بررسی تاثیر کانی شناسی و اندازه ذرات بر سینتیک انحلال کانه سولفیدی کم عیار مس

در این پژوهش تاثیر کانی شناسی و اندازه ذرات بر سینتیک انحلال مس از کانه کم عیار سولفیدی بررسی شد. دو نوع کانه هیپوژن و سوپرژن از معدن دره زار در کرمان تهیه شد. کانی اصلی مس در کانه هیپوژن کالکوپیریت و کانی های اصلی مس در کانه سوپرژن کالکوسیت و کوولیت بودند. مهمترین کانی های باطله در کانه ها کوارتز، پیریت و کانی های رسی بودند. در اثر خردایش، توزیع عناصر و کانی ها در بخش های مختلف دانه بندی تغییر می کند و با کاهش اندازه ذرات عیار مس و آهن افزایش می یابد. توزیع کانی های مس نیز در بخش های مختلف دانه بندی متفاوت است. آزمایش های انحلال شیمیایی نشان داد که پیریت نقش بسیار تعیین کننده ای در فرایند انحلال دارد. با افزایش سرعت انحلال پیریت، سرعت انحلال نسبی کانی های مس کاهش می یابد. همچنین حضور کانی های با سرعت ذاتی انحلال بالاتر، مانند کالکوسیت، سبب ایجاد تاخیر در انحلال کانی های با سرعت انحلال پایین تر، مانند کالکوپیریت، می شود. با تغییر اندازه ذرات سازوکار انحلال شیمیایی آنها تغییر می کند. در آزمایش های بیولیچینگ نیز پیریت نقش بسیار مهمی دارد. در حضور باکتری های گرمادوست معتدل به صورت مخلوط فروپلاسما کوپلوکیومولانس، سولفوباسیلوس ترموسولفیدانس، اسیدی میکروبیم فرواکسیدانس، اسیدی تیوباسیلوس فلیفیوم در دمای 40 درجه سانتیگراد، افزایش پتانسیل محلول سبب افزایش سرعت انحلال پیریت و متوقف شدن انحلال مس پس از 15 روز می شود. با این حال در حضور باکتری های گرمادوست مطلق به صورت مخلوط سولفوبوس متالیسوس، متالوسفرا سدولا، متالوسفرا هاکوننیس در دمای 65 درجه سانتیگراد سرعت انحلال مس افزایش یافته و انحلال حتی بعد از 30 روز ادامه می یابد. آزمایش های بیولیچینگ نمونه های مخلوط کانه هیپوژن-سوپرژن با نسبت 30:70 نشان داد که ترکیب کانی شناسی تاثیر زیادی بر سرعت نسبی انحلال کانی های مس دارد و با انتخاب ترکیب کانی شناسی مناسب می توان میزان انحلال مس را افزایش داد. به عنوان مثال، در نمونه مخلوط (30:70) مربوط به بخش 25- 7/12+ میلیمتر، اختلاط سبب کاهش 5 درصدی انحلال مس در انحلال شیمیایی شد در حالی که میزان انحلال مس در بیولیچینگ 7 درصد افزایش یافت. در عین حال نمونه مخلوط (70-30) مربوط به بخش 8- 4+ میلیمتر، اختلاط تاثیری بر لیچینگ و بیولیچینگ مس نداشت. مدل سازی الکتروشیمیایی آزمایش های لیچینگ نشان داد که با تغییر غلظت یون های فریک و فرو در محیط، سازوکار انحلال کانی های مختلف تغییر می کند. همچنین تغییرات غلظت یون های آهن و اندازه ذرات سبب تغییر در تاثیر توپولوژی بر انحلال کانی ها می شود. مقایسه نتایج مدل های هسته انقباضی و الکتروشیمیایی نشان داد که مدل هسته انقباضی به تنهایی قادر به توصیف سازوکار انحلال کانه کم عیار سولفیدی مس نیست و مدل الکتروشیمیایی نتایج بهتری را ارائه می کند.