تمتلك شركات التعدين موارد وفيرة من خام كبريتيد النحاس. لذا، يُعدّ فهم العملية التكنولوجية والمعدات اللازمة لاستخراج النحاس من خام كبريتيد النحاس أمرًا بالغ الأهمية. فهذا لا يُحسّن كفاءة الاستخراج فحسب، بل يزيد أيضًا من الفوائد الاقتصادية.
تقتصر شركة ساندريك، بصفتها شركة مصنعة لمعدات التعدينعالية الجودة فحسب معدات معالجة خامات ، بل تمتلك أيضًا خبرة واسعة في استخراج الخامات. فيما يلي، سنشرح بالتفصيل العملية التقنية لاستخراج النحاس من خام كبريتيد النحاس.
1. مرحلة المعالجة الأولية للخام
عادةً ما يكون خام كبريتيد النحاس منخفض التركيز (يتراوح عمومًا بين 0.5% و3%)، مما يجعل صهره المباشر مكلفًا للغاية. تتمثل الخطوة الأولى في استخلاص النحاس من خام كبريتيد النحاس في سحق الخام وطحنه لفصل جزيئات معدن النحاس عن الشوائب.
1) تكسير الخام
في البداية، تُسحق قطع كبيرة من خام كبريتيد النحاس سحقًا أوليًا باستخدام كسارة فكية. ثم تُجرى عمليات سحق ثانوية وثالثية باستخدام كسارة صدمية أو كسارة مخروطية لتقليل حجم الجسيمات بشكل أكبر. تُنتج هذه العملية خام كبريتيد النحاس بحجم جسيمات نهائي أقل من 10 مم.
2) طحن المواد
يُطحن الرمل الناعم ذو حجم الحبيبات ≤ 10 مم إلى حجم -200 مش باستخدام مطحنة كروية. تفصل هذه الخطوة معادن النحاس عن الشوائب بكفاءة، مما يزيد من معدل استخلاص المعادن في المشروع.
3) غربلة الرمل الخشن
في حال وجود كمية كبيرة من الرمل الخشن، جهاز تصنيف لإجراء عملية فرز ثانوية. يُعاد جزء الرمل الخشن إلى مطحنة الطحن، مما يقلل من إنتاج المنتجات المعيبة.
2. تعويم وفصل خام النحاس
يتميز خام النحاس الكبريتي المطحون ناعماً بانخفاض تركيزه (0.3%–1.5%)، مما يحد من إمكانية ربحيته. ويمكن تحسين تركيز خام النحاس من خلال إثراء الخام بالطرق الكيميائية والفيزيائية، وبالتالي زيادة قيمته الاقتصادية.
1) تهيئة اللب وإضافة الكواشف
تُصاغ مواد التعويم (بما في ذلك عوامل الرغوة، والمجمعات، والمعدلات) بدقة وفقًا لخصائص الخام. ويمكن لتحسين تركيبة هذه المواد أن يزيد تركيز النحاس بشكل ثابت إلى أكثر من 20%، مما يعزز قيمة المنتج وقدرته التنافسية في السوق.
2) التهوية والطفو
بعد إضافة المواد الكيميائية، يدخل المعلق إلى خلية التعويم. تُستخدم طريقة التخشين والتنظيف والفصل لفصل معادن النحاس عن الشوائب. ومن خلال عملية التخصيب بالتعويم، يمكن الحصول على معلق مركز من النحاس بنسبة تركيز تتراوح بين 20% و30%.
3) فصل المركز الجاف
تُعالَج عجينة مركزات النحاس. مُكثِّف يُستخدم مُرشِّح لتجفيفها. ينتج عن ذلك مُركَّز جاف بنسبة رطوبة أقل من 10%، مناسب للنقل أو لمزيد من الصهر والتكرير.
3. علم المعادن الحراري
كلما ارتفعت درجة نقاء خام النحاس، ارتفعت قيمته. تُعدّ المعالجة الحرارية حاليًا الطريقة الصناعية الأكثر نضجًا لمعالجة خامات كبريتيد النحاس، وهي الطريقة المُفضّلة لاستخلاص النحاس من 80% من خامات كبريتيد النحاس عالميًا. ويمكنها رفع درجة تركيز الخام الجاف إلى أكثر من 90%.
إذا كانت درجة خام كبريتيد النحاس لديك ≥20% وكنت بحاجة إلى استخراج النحاس عالي الجودة على نطاق واسع، فاختر علم المعادن الحراري.
تتضمن عملية التعدين الحراري بشكل أساسي أربع خطوات: التحميص/التجفيف، والصهر، والتحويل، والتكرير.
الخطوة الأولى: التحميص/التجفيف
جفف مركزات النحاس حتى تصل نسبة الرطوبة فيها إلى 0.5% أو أقل. أما بالنسبة لمركزات النحاس عالية الكبريت، فيلزم تحميصها لإزالة بعض الكبريت والشوائب الضارة مثل الزرنيخ والأنتيمون، وذلك لتحضيرها لعملية الصهر اللاحقة.
