ලෝහ ලෝපස් සැකසීමේ මූලධර්ම සහ ක්රම
ලෝහ ලෝපස් සැකසීම යනු කැණීම් කරන ලද ද්රව්ය (ලෝපස්) සාන්ද්රණ, පිරිසිදු ලෝහ හෝ ලෝහ මිශ්ර ලෝහ වැනි ඉහළ වටිනාකමක් ඇති නිෂ්පාදන බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරන ඉංජිනේරු ක්රියාවලීන් මාලාවකි. නැවුම්ව කැණීම් කරන ලද ලෝපස් සාමාන්යයෙන් අපද්රව්ය (ගැන්ග්) සමඟ මිශ්ර කර ඇති අතර ප්රමාණයෙන් වෙනස් වන අතර කාර්මික අවශ්යතා සපුරාලන්නේ නැති ලෝහ අන්තර්ගතයක් ඇත. එබැවින්, ඉහළ ලෝහ අස්වැන්නක්, කාර්යක්ෂම පිරිවැයක් සහ පාරිසරික බලපෑම් කළමනාකරණය කිරීම සඳහා විද්යාත්මක මූලධර්ම සහ සුදුසු සැකසුම් ක්රම අවශ්ය වේ.
ලෝහ ලෝපස් සැකසීමේ මූලික මූලධර්ම
1. භෞතික හා රසායනික ගුණාංග අතර වෙනස්කම්
ලෝපස් සැකසීමේ සාරය වටිනා ඛනිජ සහ අපද්රව්ය අතර ගුණාංගවල වෙනස්කම් උපයෝගී කර ගැනීමයි. මෙම වෙනස්කම් වලට ඝනත්වය, චුම්භකත්වය, විද්යුත් ගුණාංග, අංශු ප්රමාණය, මතුපිට ගුණාංග (ජලභීතිකාව/ජලභීතික) සහ රසායනික ප්රතික්රියාශීලීත්වය පවා ඇතුළත් විය හැකිය. ඛනිජවල ප්රමුඛ ගුණාංග හඳුනා ගැනීමෙන්, ක්රියාකරුවන්ට වඩාත් ඵලදායී වෙන් කිරීමේ ක්රමය තෝරා ගත හැකිය.
2. ඛනිජ විමුක්තිය
නිදහස් කිරීම යනු වටිනා ඛනිජ අපද්රව්ය වලින් මුදා හරින අවධිය වන අතර එමඟින් ඒවා වෙන් කිරීමට ඉඩ සලසයි. සාමාන්යයෙන් නිදහස් කිරීම සිදු කරනු ලබන්නේ සංයෝජන (තලා දැමීම සහ ඇඹරීම) හරහා ය. වෙන් කිරීමේ සාර්ථකත්වය සඳහා නිදහස් කිරීමේ මට්ටම ඉතා වැදගත් වේ; ප්රමාණය ඉතා විශාල නම්, ඛනිජ "අගුළු දමා" පවතින අතර, වෙන් කිරීම දුෂ්කර කරයි. කෙසේ වෙතත්, ප්රමාණය ඉතා සියුම් නම්, බලශක්ති පිරිවැය වැඩි වන අතර වලිග වල ලෝහ අලාභයේ අවදානම වැඩි වේ. එබැවින්, ප්රමාණය ප්රශස්තිකරණය ඉතා වැදගත් වේ.
3. ප්රතිසාධනය සහ ශ්රේණිය අතර තුලනය
ලෝපස් සැකසීමේදී, ප්රාථමික ඉලක්ක දෙකක් තිබේ: ප්රතිසාධනය (ප්රතිසාධනය කරන ලද ලෝහ ප්රතිශතය) සහ ශ්රේණිය (නිෂ්පාදනයේ ලෝහ අන්තර්ගතය). මේ දෙක බොහෝ විට ප්රතිලෝමව සම්බන්ධ වේ: ශ්රේණිය වැඩි වන තරමට ප්රතිසාධනය අඩු වන අතර අනෙක් අතට. කර්මාන්ත පරිචය ප්රශස්ත මෙහෙයුම් ලක්ෂ්යය කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි, භාණ්ඩ මිල ගණන්, මෙහෙයුම් පිරිවැය සහ උණු කිරීමේ හෝ පිරිපහදුවේ පිරිවිතරයන් සැලකිල්ලට ගනී.
4. බලශක්ති සහ ජල කාර්යක්ෂමතාව
ඛනිජ සැකසුම් කම්හල්වල විශාලතම බලශක්ති පාරිභෝගිකයින්ගෙන් එකක් වන්නේ කොමියුෂන් ය. වර්ගීකරණය, පාවෙන සහ පොහොර ප්රවාහනය සඳහා ද ජලය අවශ්ය වේ. නවීන මූලධර්ම මගින් සුදුසු උපකරණ තෝරා ගැනීම (උදා: HPGR, SAG මෝල) හරහා බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව සහ ක්රියාවලි ජල ප්රතිචක්රීකරණය සහ වලිග කළමනාකරණය හරහා ජල කාර්යක්ෂමතාව අවධාරණය කෙරේ.
