Εισαγωγή στην Επεξεργασία Μεταλλεύματος Αντιμονίου
Το αντιμόνιο (Sb) είναι ένα γυαλιστερό γκρι μεταλλοειδές, που χρησιμοποιείται κυρίως ως σκληρυντικός παράγοντας για μόλυβδο, ειδικά σε μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Το τριοξείδιο του είναι ένα ζωτικής σημασίας επιβραδυντικό φλόγας σε πλαστικά και υφάσματα. Ο εμπλουτισμός και η εξόρυξη μεταλλεύματος αντιμονίου είναι πολύπλοκες λόγω της ευθραυστότητας του ορυκτού και του γεγονότος ότι εμφανίζεται συχνά σε σύνθετα μεταλλεύματα με άλλα μέταλλα όπως ο μόλυβδος, ο χαλκός και ο άργυρος.
Η συγκεκριμένη διεργασία και τα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση του μεταλλεύματος (π.χ. στιβνίτης, αντιμονιακός χρυσός) και την ποιότητά του.
Βασικά Στάδια Επεξεργασίας & Μηχανήματα
Μια τυπική μονάδα επεξεργασίας μεταλλευμάτων αντιμονίου ακολουθεί τα εξής κύρια στάδια:
Στάδιο 1: Σύνθλιψη και λείανση (Κοινοποίηση)
Ο στόχος είναι η απελευθέρωση των ορυκτών-που φέρει αντιμόνιο από το γκάζι (άχρηστο πέτρωμα).
Πρωτεύων θραυστήρας σιαγόνων:Η ροή-του-μεταλλεύματος του ορυχείου (ROM) τροφοδοτείται σε έναν-θραυστήρα σιαγόνων βαρέως τύπου. Αυτό το μηχάνημα μειώνει μεγάλους βράχους (μέχρι 1 μέτρο) σε διαχειρίσιμο μέγεθος περίπου 100-200 mm.
Τύπος μηχανήματος:Blake Jaw Crusher, Overhead Eccentric Jaw Crusher.
Δευτερεύων κωνικός θραυστήρας:Η έξοδος από τον θραυστήρα σιαγόνων μειώνεται περαιτέρω από έναν κωνικό θραυστήρα σε μέγεθος περίπου 10-50 mm.
Τύπος μηχανήματος:Θραυστήρας Κώνου Ελατηρίου, Θραυστήρας Υδραυλικού Κώνου.
Μύλος άλεσης:Το θρυμματισμένο μετάλλευμα στη συνέχεια τροφοδοτείται σε ένα μύλο άλεσης με νερό για να δημιουργηθεί ένας πολτός. Ο μύλος χρησιμοποιεί χαλύβδινες μπάλες ή το ίδιο το μετάλλευμα ως μέσα άλεσης για να μειώσει το μέγεθος των σωματιδίων σε λεπτή σκόνη (συχνά λιγότερο από 0,1 mm), απελευθερώνοντας αποτελεσματικά τα ορυκτά αντιμονίου.
Τύπος μηχανήματος:
Μπαλόμυλος:Το πιο συνηθισμένο.
Rod Mill:Μερικές φορές χρησιμοποιείται για πιο χονδροειδή αρχική λείανση.
Στάδιο 2: Εμπλουτισμός (Βαρυτικός Διαχωρισμός & Επίπλευση)
Αυτό είναι το πιο κρίσιμο στάδιο για τη συγκέντρωση του αντιμονίου.
Για απλά, χονδρόκοκκα-μεταλλεύματα με κόκκους:
Διαχωρισμός βαρύτητας:Αυτή η μέθοδος εκμεταλλεύεται το υψηλό ειδικό βάρος του στιβνίτη (το κύριο ορυκτό αντιμόνιο).
Jig Machine:Ένα κοινό και αποτελεσματικό μηχάνημα. Ο πολτός παλμοποιείται κατακόρυφα σε μια οθόνη, προκαλώντας την καθίζηση πυκνότερων σωματιδίων αντιμονίου στον πυθμένα και την απομάκρυνση του ελαφρύτερου γκαζιού.
