از این روش برای مواد معدنی سولفیدی (كالكوسیت اولیه) مورد استفاده قرار گرفته است.‏
بیولیچینگ مخزنی: اولین بیولیچینگ مس و كنسانتره آن با استفاده از روش رآكتورهای مخزنی به منظور دستیابی به سینتیك سریع تر بوده است كه این روش به خاطر بازیابی پایین آن از خوراك كالكوپیریت و اقتصادی بودن روش ذوب پیوسته نسبت به روش مذكور فقط در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شده است. بیولیچینگ كنسانتره كالكوپیریت در حضور یون های كاتیونی مثل نقره منجر به سریع تر شدن سینتیك آزمایش و بازیابی بالای مس در جزئیات آزمایشگاهی شده است. میزان هزینه محاسبه شده برای روش بیولیچینگ - استخراج از محلول - الكترووینینگ، ۳۰-۲۵ سنت به ازای هر پوند است.
● نمونه ای از كاربرد بیولیچینگ مس
اكثر معادنی كه از روش بیولیچینگ برای استحصال فلزات استفاده می كنند، معادنی هستند كه در منطقه نیمكره جنوبی واقع شده اند و این مطلب به خاطر شرایط آب و هوایی خاص این مناطق است كه برای رشد باكتری و عملیات آنها مفیدتر هستند و در مناطقی مثل شمال آمریكا به دلیل شرایط آب و هوایی سرد كار باكتری ها در این مناطق با مشكل روبه رو می شود و در این مناطق تنها از باكتری های سرمادوست می توان استفاده كرد و از سال ۱۹۸۰، ۱۱ معدن مس و یك معدن به صورت برجا از روش بیولیچینگ استفاده كرده اند.‏
نمونه خیلی خوب صنعتی استفاده شده از روش بیولیچینگ، معدن كبرادابلانكا در شمال شیلی می باشد در سال ۱۹۹۴
محوطه این عملیات درون منطقه آلتی پلانو در سطح تراز ۴۴۰۰ متر واقع شده است كه به خاطر شرایط خاص این منطقه كار باكتری ها در دمای سرد و فشار كم اكسیژن در مناطق مرتفع با مشكل روبه رو می شوند. در معدن مذكور ۱۷۳۰۰ تن در روز ماده معدنی سولفیدی تا ۱۰۰ درصد زیر ۹ میلیمتر سنگ شكنی می شوند، با اسید سولفوریك و آب گرم آگلومره می شوند و بعدا بر روی پدهایی به ارتفاع ۵/۶-۶ متر انباشته می شوند. پدها توسط لوله های مخصوص هوادهی كه در زیر هیپ ها نصب شده اند و توسط فن هایی با فشار پایین هوادهی می شوند، مجهز شده اند. فعالیت باكتری ها در این معدن با بیشترین میزان موفقیت همراه است و بازیابی عملیات در حدود ۹۰-۸۰ درصد از سنگ معدنی سولفوری است كه در حدود ۷۵۰۰ تن مس در سال تولید می كند. هزینه های به وجود آمده در معدن كه شامل معدنكاری نیز می شود در حدود ۵۰ سنت به ازای هر پوند از ماده معدنی است.

سید محمد حسین رحیمائی ( کارشناس استخراج معدن)
دكتر منوچهر اولیازاده (استاد گروه معدن دانشكده معدن دانشگاه تهران)
در هفته نامه معدن و توسعه ۱۲/۹/۸۴

منبع : وبلاگ مهندسان شیمی