پکیج های آموزشیبهترین ها برای شما

تولید مس با آب

مس

به گزارش گروه صنعت ایران مواد:

به نقل از عصرمس، سنگ‌های معدنی برای ارزشمند شدن نیاز به فرآوری دارند. این فرآوری منجر به پرعیار شدن سنگ‌های معدنی و آمادگی‌شان برای تبدیل به ورودی دیگر صنایع می‌شود. در روند پرارزش شدن سنگ‌های معدنی اما همیشه یک چیز ارزشمند از بین می‌رود؛ آب. بیشترین میزان آبی که در صنایع معدنی مصرف می‌شود مربوط به عملیات فلوتاسیون است. تولید مس نیز به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که فلوتاسیون یکی از ارکان اصلی آن است.

از آغاز تا فلوتاسیون
تولید فلز مس از سنگ معدن به عوامل زیادی بستگی دارد که در این میان می‌توان به دو عامل مهم نوع سنگ معدن و عیار سنگ معدن اشاره کرد. غالب سنگ‌های مسی که از معدن استخراج می‌شوند عیار پایینی دارند؛ به‌طوری‌که حتی تولید مس از برخی از آن‌ها صرفۀ اقتصادی ندارد. با این حال، همان سنگ‌های مس با عیار پایین را می‌توان طی عملیات پرعیار کردن، به مس با درصد بالا تبدیل کرد. عملیات پرعیار کردن سنگ‌های مس، روش‌های مختلفی دارد که متداول‌ترین آن‌ها روش فلوتاسیون است. مس برای پرعیار شدن باید چندین مرحله را پشت سر بگذارد. در ابتدا سنگ معدن باید از سنگ‌شکن‌ها و آسیاها عبور کند. پس از این مرحله، سنگ معدن اندازۀ مناسب برای ورود به مرحلۀ بعدی پرعیار کردن را پیدا می‌کند. در این مرحله می‌توان به دو روش فیزیکی و فیزیکوشیمیایی پرعیار کردن را ادامه داد. فلوتاسیون ازجمله روش‌های فیزیکوشیمیایی در استحصال فلز مس و به‌شدت آب‌بر است. با این حال، از فلوتاسیون به‌عنوان «مؤثرترین روش پرعیار کردن» نام برده می‌شود که در آن، کانی‌های مس به شیوۀ انتخابی به حباب‌های هوایی متصل می‌شوند که از میان پالپ آبی حاصل از کانۀ نرم‌شده بالا می‌آیند.

انتخابی بودن فلوتاسیون، ناشی از به‌کار بردن معرف‌هایی است که کانی‌های مس را آب‌ران می‌کنند، درحالی‌که کانی‌های باطله آب‌گیر باقی می‌مانند. کانی‌های شناورشده در کف پایداری در بالای محفظۀ فلوتاسیون جمع‌آوری می‌شوند و به‌صورت کانۀ پرعیارشده درمی‌آیند. کانی پرعیارشدۀ مس معمولاً حاوی۳۰-۲۰ درصد مس است.* به زبان ساده‌تر؛ پس از مرحلۀ خرد کردن و نرم کردن کانه به ذرات ریز که پیش از عمل فلوتاسیون الزامی است، با استفاده از برخی مواد شیمیایی و آب، ذرات باارزش مس از ذرات بی‌ارزش جدا می‌شوند. در این فرآیند، علت جدایش ذرات از هم، تفاوت آن‌ها در خواص سطحی است. برای نمونه، در کارخانۀ تغلیظ مس سرچشمه، سطح ذرات باارزش مس (کانی‌های کالکوپیریت، کالکوسیت و…) به‌گونه‌ای است که از آب گریزان هستند. در مقابل، ذرات بی‌ارزش (سیلیس و…) تمایل زیادی به واکنش با آب داشته و به‌اصطلاح «آب‌دوست» هستند. این تفاوت در خواص سطحی باعث می‌شود ذرات مس‌دار به حباب‌های هوای موجود در سلول فلوتاسیون چسبیده، به سطح سلول راه پیدا کنند و به کنسانتره انتقال یابند (به‌اصطلاح شناور شوند)، اما ذرات بی‌ارزش با آب واکنش داده و به‌صورت دوغاب به سد رسوب‌گیر منتقل شوند (به‌اصطلاح بازداشت شوند).