Jig Machine
Τραπέζι ανακίνησης:Ένα ελαφρώς κεκλιμένο τραπέζι με ραβδάκια. Καθώς το τραπέζι κουνιέται, το πυκνότερο συμπύκνωμα αντιμονίου κινείται κατά μήκος των τουφεκιών ενώ τα ελαφρύτερα απορρίμματα ξεπλένονται από το πλάι.
Για σύνθετα, λεπτά-μεταλλεύματα με κόκκους (πιο συνηθισμένα):
Επίπλευση αφρού:Αυτή είναι η κυρίαρχη μέθοδος για την ανάκτηση αντιμονίου. Διαχωρίζει τα ορυκτά με βάση τη χημεία της επιφάνειάς τους.
Δεξαμενή κλιματισμού:Η ιλύς του αλεσμένου μεταλλεύματος αναμιγνύεται με συγκεκριμένα αντιδραστήρια.
Συλλέκτες (π.χ. Xanthates):Κάντε τις επιφάνειες του ορυκτού αντιμονίου υδρόφοβες (νερο-απωθητικές).
Αφριστές (π.χ. Πεύκο λάδι):Δημιουργήστε σταθερές φυσαλίδες στο κελί επίπλευσης.
Ενεργοποιητές/καταθλιπτικά:Χρησιμοποιείται για τον επιλεκτικό διαχωρισμό του αντιμονίου από άλλα θειούχα ορυκτά (όπως ο μόλυβδος ή ο χαλκός).
Κυψέλη/Μηχανισμός Επίπλευσης:Ο αέρας διοχετεύεται στη δεξαμενή, δημιουργώντας φυσαλίδες. Τα υδρόφοβα σωματίδια αντιμονίου προσκολλώνται στις φυσαλίδες και ανεβαίνουν στην επιφάνεια για να σχηματίσουν αφρό. Αυτός ο αφρός αφαιρείται ωςσυγκεντρώνομαι. Τα υδρόφιλα (το νερό-προσελκύοντας) σωματίδια γάγγας βυθίζονται και απορρίπτονται ωςαπορριμμάτων.
Τύπος μηχανήματος:Κυψέλη επίπλευσης μηχανικής ανάδευσης, κυψέλη επίπλευσης πεπιεσμένου αέρα, κυψέλη επίπλευσης στήλης.
Συχνά, ένας συνδυασμός προ{0}}συγκέντρωσης βαρύτητας που ακολουθείται από επίπλευση χρησιμοποιείται για βέλτιστη ανάκτηση και βαθμό.
Στάδιο 3: Αφυδάτωση
Το συμπύκνωμα από το κύκλωμα επίπλευσης ή βαρύτητας είναι ένας πολτός με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό. Αυτό το νερό πρέπει να αφαιρεθεί για μεταφορά και περαιτέρω επεξεργασία.
Πυκνώνων:Μια μεγάλη κυκλική δεξαμενή όπου ο πολτός τροφοδοτείται στο κέντρο. Προστίθενται κροκιδωτικά για να κάνουν τα λεπτά σωματίδια να συσσωρεύονται και να καθιζάνουν στον πυθμένα ως παχιά λάσπη (υπορροή). Το καθαρό νερό ξεχειλίζει από την κορυφή και συχνά ανακυκλώνεται πίσω στο φυτό.
Πρέσα φίλτρου ή φίλτρο δίσκου κενού:Η παχύρρευστη λάσπη αντλείται σε ένα φίλτρο.
Πίεση φίλτρου:Χρησιμοποιεί υψηλή πίεση για τη συμπίεση του νερού μέσα από τα πανιά φίλτρου, δημιουργώντας ένα στεγνό, στερεό κέικ φίλτρου (περιεκτικότητα σε υγρασία ~10-20%).
Φίλτρο δίσκου κενού:Ένα συνεχές μηχάνημα που χρησιμοποιεί ένα κενό για να τραβήξει νερό μέσα από περιστρεφόμενους δίσκους καλυμμένους με ύφασμα φίλτρου, δημιουργώντας ένα ελαφρώς πιο υγρό κέικ.
