اثر فعال سازی مکانیکی بر لیچینگ کنسانتره سولفیدی مس سرچشمه

استخراج مس از کانه های آن به روش پیرومتالورژی (برای کانه های سولفیدی) و به روش هیدرومتالورژی (برای کانه های اکسیدی) صورت می گیرد. در حال حاضر مشکلات و معایب روش های پیرومتالورژی از جمله ایجاد آلودگی های زیست محیطی بویژه در تولید گاز سمی so2 و هزینه های سنگین احداث و عملیاتی بویژه در بحث انرژی باعث شده است که صنعت استخراج مس به سمت روش های تمیزتر و ارزانتر هیدرومتالورژی گرایش پیدا کند. با وجود این، مشکل اصلی در استخراج هیدرومتالورژیکی مس از سولفید های آن،انحلال پذیری پایین سولفید های مس بویژه کالکوپیریت به عنوان فراوان ترین کانی سولفیدی مس می باشد. عملیات فعال سازی مکانیکی قبل از لیچینگ یکی از روش های موثری است که می تواند انحلال پذیری سولفید های مس را به طور قابل توجهی افزایش دهد. در این تحقیق تاثیر فعال سازی مکانیکی بر لیچینگ کنسانتره سولفیدی مس سرچشمه در محیط اسید سولفوریک 5/0 مولار مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج تحقیقات عملیات فعال سازی مکانیکی قبل از لیچینگ به نحو موثری راندمان لیچینگ را افزایش داد، اما افزایش زمان فعال سازی مکانیکی به منظور افزایش راندمان لیچینگ دارای حد بهینه ای بود که زمان های فعال سازی بیش از آن، راندمان لیچینگ را تا حدی کاهش می داد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس نمونه هایی که در زمان های مختلف فعال سازی شده بودند نشان داد که حداکثر تغییرات ساختاری در کنسانتره سولفیدی مس در مدت زمان 6 ساعت ایجاد می شود. این موضوع در تطابق با حداکثر راندمان لیچینگ پس از انجام 6 ساعت فعال سازی مکانیکی یعنی زمان بهینه فعال سازی مکانیکی بود. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه های فعال سازی شده در زمان های مختلف نشان داد که در طی فعال سازی مکانیکی علاوه بر اینکه اندازه ذرات به شدت کاهش یافت، به طور همزمان آگلومره شدن ذرات نیز صورت گرفت. با توجه به اینکه آگلومره شدن ذرات موجب کاهش اثرات فعال سازی مکانیکی و در نتیجه کاهش راندمان لیچینگ می شود، لذا افزایش شدت آگلومره شدن ذرات، علت اصلی کاهش راندمان لیچینگ نمونه هایی بود که بیش از 6 ساعت فعال سازی شده بودند. بررسی تاثیر دما بر راندمان لیچینگ نشان داد که افزایش دمای محیط لیچینگ دو تاثیر متفاوت بر راندمان لیچینگ دارد. افزایش دما (تا c°80) از یک سو باعث افزایش راندمان لیچینگ شد و از سوی دیگر با افزایش بیشتر درجه حرارت، راندمان لیچینگ کاهش یافت. کاهش حلالیت اکسیژن با افزایش دما بویژه هنگامی که درجه حرارت به نقطه جوش محلول نزدیک شد، محتمل ترین علت کاهش راندمان لیچینگ بود. نتایج آزمایش ها نشان داد که عملیات انحلال در حضور گاز آرگون باعث کاهش حلالیت اکسیژن در محلول شده و عملا انحلالی صورت نگرفت. در مقابل دمش گاز اکسیژن در فرآیند باعث افزایش غلظت اکسیژن شده، بطوری که راندمان لیچینگ را حتی در زمان های کوتاه به شدت افزایش داد و شرایط انحلال کامل را ایجاد کرد. بررسی سینتیک لیچینگ کنسانتره سولفیدی مس بر اساس مدل هسته کاهنده نشان داد که مرحله کنترل کننده سرعت در لیچینگ کنسانتره فعال سازی شده، نفوذ به داخل لایه مرزی انتقال جرم است در صورتی که در لیچینگ کنسانتره فعال سازی نشده مرحله کنترل کننده سرعت نفوذ به داخل لایه محصول است. فعال سازی مکانیکی باعث کاهش انرژی اکتیواسیون از 40 کیلوژول بر مول به 18کیلوژول بر مول شد. کلمات کلیدی: فعال سازی مکانیکی، لیچینگ، کنسانتره سولفیدی مس