در کارخانۀ تغلیظ برای تشدید تفاوت خواص سطحی کانی‌های باارزش و ذرات بی‌ارزش، از برخی مواد شیمیایی به نام «سطح‌ساز» استفاده می‌شود. این سطح‌سازها یا باعث آب‌رانی ذرات می‌شوند که در این حالت «کلکتور» نامیده می‌شوند و یا ذرات را آب‌دوست کرده و باعث بازداشت آن‌ها می‌شوند که در این صورت به‌عنوان «بازداشت‌کننده» شناخته می‌شوند. برای نمونه، در کارخانۀ فرآوری مولیبدنت سرچشمه، گازوئیل که بر سطح ذرات مولیبدن‌دار نشسته و آن را شناور می‌کند، یک کلکتور است؛ درحالی‌که سولفور سدیم که بر سطح ذرات مس‌دار نشسته و آن‌ها را بازداشت می‌کند، یک بازداشت‌کنندۀ کانی‌های مس است. به‌طور خلاصه، یک فرآیند فلوتاسیون دارای چهار مرحلۀ زیر است که آب در آن‌ها نقش اساسی را ایفا می‌کند:

۱٫ کانی‌های سولفیدی معمولاً به‌وسیلۀ آب، تر می‌شوند، اما می‌توان آن‌ها را به کمک واکنشگر‌های ویژه دافع آب (آب‌گریز) کرد.
۲٫ این خاصیت آب‌گریزی را می‌توان برای کانی‌های ویژه‌ای در پالپ متشکل از آب و کانه به‌وجود آورد.
۳٫ برخورد بین حباب‌های هوا و کانی‌هایی که آب‌گریز شده‌اند منجر به اتصال این دو می‌شود.
۴٫ ذرات کانی‌های ترشده به حباب‌های هوا نمی‌چسبند.

کاربرد آب در صنعت
اگرچه در ایران بیشترین میزان آب در کشاورزی هدر می‌رود، اما صنایع ازجمله صنایع معدنی نیز یکی از متهمان همیشگی اسراف آب قلمداد می‌شوند. در این میان، خشکسالی سال‌های اخیر به‌ویژه در استان‌های بی‌آبی مثل کرمان که شرکت ملی صنایع مس ایران در آن فعالیت دارد، باعث شده نگرانی‌ها نسبت به صنایع آب‌بر زیاد شود.
شرکت ملی صنایع مس ایران برای تامین آب مورد نیاز در عملیات فلوتاسیون خود در سرچشمه و خاتون‌آباد که در کرمان واقع شده‌اند، از چاه‌های دشت خاتون‌آباد بهره‌برداری می‌کند. در زمان راه‌اندازی شرکت مس در پیش از انقلاب، مجوز بهره‌برداری از ۱۵ حلقه چاه در دشت خاتون‌آباد توسط امریکایی‌ها گرفته شد. پس از این‌که مجوزهای بهره‌برداری صادر و چاه‌ها حفر شد، شروع کار شرکت مس با همین ۱۵ حلقه چاه بود و به این شرکت اجازۀ برداشت سالانه حدود ۲۰ میلیون و ۵۰۰هزار مترمکعب آب از منابع و ذخایر آبی خاتون‌آباد داده شده است. ظرفیت نهایی کارخانۀ تولید مس در زمان احداث، حدود ۱۰۰هزار تن کاتد در نظر گرفته شده بود که در حال حاضر، این ظرفیت به حدود ۲۰۰هزار تن رسیده است. با این حال، به گفتۀ مسئولان «طرح جامع آب» شرکت ملی صنایع مس ایران و به‌رغم افزایش ظرفیت تولید، مصرف آب خام از دشت خاتون‌آباد افزایش نداشته و میانگین برداشت شرکت مس از این چاه‌ها حدود ۱۶ یا ۱۷ میلیون مترمکعب در سال است.

