انحلال مس از کانسنگ اکسیدی { قسمت اول }

انحلال مس : کانی های اکسیدی مس مانند آزوریت، مالاکیت، تنوریت و کریزوکولا در محیط های اسیدی و بازی، در دما و فشار محیط می توانند به صورت مطلوبی حل شوند.

معمول ترین اسید برای انحلال کانسنگ های اکسیدی مس اسید سولفوریک است که بسته به طبیعت کانسنگ میزان مصرف اسید می تواند از ۰/۴تا ۰/۷ تن به ازای هر تن مس تولیدی متغیر باشد. همچنین هیدروکسید سدیم، آمونیاک و آهک مرسوم ترین حلال های لیچینگ قلیایی هستند که در صنعت لیچینگ استفاده میشوند.

انحلال مس لیچینگ اسیدی کانسنگ های اکسیدی

مشکل اساسی در لیچینگ اسیدی کانسنگ های اکسیدی به ویژه با باطله کربناته، علاوه بر مصرف زیاد اسید، فیلتراسیون محلول ژل های به دست آمده است.

همچنین به دلیل آزاد شدن گاز دی اکسید کربن طی فرایند لیچینگ مخزنی موجب تولید مقدار زیادی کف در مخزن لیچینگ میشود؛ بنابراین از فضای عملیاتی مفید مخزن کاسته می شود. همچنین در شرایط لیچینگ این کانی ها با اسید
سولفوریک مقادیر زیادی ژیپس (سولفات کلسیم آبدار ) نیز تشکیل می شود.
لیچینگ آمونیاکی با رفع این مشکلات، بهترین گزینه برای انحلال کانسنگ های اکسیدی مس با باطله کربناته است.

امروزه در صنعت لیچینگ، آمونیاک به دلیل عملکرد انتخابی طی فرآیند لیچینگ و تشکیل کمپلکس های پایدار، به طور گسترده در لیچینگ عناصری نظیر مس، روی، نیکل و کبالت استفاده می شود.

دلیل عملکرد انتخابی آمونیاک تولید کمپلکس آمونیاکی (به خاطر گونهی فعال نیتروژن) است. این کمپلکس
در مرحله لیچینگ برخی از عناصر همچون مس را به طور انتخابی در ساختار کمپلکس خود احاطه میکند که موجب انحلال آن می شود.

لیچینگ آمونیاکی برای اولین بار در کارخانه Kennecott در آلاسکا استفاده شد. چون کانسنگ مس، حاوی مقدار زیادی باطله کربناتی در سنگ آهک دولومیتی بود که قابلیت انحلال زیادی در محیط های اسیدی را داشت و میزان مصرف اسید را به شدت بالا می برد.

Bingolو همکارانش به مطالعه سینتیک انحلال مالاکیت در محیط آمونیاک و کربنات آمونیوم پرداخته اند. نمونه جامد مورد آزمایش کانسنگ مالاکیت با ۲۸/۴ درصد مس و با باطله سیلیسی بوده است.

ضرورت استفاده از آمونیاک و کربنات آمونیوم تنها به دلیل وجود کربنات موجود در ساختار مالاکیت بوده و هیچ گونه کربناتی در باطله آن مشاهده نمی شود.

Ekmekyaparو همکارانش به مطالعه سینتیک انحلال کانسنگ های اکسیدی مس در حضور کلرید آمونیوم پرداخته اند. نمونه جامد حاوی ۱۰/۵۵درصد CuOو ۵۰/۴۱ درصد SiO2به عنوان باطله بوده است. مقدار مصرف بهینه کلرید آمونیوم ۴ مول بر لیتر گزارش شده است.

با توجه به آنالیز شیمیایی نمونه مورد استفاده، علاوه بر اینکه مشکل لیچینگ اسیدی و تشکیل حالت ژله ای برای آن انتظار نمی رود مقدار زیاد کلر آزاد شده از کلرید آمونیوم می تواند بسیار خورنده باشد.

LIU Weiو همکارانش سینتیک انحلال کانسنگ های مس کم عیار را در محلول آمونیاک و کلرید آمونیوم مورد مطالعه قرار داده اند. نمونه حاوی CuO 1/44و ۲۶/۱۰درصد SiO2بوده و بنابراین می توان عمده باطله را از نوع سیلیسی در نظر گرفت.

شرایط مناسب لیچینگ ۰/۵مول آمونیاک، ۲مول کلرید آمونیوم و نسبت جامد به مایع ۱۰به ۲۵۰گرم بر میلی لیتر گزارش شده است. در این شرایط حدود ۷۰درصد مس قابل بازیابی است. علاوه بر خورنده بودن محیط حاوی کلر، مقدار درصد جامد بسیار پایین و بازیابی پایین مس مانع از استفاده صنعتی آن می شود.