5. ආරක්ෂාව සහ පාරිසරික කළමනාකරණය
ලෝපස් සැකසීමේදී වලිග, දූවිලි සහ විභව අම්ල පතල් ජලාපවහනය වැනි අපද්රව්ය නිපදවයි. ප්රධාන මූලධර්ම අතරට අන්තරායකර ද්රව්ය මුදා හැරීම අවම කිරීම, pH අගය සහ ද්රාවිත ලෝහ පාලනය කිරීම සහ වලිග ආරක්ෂිතව කළමනාකරණය කිරීම ඇතුළත් වේ. බොහෝ ක්රියාවලීන්ට භ්රමණය වන යන්ත්රෝපකරණ, අධි පීඩන සහ රසායනික ද්රව්ය ඇතුළත් වන බැවින් වෘත්තීය ආරක්ෂාව ද ඉතා වැදගත් වේ.
ලෝහ ලෝපස් සැකසීමේ ප්රධාන ක්රම
සාමාන්යයෙන්, ලෝහ ලෝපස් සැකසීම ප්රධාන කණ්ඩායම් තුනකට බෙදිය හැකිය: භෞතික සැකසුම් (ඛනිජ ඇඳුම් ඇඳීම), පයිරෝමෙටලර්ජි සහ හයිඩ්රොමෙටලර්ජි. ප්රායෝගිකව, ක්රියාවලි ප්රවාහය බොහෝ විට ක්රම කිහිපයක එකතුවකි.
1. භෞතික සැකසුම් (ප්රතිලාභ)
ලෝහ නිස්සාරණ අදියරට පිවිසීමට පෙර ඉහළ ශ්රේණියේ සාන්ද්රණයක් නිපදවීම භෞතික සැකසුම් වල අරමුණයි.
අ. තලා දැමීම සහ ඇඹරීම
– තලා දැමීම සිදු කරනු ලබන්නේ විශාල කැබලිවල සිට කර්මාන්තශාලාවට හැසිරවිය හැකි ප්රමාණයකට ලෝපස් ප්රමාණය අඩු කිරීම සඳහා ය.
- ඇඹරීමේදී වඩාත් වටිනා ඛනිජ ලවණ මුදා හැරීම සඳහා සියුම් ප්රමාණයක් නිපදවීමට මෝලක් භාවිතා කරයි.
පොදු උපකරණ: හකු කුඩු, කේතු කුඩු, බෝල මෝල, දණ්ඩ මෝල, SAG මෝල. මෙම අදියර බොහෝ විට අංශු ප්රමාණයන් වෙන් කිරීම සඳහා තිර හෝ හයිඩ්රොසයික්ලෝන් භාවිතයෙන් වර්ගීකරණයක් සමඟ සිදු වේ.
ආ. ගුරුත්වාකර්ෂණ වෙන්වීම
මෙම ක්රමය වටිනා ඛනිජ සහ අපද්රව්ය අතර ඝනත්ව වෙනස උපයෝගී කර ගනී. නිදහස් රත්තරන්, කැසිටරයිට් (SnO₂) සහ සමහර යකඩ ඛනිජ වැනි බැර ඛනිජ සහිත ලෝපස් සඳහා එය සුදුසු වේ.
උපකරණ: ජිග්, සර්පිලාකාර සාන්ද්රකය, සෙලවීමේ මේසය, සොරොව් පෙට්ටිය සහ කේන්ද්රාපසාරී සාන්ද්රකය. එහි වාසි වන්නේ එහි සාපේක්ෂ සරල බව සහ අවම රසායනික අවශ්යතා වන නමුත් ඉතා සියුම් අංශු සඳහා එහි කාර්යක්ෂමතාව අඩු වේ.
c. චුම්භක වෙන්වීම
එය මැග්නටයිට් වැනි චුම්භක ගුණ ඇති ඛනිජ සඳහා සහ සමහර කාර්මික ලෝපස් වලින් යකඩ දූෂක වෙන් කිරීමට භාවිතා කරයි. ඛනිජයේ ස්වභාවය අනුව අඩු සහ ඉහළ තීව්රතාවයකින් යුත් චුම්භක වෙන් කිරීම් ඇත.
උපකරණ: බෙර චුම්බක බෙදුම්කරු, ඉහළ අනුක්රමික චුම්බක බෙදුම්කරු.
