پرعیاری به روش شیمیایی
پرعیاری به روش شیمیایی یکی از رایج ترین روش ها می باشد. بطور کلی این روش شامل بازیابی یک ماده معدنی با ارزش به صورت عنصر یا ترکیبی خاص با انحلال آن در حلال مناسب میشود و به آن لیچینگ میگویند. چنانچه ماده مورد نظر یک عنصر فلزی باشد، به این روش هایدرومتالورژی میگویند. این روش در پنج مرحله انجام میشود. در مرحله اول کنسانتره مورد نظر بسته به نوع کانی به روش های مختلف آماده می شود. در مرحله دوم عنصر یا کانی مورد نظر در حلال مناسب حل میشود. در مرحله سوم محلول غنی شده از مواد جامد جدا میشود. در مرحله چهارم به تصفیه و پر عیاری محلول غنی شده پرداخته میشود. در مرحله پنجم عنصر یا کانی مورد نظر از محلول غنی شده بازیابی میشود.
در عملیات لیچینگ، ماده معدنی در تماس با حلالی مناسب قرار میگیرد که در نتیجه آن با انحلال کانیها یا ترکیباتی خاص از ماده مورد نظر، محلولی غنی شده با غلظت کافی بدست می آید. در طی این عملیات باید حلال های مورد استفاده بر روی سایر کانیهای تشکیل دهنده سنگ معدنی تاثیر زیادی نداشته باشد و میزان آنها در محلول غنی شده از حد مجاز بیشتر نباشد. بنابراین شناخت پارامترهای موثر بر انحلال کانی با ارزش و کانیهای گانگ از قبیل نوع و غلظت مواد شیمیایی مورد استفاده، درجه حرارت، فشار و غیره ضروری است. لیچینگ از نظر تکنولوژی به سه صورت برجا و توده ای، ستونی و به کمک همزن انجام میشود. هر کدام از این روش ها تحت شرایط خاصی انجام میشود. از بین این روش ها لیچینک به کمک همزن دارای بیشترین بازدهی و به کمترین زمان نیاز دارد. اما سرمایه گذاری برای این روش نیز بیشتر از سایر روشهاست. سیستم لیچینگ مورد استفاده در هر حالتی بستگی به ترکیب مینرالوژیکی بار اولیه دارد. بطور کلی ۵ سیستم لیچینگ بصورت متعارف داریم:
-
سیستم لیچینگ اسیدی
این سیستم رایج ترین روش لیچینگ در محصولات پرعیار شده می باشد. بطور کلی از این روش زمانی استفاده میشود که قسمت عمده ماده معدنی تشکیل شده متشکل از گانگی فاقد میل ترکیبی با اسیدها باشد. برای مثال کانه های مس از نظر کمی، مس بیشترین فلزی است که به روش لیچینگ اسیدی تولید میشود. در تعداد زیادی از کانیهای مس، این عنصر به صورت دو ظرفیتی وجود دارد (آزوریت، مالاکیت، تنوریت و …). این کانی ها در درجه حرارت متعارفی به طور کامل در اسید سولفوریک حل میشوند. کانی های روی بعد از اکسید شدن همراه اکسید کادمیوم در اسید حل میشود.
-
سیستم لیچینگ قلیایی
در مورد بعضی از کانی ها لیچینگ قلیایی نسبت به اسیدی موثرتر می باشد. بخصوص برای کانه هایی حاوی مقدار زیادی گانگ کربناته که باعث افزایش مصرف اسید میشوند. برای مثال سیلیس و سیلیکاتها با افزایش درجه حرارت بیشتر تحت تاثیر لیچینگ قلیایی قرار میگیرند. مواد شیمیایی عمده ای که در لیچینگ قلیایی مورد استفاده قرار میگیرند هیدروکسید و کربنات سدیم و آمونیاک می باشند. لیچینگ قلیایی توسط هیدروکسید و کربنات فلزات قلیایی برای فلزاتی که تشکیل کمپلکس های قلیایی میدهند مانند آلومینیوم، کروم، ژرمانیوم، پلاتین، مولیبدن، تنگستن و … . لیچینگ قلیایی توسط آمونیاک نیز برای فلزاتی مانند مس، نیکل، کبالت، روی و کادمیوم مورد استفاده قرار میگیرد که قابلیت تشکیل آمین های محلول را داشته باشند.
-
سیستم لیچینگ توسط آب
برخی از کانی ها وجود دارند که به همان صورتی که استخراج میشوند در آب حل میشوند. به علاوه، بعضی از مواد معدنی را ممکن است طی مراحلی بصورتی درآورد که عناصر یا ترکیباتی از آن قابل حل شدن در آب باشند. مثالی از این مواد مانند تشویه سولفاته محصولهای پرعیار شده سولفوره (روی، مس، کبالت)، تشویه نمکی کانه های وانادیوم دار و پیریت (مس، روی و غیره) می باشند.
لیچینگ توسط باکتری
در برخی شرایط میتوان برای بازیابی فلزات با ارزش از روش لیچینگ توسط باکتری استفاده کرد. در حال حاضر از این روش تنها برای بازیابی مس و اورانیوم به طور اقتصادی استفاده میشود. مزیت این روش نسبت به روشهای متداول، نیاز به نیروی انسانی و همچنین سرماه نسبتا کم آن است. اما سرعت این روش به مراتب کمتر از سایر سیستم لیچینگ است.
لیچینگ سیانوراسیون
لیچینگ توسط سیانور که سیانوراسیون نامیده میشود تنها برای نقره و طلا مورد استفاده قرار گرفته است. ولی کاربرد سانوراسیون برای کانه های مس، اعم از اکسید یا سولفوره مورد تایید قرار گرفته است. یون سیانور میتواند با اکثر فلزات انتقالی تشکیل کمپلکس های پایدار بدهد. این کمپلکس ها به اندازه کافی فعال هستند تا بتوانند بر طبیعت نسبتا خنثی طلا و نقره فائق آیند.
عوامل مشخص موثر بر لیچینگ عبارت اند از : سطح خارجی کانیها، دامنه نفوذ مواد شیمیایی ( تابعی از شدت همزدن است)، غلظت مواد شیمیایی، پتانسیل اکسیداسیون – احیا، درجه حرارت، چگالی پالپ و ویسکوزیته پالپ دارای تاثیر قابل توجه می باشند. بعضی از این عوامل بستگی به طبیعت ماده معدنی دارند و برای یک کانه مشخص ثابت می باشند. برای رسیدن به شرایط دقیق عملیات، آزمایشهایی از لیچینگ از لیچینگ در مقیاس آزمایشگاهی انجام می شود.
