خام أكسيد النحاس: مخطط الترشيح والاستخلاص والاستخلاص الكهربائي
لا تركّز خامات أكسيد النحاس جيداً بالطفو، لذا يكون المسار المعتاد ترشيحاً مباشراً يتبعه استخلاص بالمذيب ثم استخلاص كهربائي. والمخطط التالي هو التهيئة التي ننفّذها أكثر من غيرها في المقياس التجريبي والتجاري الصغير.
المسار والمعدات
| الخطوة | المعدات | المعامل الأساسي |
|---|---|---|
| 1. التكسير والطحن | كسارة فكية وطاحونة كرات | P80 من 75 إلى 150 ميكرومتر |
| 2. الترشيح | خزانات ذات خلاط أو حوض، PP/316L | pH 1,5–2,0؛ 10–20% مواد صلبة؛ 2–6 ساعات؛ من الجو إلى 60 °م |
| 3. فصل صلب–سائل | مثخّن ومكبس ترشيح | أقل من 50 جزءاً في المليون إلى الاستخلاص |
| 4. الاستخلاص بالمذيب | خلاطات-مرسّبات: مرحلتان استخلاص وواحدة نزع | O/A من 1:1 إلى 2:1؛ pH 1,8–2,2؛ 40% مستخلص |
| 5. الاستخلاص الكهربائي | خلايا EW، أنودات رصاص أو MMO، كاثودات فولاذ مقاوم | 300–400 أمبير/م²؛ 35–45 °م؛ 150–180 غ/ل H₂SO₄ |
| 6. إعادة الإلكتروليت | مضخات وخزانات | تصريف للتحكم في الشوائب |
أين تفشل هذه المصانع
الترشيح. إرسال 200 جزء في المليون من المواد الصلبة إلى المرسّبات ينتج رواسب في أسابيع. خصّص ترشيحاً حقيقياً لا حوض ترسيب.
ميزان الحمض. تستهلك الأكاسيد الحمض بحسب الشوائب الصخرية. وإن كانت الغانغ كربوناتية فقد يتجاوز الاستهلاك قيمة النحاس: نفّذ اختبار استهلاك الحمض قبل الالتزام. وأكثر من نحو 15% كربونات يستهلك 200 كغ أو أكثر من الحمض للطن.
التصريف. بلا تصريف تتراكم الحديد والمنغنيز والكلوريد حتى ينهار مردود التيار. صمّم التصريف من البداية.
التصغير إلى المقياس التجريبي
في المقياس التجريبي يعمل المسار نفسه في خزانات 50–500 لتر مع مجموعة صغيرة من الخلاطات-المرسّبات ومقوّم 50–200 أمبير. والكيمياء لا تتغير؛ بل الهيدروليكا، وهناك تكون بيانات التجربة أعلى قيمة: سلوك نطاق التشتت وتكوّن الرواسب وسرعة الترشيح.
متى لا يُوجَّه الخام الأكسيدي إلى الاستخلاص
الترشيح والاستخلاص والاستخلاص الكهربائي هو المسار الافتراضي، لكنه يفترض استهلاك حمض مقبولاً ومحلولاً مركزاً بما يكفي. وتحت نحو 1,5 غ/ل نحاس في المحلول يصبح تدفق المذيب كبيراً مقابل الطور المائي، وتخرج نسبة O/A من المدى العملي، وتنمو المرسّبات أسرع مما يبرره العائد؛ وعندها يكون الإسمنتة على حديد الخردة أو الترشيح الكومي بدورة أطول أنسب. والمدى العملي 1–6 غ/ل عند pH 1,5–2؛ وتحت نحو 0,5 غ/ل يفضل التبادل الأيوني.
أرسل تحليل التغذية واختبار استهلاك الحمض وإنتاج الكاثود المستهدف، ونحدد السلسلة ودائرة الاستخلاص الكهربائي.