هیپ لیچینگ مس
هیپلیچینگ مس
مقدمه
هیپلیچینگ (Heap Leaching) یکی از روشهای اصلی استخراج فلزات از سنگ معدن، بهویژه طلا، مس، اورانیوم و سایر فلزات پایه و گرانبهاست. این روش برای سنگهای کمعیار بسیار مقرونبهصرفه است.
در این فرآیند، اپراتور سنگ معدن استخراجشده را خردایش کرده و پس از نرمهگیری، آن را روی یک بستر نفوذناپذیر و مقاوم در برابر اسید انباشته میکند. سپس محلول لیچکننده (معمولاً اسید یا باز) بهصورت پیوسته از مخزن اولیه پمپ شده و روی سطح هیپ پاشیده میشود. محلول جاری، فلزات را در مسیر عبور از توده حل میکند و در نهایت به حوضچههای جمعآوری میریزد. واحد بازیابی، فلز را از محلول جدا کرده و آن را به فلز خالص تبدیل میکند
مراحل تولید مس کاتدی به روش هیپلیچینگ
1- خردایش
در ابتدا کانسنگ اکسیدی استخراجشده به واحد سنگشکنی منتقل میشود. معمولاً مدار خردایش در واحدهای لیچینگ مس شامل دو مرحله است تا ابعاد کانسنگ را به کمتر از ۲۵ میلیمتر (مناسب برای هیپ) برساند.
2- آگلومراسیون
اگر مقدار نرمه زیاد باشد و نفوذپذیری را کاهش دهد، واحد فرآوری مرحله آگلومراسیون را اجرا میکند. در این مرحله، نرمهها و کانیهای رسی به ذرات درشت میچسبند و نفوذپذیری بستر افزایش مییابد. لزوم اجرای آگلومراسیون به نتایج آزمایشهای اولیه بستگی دارد.
3- انحلال تودهای
کانسنگ خردایششده به محل هیپ انتقال مییابد و پس از دپوسازی روی بستر، تحت پاشش محلول اسید رقیقشده قرار میگیرد. محلول با استفاده از نیروی ثقل از منافذ توده عبور کرده و کانی مس را حل میکند.
پیش از انباشت کانسنگ، واحد ساختوساز بستر هیپ را با شیب مناسب آماده میکند و برای جلوگیری از نشت، سطح را با لایه ژئوممبران میپوشاند. سپس لولههای پلیاتیلن را برای جمعآوری محلول باردار روی ژئوممبران نصب میکند.
4- استخراج با حلال (Solvent Extraction)
در این مرحله، اپراتور محلول آبی حامل مس و حلال آلی را در میکسر ترکیب میکند. یون مس از فاز آبی به فاز آلی منتقل میشود. سپس دو فاز در جداساز (Settler) از هم جدا میشوند؛ فاز آلی از بخش بالایی و فاز آبی از بخش پایینی خارج میگردد.
5- استریپینگ (Stripping)
در مرحله استریپینگ، واحد SX مس موجود در فاز آلی را جدا میکند تا محلول مناسب برای الکترولیز فراهم شود. در واقع این مرحله، مس را از محلول حاوی آن آزاد میکند.
6- الکترووینینگ (Electrowinning)
در این مرحله، اپراتور محلول الکترولیت را وارد سلولها میکند و با اعمال جریان الکتریکی، یون مس را روی صفحات استیل (کاتد اولیه) رسوب میدهد. یونهای مس احیا شده و به شکل صفحات مس کاتدی با خلوص بالا تشکیل میشوند.
لایههای هیپلیچینگ و اجزای ژئوتکنیکی
مقطع برشی از بستر هیپ لیچینگ مس (برخی از لایه ها متناسب با شرایط هیپ می توانند حذف شوند)
1- پد اولیه (Pad Re-grading)
برای احداث پد، زمین را در ابعاد بیش از ۳۰ متر و با شیب مناسب آماده میکنند.
2- لاینر ثانویه (Liner Sub-grade)
این لاینر بستری صاف و مقاوم برای نصب ژئوممبران ایجاد میکند. معمولاً از شن و ماسه سیلتی طبیعی یا باطلههای معدنی فشردهشده استفاده میکنند تا سطحی پایدار و نفوذناپذیر به دست آید.
3- ژئوممبران (Geomembrane)
ژئوممبرانها معمولاً از پلیمرهای مختلف تشکیل میشوند. در هنگام نصب آنها به موارد زیر توجه میشود:
-
مقاومت در برابر سوراخشدگی
-
اصطکاک مناسب با لایههای بالا و پایین
-
پایداری در برابر اشعه UV، خصوصاً در معادن مرتفع
لایه ژئوممبران و کامپوزیت خاک رس
-
4- لایههای زهکشی و محافظ (Drainage & Protective Layers)
این لایهها مستقیماً روی ژئوممبران قرار میگیرند و علاوهبر محافظت، نقش فیلتر را ایفا میکنند. ویژگیهای لازم:
-
تراوایی بیشتر نسبت به لایه زیرین برای جلوگیری از فشار هیدرولیکی
-
اندازه مناسب حفرهها برای جلوگیری از ورود مواد ریز
-
توزیع یکنواخت و بدون تفکیک
-
جلوگیری از ورود ذرات به لولههای زهکش
آماده سازی لایه زهکشی بر روی ژئوممبرانمزایای هیپلیچینگ
-
نیاز به سرمایهگذاری و هزینه عملیاتی کمتر
-
عدم نیاز به تجهیزات پیچیده
-
قابلیت استحصال فلز از سنگ کمعیار با راندمان مناسب
-
امکان بازیافت و استفاده مجدد از محلول
-
آسیب کمتر به محیطزیست
-
زمان ساخت و آمادهسازی کوتاه
-
مصرف کمتر انرژی و آب
-
امکان بازیابی فلز از پسماندها
معایب هیپلیچینگ
-
احتمال ایجاد آلودگی آب و خاک
-
زمان طولانی برای استخراج فلز
-
خطرات ناشی از استفاده از مواد شیمیایی
-
- https://tavss.co.ir/
- https://www.aparat.com/asremavad