Στάδιο 4: Πυρομεταλλουργική Επεξεργασία (Τύξη)
Το κέικ φίλτρου (συμπύκνωμα αντιμονίου) αποστέλλεται σε μεταλλουργείο για παραγωγή μετάλλων. Αυτό είναι συχνά μια ξεχωριστή εγκατάσταση.
Φούρνος ψησίματος:Το συμπύκνωμα μπορεί πρώτα να καβουρδιστεί για να αφαιρεθεί το θείο και να μετατραπεί σε οξείδιο του αντιμονίου (Sb2O3).
Αντηχητικός Κλίβανος ή Υψικάμινος:Το οξείδιο ή το ακατέργαστο συμπύκνωμα τήκεται με έναν αναγωγικό παράγοντα (όπως οπτάνθρακας/άνθρακας) και ροές (όπως ανθρακικό νάτριο ή θειικό νάτριο) για την παραγωγή ακατέργαστου μετάλλου αντιμονίου (συχνά αποκαλούμενο «ακατέργαστο αντιμόνιο» ή «υγροποιημένο» αντιμόνιο).
Βραστήρας/Κούτα ραφιναρίσματος:Το ακατέργαστο μέταλλο εξευγενίζεται με την προσθήκη συγκεκριμένων ροών για την αφαίρεση ακαθαρσιών όπως ο σίδηρος, το αρσενικό και το θείο, με αποτέλεσμα το μέταλλο αντιμονίου εμπορικής ποιότητας-.
Run-of-Mine Ore | V [Primary Jaw Crusher] | V [Secondary Cone Crusher] | V [Grinding Mill] (Ball Mill) | V [Conditioning Tank] (with Reagents) | V [Flotation Cells] ----> Antimony Concentrate (Froth) | V Tailings (Waste) ----> [Tailings Dam/Storage] | V (for Concentrate) [Thickener] | V [Filter Press] | V Dry Concentrate Cake | V [Smelter] ---->Μεταλλικό Αντιμόνιο
Βασικά ζητήματα για μια μονάδα επεξεργασίας
Μεταβλητότητα μεταλλεύματος:Ο σχεδιασμός του εργοστασίου πρέπει να είναι ευέλικτος για να χειρίζεται αλλαγές στην ποιότητα του μεταλλεύματος και στην ορυκτολογία.
Περιβαλλοντικοί Έλεγχοι:Ο στιβνίτης (Sb2S3) περιέχει θείο, το οποίο παράγει διοξείδιο του θείου (SO2) κατά την τήξη. Τα σύγχρονα φυτά απαιτούν αποτελεσματικάσυστήματα καθαρισμού αερίουόπως όξινα φυτά ή πλυντήρια για την πρόληψη της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.
Διαχείριση υδάτων:Το νερό χρησιμοποιείται εκτενώς και πρέπει να ανακυκλώνεται.Φράγματα απορριμμάτωνπρέπει να σχεδιαστεί προσεκτικά για να αποφευχθεί η μόλυνση των υπόγειων υδάτων.
Βελτιστοποίηση αντιδραστηρίων:Ο τύπος και η δοσολογία των αντιδραστηρίων επίπλευσης είναι κρίσιμες για την επίτευξη υψηλών ρυθμών ανάκτησης και βαθμών συμπυκνώματος. Αυτό απαιτεί ένα καλά εξοπλισμένο εργαστήριο-για συνεχείς δοκιμές.
Συνοπτικά, ένα εργοστάσιο επεξεργασίας μεταλλευμάτων αντιμονίου είναι ένα πολύπλοκο σύστημα από βαρέως τύπου-θραυστήρες, μύλους λείανσης ακριβείας, εξελιγμένες κυψέλες επίπλευσης και στιβαρό εξοπλισμό αφυδάτωσης, όλα ελεγχόμενα για τον αποτελεσματικό διαχωρισμό και συμπύκνωση ενός πολύτιμου αλλά συχνά δύσκολου μετάλλου από το μετάλλευμά του.
