Хүдрээс алтыг боловсруулах техник ба аргууд
Хүдрээс алт боловсруулах нь үнэт эрдэс бодис агуулсан чулуулгийн материалаас алтыг ялгаж, цэвэршүүлэх цуврал техникийн процесс юм. Байгальд алт нь ерөнхийдөө амархан хүртээмжтэй "цэвэр" хэлбэрээр байдаггүй тул хүдрийг бэлтгэх, физик ялгах, уусгах, эцсийн цэвэршүүлэх зэрэг нарийн аргууд шаардлагатай байдаг. Энэ нийтлэлд хүдрээс алт боловсруулах нийтлэг арга техник, аргууд, тэдгээрийн ажиллах зарчим, давуу болон сул талууд, аюулгүй байдал, байгаль орчны чухал талуудын талаар авч үзэх болно.
1. Алтны хүдрийн шинж чанар ба анхны туршилтын ач холбогдол
Боловсруулах аргыг сонгохоос өмнө хүдрийн шинж чанарыг ойлгох нь чухал алхам юм. Алтны хүдэр нь дараахь байж болно.
– Исэлдсэн хүдэр (ерөнхийдөө боловсруулахад хялбар).
– Сульфидын хүдэр (алт нь пирит/арсенопирит зэрэг сульфидын эрдэс бодист баригддаг тул ихэвчлэн “галд тэсвэртэй” байдаг).
– Нүүрстөрөгчийн хүдэр эсвэл прег-роббинг (байгалийн нүүрстөрөгч нь алтны цогцолборыг шингээж, улмаар олборлолтыг бууруулдаг).
– Шороон шороо/аллювийн (голын элс/хайрганд агуулагдах чөлөөт алтны ширхэгүүд).
Аж үйлдвэрийн практикт алтны агууламжийн шинжилгээ (гал түймрийн шинжилгээ), минералогик шинжилгээ (микроскопи/XRD), лабораторийн хэмжээний уусгалтын туршилт зэрэг металлургийн туршилтыг хийж, нөхөн сэргээлтийг тооцоолж, хамгийн үр дүнтэй процессын замыг тодорхойлдог.
2. Хүдэр бэлтгэх: Бутлах ба нунтаглах
Боловсруулалтын эхний үе шат нь хүдрийн хэмжээг багасгах явдал бөгөөд ингэснээр алтны эрдсүүд хольцтой чулуулгаас ангижирна.
1) Бутлах
Уурхайгаас гаргаж авсан хүдрийг ерөнхийдөө том хэмжээтэй байдаг бөгөөд дараа нь эрүү бутлагч эсвэл конусан бутлагчаар хэдэн см хүртэл бутладаг.
2) Нунтаглах/тээрэмдэх
Үүний дараа хүдрийг чөлөөлөх шаардлагаас хамааран бөмбөлөгт тээрэм эсвэл SAG тээрэм ашиглан илүү нарийн хэмжээтэй (жишээлбэл, 80% нь 75-150 микрон дамжуулдаг) хүртэл нунтаглана.
Зорилго нь зөвхөн материалыг цэвэршүүлэх биш, харин хамгийн оновчтой хэмжээнд хүрэх явдал юм. Хэт бүдүүн материал нь алтыг салгахад хэцүү болгодог бол хэт нарийн материал нь урвалжийн зарцуулалтыг нэмэгдүүлж, хатуу-шингэн ялгах ажлыг хүндрүүлдэг.
3. Таталцлын төвлөрөл: Хувь таталцлын ялгааг ашиглах нь
Хэрэв хүдэр нь харьцангуй бүдүүн ширхэгтэй чөлөөт алт агуулсан бол алт өндөр хувийн жинтэй тул таталцлын арга нь маш үр дүнтэй байдаг.
Нийтлэг тоног төхөөрөмж:
– Шүүлтүүрийн хайрцаг (жижиг хэмжээний/пласер дээр түгээмэл байдаг).
– Спираль хэлбэртэй баяжуулах үйлдвэр.
– Сэгсрэх ширээ.
– Кнелсон баяжуулах үйлдвэр эсвэл Фалкон баяжуулах үйлдвэр (төвөөс зугтах баяжуулах үйлдвэр).
Таталцлын аргын давуу талууд нь харьцангуй энгийн байдал, ашиглалтын зардал бага, химийн бодисоос хамааралгүй байдал юм. Сул талууд нь маш нарийн ширхэгтэй алт эсвэл сульфидын эрдэс бодисоор холбогдсон алтны хувьд үр ашиггүй байдал юм.
4. Флотаци: Алт агуулсан эрдэс бодисыг баяжуулах
Сульфидын хүдрийн хувьд алтыг ихэвчлэн пирит, халькопирит эсвэл арсенопириттэй холбодог. Эдгээр тохиолдолд флотацийг ашиглан өндөр зэрэглэлийн сульфидын баяжмал гаргаж авах боломжтой бөгөөд ингэснээр цаашдын боловсруулалт шаардлагатай материалын хэмжээг бууруулдаг.