الخطوة الثانية: الصهر
امزج مركز النحاس، والصهر، وفحم الكوك بنسبة محددة، ثم أدخلها إلى فرن عالي الحرارة (فرن الوميض أو الفرن العالي) عند درجة حرارة تتراوح بين 1200 و1300 درجة مئوية. ينتج عن هذه الخطوة مادة مات بنسبة نقاء تتراوح بين 40% و50%.
الخطوة 3: تحويل النحاس إلى مُكرِّر
تخضع المادة الخام لعملية أكسدة عميقة في محول حراري عالي الحرارة عند درجة حرارة تتراوح بين 1150 و1250 درجة مئوية لإزالة الشوائب مثل الحديد والكبريت. وتنتج عن هذه الخطوة نحاس مصقول بنسبة نقاء تتراوح بين 98.5% و99.5%.
الخطوة الرابعة: التحسين
يمكن تكرير النحاس الخام بشكل أكبر باستخدام طرق التعدين الحراري والتحليل الكهربائي. هذه الخطوة ضرورية ليس فقط لزيادة النقاء، بل أيضاً لتحقيق أرباح إضافية كبيرة.
- التكرير الحراري: يُسخّن النحاس الخام في فرن عاكس لمزيد من الأكسدة وإزالة الشوائب، ثم يُصبّ في قوالب نحاسية للأنود بنقاوة تتراوح بين 99.5% و99.7%. يمكن بيع نحاس الأنود مباشرةً أو تكريره بشكل إضافي لتحقيق نقاوة أعلى.
- التكرير الإلكتروليتي: يُمكن للتكرير الإلكتروليتي لنحاس الأنود إنتاج نحاس كاثود عالي الجودة بنقاوة تتراوح بين 99.95% و99.99%، مما يُمكّن منتجاتك من دخول السوق الراقية والحصول على سعر مميز. علاوة على ذلك، فإن رواسب الأنود الناتجة عن هذه العملية غنية بالمعادن الثمينة كالذهب والفضة، مما يُمكن أن يُدرّ عليك عائدات إضافية كبيرة.
4. علم استخلاص المعادن بالمعالجة المائية
بينما تُعدّ المعالجة الحرارية حالياً التقنية السائدة لمعالجة كبريتيد النحاس، فإن المعالجة المائية أكثر ملاءمة لبعض الخامات منخفضة الجودة (0.2%-1%) أو التي يصعب معالجتها. وتقوم هذه العملية على مبدأ إذابة النحاس باستخدام مواد كيميائية، يليها الاستخلاص والتحليل الكهربائي.
العملية 1: التحليل الكهربائي لاستخلاص الكبريتات
تتضمن هذه الطريقة ثلاث خطوات: التحميص والتحويل، والتنقية بالترشيح الحمضي، والتحليل الكهربائي. وهي قادرة على تحويل خام كبريتيد النحاس متوسط ومنخفض الجودة إلى نحاس كاثودي عالي النقاء، بمعدل استخلاص يتراوح بين 85% و90%.
العملية الثانية: الاستخلاص الحيوي
يُعدّ هذا الخيار حاليًا الأكثر ملاءمةً للبيئة والأكثر اقتصادية. فباستخدام الكائنات الدقيقة في عملية الترشيح الطبيعي، يُمكن استخلاص موارد النحاس من خامات أو مخلفات ذات جودة منخفضة للغاية. ويبلغ استهلاك الطاقة عُشر استهلاك الطاقة في عمليات التعدين الحراري التقليدية، بينما لا تتجاوز تكلفة الاستثمار خُمس التكلفة في عمليات التعدين الحراري التقليدية. علاوةً على ذلك، لا تُنتج هذه العملية أي انبعاثات لثاني أكسيد الكبريت.
العملية 3: الترشيح التأكسدي بالضغط
إذا كان خامك يحتوي على نسبة عالية من الكبريت ويصعب معالجته، يُرجى اختيار عملية الترشيح التأكسدي بالضغط. تُعدّ هذه العملية حلاً فعالاً لمشكلة استخلاص خامات الكبريتيد الدقيقة التي يصعب فصلها، بنسبة استخلاص تتجاوز 90%.
بالنسبة لشركات التعدين، يُمكن أن يُحقق تحسين كل خطوة من خطوات عملية استخلاص النحاس من خام كبريتيد النحاس فوائد ملموسة. ويعني هذا التحسين إمكانية الاستفادة الكاملة من الموارد المعدنية مع تقليل استهلاك الطاقة والتلوث البيئي أثناء الإنتاج.
لذا، فإن اختيار عملية الاستخراج والمعدات المناسبة يؤثر بشكل مباشر على أرباحك الاقتصادية. ساندريك آلات ومعدات تعدين احترافية. يمكن لمهندسنا الرئيسي تقديم حلول مخصصة لاختيار العمليات وتكوين المعدات بناءً على احتياجاتك الخاصة. لا تتردد في التواصل معنا لأي استفسار!