ඈ. ෆ්ලෝටේෂන් (ෆ්රොට් ෆ්ලෝටේෂන්)
තඹ, ඊයම්, සින්ක් සහ නිකල් වැනි ලෝහ සල්ෆයිඩ මෙන්ම ඇතැම් ඔක්සයිඩ් ඛනිජ සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්රමය පාවෙන ක්රමයයි. මූලධර්මය මතුපිට ගුණාංගවල වෙනස්කම් ගසාකයි: ඇතැම් ඛනිජ ජලභීතික බවට පත් කර ඇති අතර, ඒවා වායු බුබුලු වලට ඇලී සිටීමට සහ පෙන ලෙස පාවීමට ඉඩ සලසයි, අපද්රව්ය පල්ප් තුළ පවතී.
ප්රධාන ප්රතික්රියාකාරක: එකතු කරන්නා, ෆ්රෝදර්, විකරණකාරකය (pH නියාමකය), අවපීඩක, සක්රියකාරකය. පාවෙන ද්රව්ය ඉතා නම්යශීලී වේ, නමුත් දැඩි රසායනික හා ක්රියාකාරී පාලනයක් අවශ්ය වේ.
e. ප්රමාණය මත පදනම් වූ වෙන් කිරීම (ප්රමාණය)
සමහර විට, සංයෝජනයෙන් පසු අංශු ප්රමාණයේ වෙනස ප්රමාණවත් තරම් වැදගත් වන අතර, පිරික්සීමෙන් හෝ වර්ගීකරණයෙන් සරල වෙන් කිරීම පසුකාලීන ක්රියාවලි කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට උපකාරී වේ. ප්රමාණ කිරීම කලාතුරකින් ශ්රේණිය වැඩි කිරීම සඳහා තනිවම ක්රියා කරයි, නමුත් ආධාරක පියවරක් ලෙස වැදගත් වේ.
2. පයිරොමෙටලර්ජි (අධික තාපය සමඟ නිස්සාරණය)
පයිරෝමෙටලර්ජි යනු ඉහළ උෂ්ණත්වයන් භාවිතා කරමින් ලෝහ නිස්සාරණය කිරීමේ ක්රියාවලිය වන අතර, බොහෝ විට ඔක්සිකරණ-අඩු කිරීමේ ප්රතික්රියා ඇතුළත් වේ.
අ. කැල්සිනේෂන් සහ බැදීම
- කැල්සිනේෂන් මගින් ජලය, CO₂ හෝ වාෂ්පශීලී සංරචක ඉවත් කිරීම සඳහා ලෝපස් රත් කරයි.
– බැදීමේදී සල්ෆයිඩ ඔක්සයිඩ සහ SO₂ බවට ඔක්සිකරණය කර, ලෝපස් උණු කිරීම හෝ කාන්දු වීම සඳහා සූදානම් කරයි.
උදාහරණය: තඹ හෝ සින්ක් සල්ෆයිඩ් සාන්ද්රණ බැදීම.
ආ. උණු කිරීම
ලෝහ හෝ මැට් (ලෝහ සල්ෆයිඩ් මිශ්රණයක්) ස්ලැග් එකෙන් වෙන් කිරීම සඳහා උදුනක සාන්ද්රණය උණු කිරීම උණු කිරීම සිදු කෙරේ. අපද්රව්ය බන්ධනය කිරීම සඳහා සිලිකා හෝ දෙහි වැනි ප්රවාහ එකතු කරනු ලැබේ.
උදාහරණය: තඹ උණු කිරීමෙන් තඹ මැට් නිපදවන අතර එය තවදුරටත් පිරිපහදු කරනු ලැබේ.
ඇ. තාප පරිවර්තනය සහ පිරිපහදු කිරීම
මැට් හෝ රළු ලෝහවල සාමාන්යයෙන් තවමත් අපද්රව්ය අඩංගු වේ. පරිවර්තන ක්රියාවලියේදී මෙම අපද්රව්ය ඔක්සිකරණය කර ඒවා ස්ලැග් හෝ වායුව ලෙස වෙන් කරයි. ඉහළ සංශුද්ධතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා තවත් පියවරවලට ගිනි පිරිපහදු කිරීම හෝ විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම ඇතුළත් විය හැකිය.
පයිෙරොමෙටලර්ජි හි වාසි වන්නේ වේගවත් ක්රියාවලි අනුපාත සහ විශාල ප්රතිදානයක් සඳහා යෝග්යතාවයයි, නමුත් බලශක්ති පිරිවැය ඉහළ වන අතර වායු විමෝචනය පාලනය කළ යුතුය.
3. ජල ලෝහ විද්යාව (විසඳුම් නිස්සාරණය)
ජල ලෝහ විද්යාවේදී ලෝහ විසුරුවා හැර ද්රාවණයෙන් වෙන් කිරීම සඳහා ද්රව අවධියේදී රසායනික ප්රතික්රියා භාවිතා කරයි.