Хөвөгч хүчний зарчим:
– Эрдэс хэсгүүдийг цуглуулагч (жишээ нь ксантат)-аар гидрофобик болгодог.
– Агаар үлээлгэж, устөрөгчийн эрдсүүд нь бөмбөлөгүүдэд наалдаж, хөөс (баяжмал) хэлбэрээр хөвдөг.
– Бусад эрдэс бодисууд хаягдал хэлбэрээр нухаш дотор үлддэг.
Флотацийн бүтээгдэхүүн (баяжмал)-ийг ихэвчлэн уусгах эсвэл исэлдүүлэх процессоор (ялангуяа галд тэсвэртэй хүдрийн хувьд) цаашид боловсруулдаг.
5. Уусгах: Алтыг химийн аргаар уусгах
Уусгах нь орчин үеийн олон алтны үйлдвэрүүдийн зүрх юм. Чөлөөлөгдсөн алтыг уусдаг цогцолбор болгон уусгаад дараа нь гаргаж авдаг.
а) Цианиджуулалт
Аж үйлдвэрийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг арга бол цианидын уусгалт бөгөөд энэ нь олон хүдрийн хувьд үр дүнтэй бөгөөд сонгомол шинж чанартай байдаг. Алт нь шүлтлэг рН-ийн нөхцөлд болон хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор цианидын уусмалд уусдаг цогцолбор үүсгэдэг.
Хоёр нийтлэг тохиргоо:
– CIL (Уусгалт дахь нүүрстөрөгч): Идэвхжүүлсэн нүүрсийг ууссан алтыг шингээхийн тулд шууд уусгалт саванд хийнэ.
– CIP (Целлюлоз дахь нүүрстөрөгч): эхлээд уусгалт хийгдэж, дараа нь дараагийн шатанд нүүрстөрөгчжүүлэлт явагдана.
Давуу талууд: тохиромжтой хүдэр дээр өндөр сэргээлттэй бөгөөд өргөн хүрээнд батлагдсан.
Сорилт: үйл явцын параметрүүдийг хатуу хянах, хог хаягдлын аюулгүй менежментийг шаарддаг.
б) Нуруулдан уусгах
Бага агуулгатай, нэвчилт сайтай хүдрийн хувьд овоолгын уусгалтыг дараах байдлаар ашигладаг.
– Хүдрийг буталж, заримдаа бөөгнөрүүлж, дараа нь битүүмжилсэн дэвсгэр дээр давхарладаг.
– Уусмалын уусмалыг дээрээс нь цутгадаг (усалдаг).
– Алтыг гаргаж авахын тулд идэж буй уусмалыг доор цуглуулж боловсруулдаг.
Энэ арга нь CIL/CIP үйлдвэрүүдээс бага хөрөнгө оруулалтын зардалтай боловч ихэвчлэн удаан бөгөөд нөхөн сэргээлт бага байж болно.
в) Цианид бус хувилбарууд (Тоног эдийн засгийн боломжоос хамааран)
Судалгаа хийгдсэн/хэрэгжүүлсэн зарим хувилбарууд хязгаарлагдмал байна:
– Тиосульфатын уусгалт (preg-robbing хүдэр үүсэх магадлалтай).
– Галоген уусгалт (тодорхой нөхцөлд хлорид/бромид).
Гэсэн хэдий ч ерөнхийдөө үүнийг хэрэглэх нь илүү нарийн төвөгтэй процессын хяналтыг шаарддаг бөгөөд олон уурхайд цианиджуулалт шиг түгээмэл биш юм.
6. Галд тэсвэртэй хүдэр боловсруулах: Уусгахаас өмнө исэлдүүлэх
Галд тэсвэртэй хүдэр гэдэг нь алтыг сульфидын эрдэс бодисоор "түгжиж", эсвэл тодорхой матрицаар хааж, урьдчилан боловсруулалт хийлгүйгээр цианид үр дүнгүй болгодог хүдэр юм. Урьдчилан боловсруулалтын аргуудад дараахь зүйлс орно.
1) Шарах
Сульфидууд өндөр температурт исэлддэг тул алтыг илүү ил гаргадаг. Ялгарлын хяналт (жишээ нь, SO₂/As) шаардлагатай.
2) Даралтын исэлдэлт (POX)
Хүчилтөрөгчтэй даралттай автоклавт исэлдүүлэх. Нөхөн сэргээлт өндөр байж болох ч хөрөнгө оруулалтын зардал өндөр байдаг.
3) Био-исэлдэлт (BIOX)
Хяналттай нөхцөлд сульфидийг исэлдүүлэхийн тулд бактерийг ашиглах. Энэ нь шарахаас "сэрүүн" боловч боловсруулах хугацаа болон биореакторын менежментийг шаарддаг.
Урьдчилан исэлдүүлсний дараа хүдэр/баяжмалыг алтыг уусгахын тулд уусгана (ихэвчлэн цианидтай хамт).