در کنار این، باید به آماری استناد کرد که وزارت صنعت، معدن و تجارت ارائه کرده است. این وزارتخانه در سال ۱۳۹۰ پیشتازان مصرف آب در بخش صنعت را معرفی کرد. در این گزارش که از سوی دفتر آمار و فرآوری داده‌های معاونت برنامه‌ریزی وزارتخانه منتشر شده، اطلاعات کارگاه‌های بالاتر از ۱۰ نفر کارکن حاصل از سرشماری مرکز آمار ایران مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج این بررسی براساس سرانۀ مصرف آب (سرانۀ مصرف آب در هر گروه صنعت تقسیم بر تعداد شاغلان است) نشان می‌دهد که بیشترین میزان مصرف، مربوط به صنایع تولید مواد و محصولات شیمیایی، و بعد صنایع مواد غذایی و آشامیدنی و بعد هم، تولید کاغذ و محصولات کاغذی است. رتبۀ بعدی، از آنِ صنایع تولید زغال کک -پالایشگاه‌های نفت و سوخت هسته‌ای است. البته این گروه در سال‌های اخیر همواره به‌عنوان رتبۀ اول در سرانۀ مصرف آب در بخش صنعت معرفی شده است، ولی بعد از اجرای قانون هدفمندی یارانه‌ها، مصرف آب در صنعتِ یادشده با کاهش روبه‌رو شده است؛ به‌نحوی‌که میزان مصرف آب در این صنعت از ۲٫۸ هزار مترمکعب به‌ازای هر نفر در سال ۸۹ به ۱٫۹ هزار مترمکعب به‌ازای هر نفر در سال ۹۰ رسیده است.

براساس داده‌های جدول زیر، در سال ۹۰ بالاترین سهم مصرف آب در میان گروه‌های فعالیت صنعتی، در بخش صنایع تولید مواد و محصولات شیمیایی است، اما صنایع مواد غذایی و آشامیدنی و تولید فلزات اساسی جمعاً بیش از ۴۰درصد آب مصرفی صنعت را استفاده کرده‌اند. این سه گروه فعالیت تقریباً بیش از ۸۰درصد آب صنعتی در کارگاه‌های بالاتر از ۱۰ نفر کارکن را استفاده می‌کنند. رشد سهم گروه فعالیت صنایع تولید مواد و محصولات شیمیایی در سال‌های اخیر بسیار چشمگیر بوده است، به‌نحوی‌که در سال ۸۴ این گروه فعالیت فقط ۱۲٫۲ درصد از آب صنایع را مصرف کرده و در رتبۀ سوم پرمصرف‌ترین صنایع قرار داشته، اما در سال ۱۳۸۶ رشد قابل ملاحظه‌ای را در این گروه شاهدیم و مصرف آب آن به ۲۸٫۵ درصد رسیده است.

در سال ۱۳۸۹ نیز بار دیگر شاهد رشد بسیار زیاد مصرف آب (۳۷٫۶درصد) در این صنعت هستیم. گروه فعالیت صنایع تولید زغال کک- پالایشگاه‌های نفت و سوخت‌های هسته‌ای اما روندی معکوس نسبت به گروه فعالیت صنایع تولید مواد و محصولات شیمیایی داشته است. این گروه فعالیت در سال ۱۳۸۴ تقریباً ۳۳درصد از کل آب مصرفی بخش صنعت را استفاده کرده و در ادامه، سهم مصرف این گروه با روندی تقریباً کاهشی روبه‌رو بوده؛ به‌نحوی‌که در سال ۱۳۸۹ معادل ۱۳٫۸درصد سهم از آب بخش صنعت داشته و در سال ۱۳۹۰ این سهم به ۵٫۳درصد رسیده است. این نشان می‌دهد که صنایع معدنی و فلزی، با همۀ نگرانی‌هایی که نسبت به آن‌ها وجود دارد، سهم عمده‌ای در مصرف و اسراف آب ندارند. با این حال، شرکت ملی صنایع مس ایران با اجرای «طرح جامع آب»، مصرف آب خود را بیش‌ازپیش بهینه کرده است.

زکات علم نشر آن است. حضرت علی (ع)

شما نیز می توانید مستندات علمی اعم از مقاله ، فیلم ، گزارش ، تحقیق و پژوهش ، کتاب الکترونیک خود را برای ما ارسال کنید تا با ذکر نام شریفتان از وبسایت ایران مواد منتشر گردد .

فایل خود را ارسال کنید

دیدگاه کاربران ۰دیدگاه

دیدگاه خود را بنویسید