අ. කාන්දු වීම
කාන්දු වීම මගින් ඇතැම් ද්රාවක භාවිතයෙන් ලෝපස් හෝ සාන්ද්රණයෙන් ලෝහ ද්රාවණය වේ.
– තඹ ඔක්සයිඩ් සඳහා: සල්ෆියුරික් අම්ල ද්රාවණය (H₂SO₄).
– රත්තරන් සඳහා: pH අගය පාලනය කරන සයනීකරණය (NaCN), හෝ ඇතැම් අවස්ථාවලදී තයෝසල්ෆේට් වැනි විකල්ප.
– නිකල් ලැටරයිට් සඳහා: ඉහළ උෂ්ණත්වයේ සහ පීඩනයේ දී අම්ලය භාවිතා කරමින් අධි පීඩන කාන්දු වීම (HPAL).
ආ. ද්රාවණ වෙන් කිරීම සහ පිරිසිදු කිරීම
කාන්දු වීමෙන් පසු, ලෝහයෙන් පොහොසත් ද්රාවණය (ගර්භණී ලීච් ද්රාවණය) සකසනු ලබන්නේ:
– ද්රාවක නිස්සාරණය (SX): ලෝහ අයන කාබනික අවධියට මාරු කරයි.
– අයන හුවමාරුව: දුම්මල ඇතැම් ලෝහ අයන ග්රහණය කරයි.
– අවක්ෂේපණය: හයිඩ්රොක්සයිඩ්, සල්ෆයිඩ හෝ ඇතැම් ලවණ ලෙස ලෝහ අවක්ෂේපණය කිරීම.
ඇ. විද්යුත් වින්නිං සහ විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම
– විද්යුත් වින්නිං (EW) විද්යුත් ධාරාවක් හරහා කැතෝඩයක් මත ද්රාවණයකින් ලෝහ අවක්ෂේපණය කර, අධි සංශුද්ධ ලෝහ (උදා: කැතෝඩ තඹ) නිපදවයි.
- විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම මගින් බොරතෙල් ලෝහ ඉතා පිරිසිදු මට්ටම්වලට පිරිපහදු කරයි, තඹ, නිකල් සහ වටිනා ලෝහ වල බහුලව දක්නට ලැබේ.
ජල ලෝහ විද්යාව වඩාත් තෝරා බේරා ගැනීමට නැඹුරු වන අතර හොඳින් කළමනාකරණය කළහොත් වඩාත් පරිසර හිතකාමී විය හැකිය, නමුත් විසඳුම්, ප්රතික්රියාකාරක සහ විභව අපජලය දැඩි ලෙස කළමනාකරණය කිරීම අවශ්ය වේ.
වසා දැමීම
ලෝහ ලෝපස් සැකසීමේ මූලධර්ම සහ ක්රම සියල්ලම එකම ඉලක්කයකින් පැන නගී: වටිනා ඛනිජ ලවණ කාර්යක්ෂමව වෙන් කිරීම සහ ලෝහ නිස්සාරණය කිරීම හරහා ලෝපස් වල වටිනාකම වැඩි කිරීම. පිළිගත හැකි ශ්රේණියේ සාන්ද්රණයන් නිපදවීමේදී සංයෝජන, ගුරුත්වාකර්ෂණ වෙන් කිරීම, චුම්භක වෙන් කිරීම සහ පාවෙන කිරීම වැනි ප්රතිලාභ පියවර තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. තවද, ලෝපස් වල ලක්ෂණ, නිෂ්පාදන පරිමාණය සහ පිරිවැය සහ පාරිසරික සලකා බැලීම් මත පදනම්ව, පයිරොමෙටලර්ජි සහ ජල ලෝහ විද්යාව ලෝහ නිස්සාරණය සහ පිරිපහදු කිරීම සඳහා වන මූලික මාර්ග වේ.
නූතන භාවිතයේදී, සාර්ථක ලෝහ ලෝපස් සැකසීම ඛනිජ විද්යාව, ක්රියාවලි ඉංජිනේරු විද්යාව, තත්ත්ව පාලනය සහ පාරිසරික වගකීම යන සංකලනයකින් තීරණය වේ. සංවේදක වර්ග කිරීම, ප්රශස්ත ඇඹරුම් පරිපථ, ඉහළ කාර්යක්ෂමතා පාවෙන සහ වඩාත් තෝරාගත් කාන්දු වීම සහ පිරිපහදු කිරීමේ ක්රියාවලීන් වැනි තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයන් සමඟින්, කර්මාන්තය වඩාත් බලශක්ති කාර්යක්ෂම, ජල-කාර්යක්ෂම සහ තිරසාර සැකසුම් කරා ගමන් කරයි.