7. Уусмалаас алт гаргаж авах нь: Идэвхжүүлсэн нүүрс, давирхай болон тунадасжилт
Алт ууссаны дараа дараагийн алхам бол түүнийг уусмалаас гаргах явдал юм.
– Идэвхжүүлсэн нүүрсний адсорбци (CIP/CIL): нүүрстөрөгч нь алтны цогцолборыг адсорбцид оруулдаг. Дараа нь нүүрстөрөгчийг тусгай уусмал ашиглан элюцид оруулж, алтыг ялгаруулдаг.
– Целлюлоз дахь давирхай (RIP): ион солилцооны давирхай нь тодорхой нөхцөлд нүүрстөрөгчийг орлодог бөгөөд заримдаа бохирдолд илүү тэсвэртэй байдаг.
– Цайрын тунадасжуулалт (Меррилл-Кроу): баялаг уусмалыг тунгалагжуулж, хүчилтөрөгчгүйжүүлээд, дараа нь цайрын нунтаг ашиглан алтыг тунадасжуулна. Энэ арга нь харьцангуй цэвэр уусмалд тохиромжтой.
Эцсийн үр дүн нь ихэвчлэн лаг/баяжмал бөгөөд дараа нь цаашид цэвэршүүлэхийн өмнө доре (алт-мөнгөний хайлш) болгон хайлуулдаг.
8. Хайлуулах болон цэвэршүүлэх
Олборлосон бүтээгдэхүүнийг (жишээлбэл, элюцийн тунадас эсвэл Меррилл-Кроу) хатааж, дараа нь флюс ашиглан хайлуулж, доре баар үйлдвэрлэдэг. Дараа нь дорег боловсруулах үйлдвэрт дараах аргаар цэвэршүүлдэг.
– Электролизийн процессууд (жишээ нь, өндөр цэвэршилттэй алтны хувьд Wohlwill).
– Миллерийн процесс (тодорхой хольцыг ялгахад хлор ашиглах).
Цэвэршүүлэх нь худалдааны стандартын дагуу өндөр агуулгатай алт (жишээ нь 99,99%) үйлдвэрлэдэг.
9. Хаягдлын менежмент, боловсруулалтын ус болон байгаль орчны талууд
Алт боловсруулах явцад хаягдал (үлдсэн хатуу бодис) болон боловсруулалтын ус үргэлж гардаг бөгөөд үүнийг аюулгүйгээр зохицуулах ёстой. Нийтлэг практикт дараахь зүйлс орно.
– Геотехникийн зураг төслийн тусламжтайгаар хаягдлыг ХХФ (хаягдлын агуулахын байгууламж)-д өтгөрүүлж, хадгалах.
– Усны хэрэглээг багасгахын тулд боловсруулсан усыг дахин боловсруулна.
– Урвалжийн үлдэгдлийг хоргүйжүүлэх (жишээлбэл, шаардлагатай бол тодорхой исэлдэлтийн процессоор цианидын үлдэгдлийг бууруулах).
– Усны чанар, хаягдлын далангийн тогтвортой байдал, уурхайн хаалтын төлөвлөгөөг хянах.
Хөдөлмөрийн эрүүл мэнд, аюулгүй байдал (K3)-ын талууд бас чухал: урвалж ашиглах, тоос шороо хянах, аюултай материалд өртөхөөс урьдчилан сэргийлэх, онцгой байдлын журам нь үйлдлийн системийн нэг хэсэг байх ёстой.
10. Кесимпулан
Хүдрээс алтыг боловсруулах техник, аргууд нь хүдрийн төрөл, ялгаралтын хэмжээ, эрдэс бодисын шинж чанараас ихээхэн хамаардаг. Нийтлэг процессын замуудад бутлах, нунтаглах, таталцлын концентраци ба/эсвэл хөвүүлэх, уусгах (ихэвчлэн CIL/CIP эсвэл овоолгын уусгалтанд цианиджуулах), уусмалаас алтыг гаргаж авах, дараа нь хайлуулах, цэвэршүүлэх зэрэг орно. Галд тэсвэртэй хүдрийн хувьд алтыг үр дүнтэй гаргаж авахын тулд шарах, POX эсвэл био-исэлдүүлэх зэрэг урьдчилсан исэлдэлтийн алхмуудыг хийх шаардлагатай. Юуны өмнө орчин үеийн алт боловсруулах амжилт нь хатуу процессын хяналтыг хэрэгжүүлэх, хаягдал, усны хариуцлагатай менежмент, хөдөлмөрийн аюулгүй байдал, байгаль орчныг хамгаалах үүрэг амлалт зэргээс хамаарна.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг үйлдвэрлэлийн хэмжээний хүрээнд (урсгалын хүснэгт болон ерөнхий параметрүүдтэй хамт), эсвэл жижиг/дунд хэмжээний хүрээнд (таталцлын концентраци болон үндсэн үйл ажиллагааны практикт илүү анхаарлаа хандуулсан) таны хэрэгцээнд тохируулан өөрчилж болно.
