دستگاه استخراج سانتریفوژی در فلزکاری مرطوب برای تولید مس به روش مرطوب استفاده می‌شود

Thread Content

فلزکاری مرطوب، علم و فنی است که در آن از مواد حل‌کننده برای حل کردن اجزای فلزات ارزشمند موجود در سنگ‌های معدنی، کنسانتره‌ها، خاکسترهای حرارت‌دیده و سایر مواد در محلول، یا برای تشکیل فازهای جامد جدید، به منظور جداسازی، غنی‌سازی و استخراج فلزات استفاده می‌شود. از آنجایی که اکثر این فرآیندهای فلزکاری در محلول‌های آبی انجام می‌شود، به آن فلزکاری خیس گفته می‌شود. فرآیندهای متالورژی خیس نسبتاً پیچیده هستند؛ این مقاله عمدتاً به بررسی کاربرد دستگاه‌های استخراج سانتریفوژی در فرآیند استخراج مس در متالورژی خیس می‌پردازد. تاریخچه فلزکاری مرطوب: تاریخچه فلزکاری مرطوب به سال ۲۰۰ قبل از میلاد برمی‌گردد؛ در دوران سلسله هان غربی در چین، شواهدی از استفاده از روش کبریتات برای استخراج مس وجود دارد. اما پیشرفت‌های اخیر فلزکاری مرطوب، با موفقیت در فرآوری روی به روش مرطوب، اختراع روش بایر برای تولید آلومینا، توسعه صنعت اورانیوم و اختراع و کاربرد عوامل استخراج هیدروکسیم در فرآوری مس به روش مرطوب، ارتباط نزدیکی دارد. فرآیندهای فلزکاری مرطوب و وضعیت کنونی آن‌ها: با کاهش کیفیت سنگ‌های معدنی و افزایش الزامات مربوط به حفاظت از محیط زیست، نقش فلزکاری مرطوب در تولید فلزات غیرفلزی روز به روز اهمیت بیشتری پیدا کرده است. فلزکاری مرطوب عمدتاً شامل فرآیندهای عملیاتی مانند خیساندن، جداسازی مایع از جامد، تصفیه محلول، استخراج فلز از محلول و پردازش فاضلاب است. کاربرد روش فرآوری مس به روش مرطوب: استفاده از حلال برای خارج کردن مس از سنگ‌های معدنی یا کنسانتره‌ها، و سپس استخراج مس از آن محلول. فرآیندهای اصلی شامل عملیات‌هایی مانند استخراج (به بخش استخراج مراجعه کنید)، تصفیه و خارج کردن مواد مورد نظر است. در حال حاضر، تولید مس از طریق روش خیس، حدود ۱۲ درصد از کل تولید جهانی را تشکیل می‌دهد. از دهه ۱۹۶۰ به بعد، برای رفع آلودگی ناشی از SO2، تحقیقات زیادی در زمینه فرآوری معادن سولفید مس با روش خیس انجام شد؛ اما به دلیل عدم بهینگی شاخص‌های اقتصادی این روش در مقایسه با روش گرم، اکثر فرآیندهای خیس در مرحله آزمایش و تولید در مقیاس کوچک باقی ماندند. فرآوری مس به روش مرطوب در حال حاضر عمدتاً برای پردازش سنگ‌های مس اکسیدی استفاده می‌شود. روش‌هایی مانند حلالی مستقیم سنگ مس اکسیدی و حلالی با آمونیاک (یا حلالی با آمونیاک پس از کوره‌کاری کاهشی) وجود دارد ； خیساندن با اسید کاربردهای گسترده‌تری دارد، در حالی که خیساندن با آمونیاک محدود به پردازش سنگ‌های اکسیدی متصل حاوی مقادیر بالایی کلسیم و منیزیم است. برای پردازش سنگ‌های گوگرددار، اغلب از روش‌هایی مانند حرارت‌دهی با سولفوریک اسید و سپس استخراج، یا استخراج مستقیم با محلول‌های آمونیاک یا نمک‌های کلریدی استفاده می‌شود. ①روش سوزاندن و حلال‌سازی با سولفات، فرآیندی است که در آن مس موجود در سنگ معدن، به سولفات مس قابل حل تبدیل می‌شود ； ②روش استخراج با محلول آمونیاک، فلز مس را به ترکیبات کوپر-آمونیاک تبدیل کرده و سپس این محلول در یک مخزن فشار بالا با هیدروژن کاهش داده شده تا پودر مس تولید شود؛ یا از روش استخراج با حلال و رسوب‌دهی الکتریکی نیز می‌توان مس الکترولیتی تهیه کرد ； روش استخراج با نمک‌های کلری، فلز مس را به ترکیبات کلرید-مس تبدیل کرده و آن‌ها را در محلول حل می‌کند؛ سپس از طریق الکترولیز با دیواره، مس الکترولیزی به دست می‌آید. فرآیند فلزکاری مرطوب با استفاده از دستگاه استخراج سانتریفوژی و روش استخراج حلالی: از تفاوت نسبت توزیع برخی فلزات در محلول‌های آلی و آبی استفاده می‌شود؛ هنگامی که فاز آلی و فاز آبی به خوبی با یکدیگر در تماس قرار می‌گیرند، برخی فلزات موجود در فاز آبی به طور انتخابی به فاز آلی منتقل می‌شوند. این فرآیند انتقال فلزات، استخراج نامیده می‌شود. در فلزکاری مرطوب، اغلب برای استخراج فلزات باارزش از محلول‌های آبی یا به عنوان روشی برای تصفیه محلول‌ها استفاده می‌شود. از آنجایی که محلول‌های آبی و ارگانیکی در تماس، هر دو فاز مایع هستند، استخراج با حلال را اغلب استخراج فاز-فاز می‌نامند. در مقایسه با روش‌های جداسازی دیگر مانند روش رسوب‌دهی و تبادل یونی، روش استخراج با حلال دارای مزایایی از جمله بازده بالای استخراج و جداسازی، عدم نیاز به فیلتراسیون، مصرف کم مواد شیمیایی، بازده بالای بازیابی، ظرفیت تولید بالا، و امکان ساده‌سازی فرآیند برای خودکارسازی و پیوسته‌سازی است. در سال‌های اخیر، کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌هایی مانند فلزکاری مرطوب، نفت، صنایع شیمیایی و حفاظت از محیط زیست داشته است. یک سیستم استخراج معمولاً از یک فاز آلی و یک فاز آبی تشکیل شده است که در هم حل نمی‌شوند. فاز آلی از استخراج‌کننده و رقیق‌کننده تشکیل شده است، در حالی که فاز آبی معمولاً حاوی یک یا چند یون فلزی است که قرار است استخراج یا جداسازی شوند. فرآیند انتقال ماده استخراج‌شده از فاز آلی به محلول آبی، روند بازاستخراج نامیده می‌شود. بر اساس اینکه آیا محلول فاز آبی حاوی مواد جامد معلق است یا خیر، استخراج با محلول شفاف و استخراج با سس معدنی تقسیم می‌شود. استفاده از تعداد بیش از دو عامل استخراج در فرآیند استخراج، به نام استخراج همکارانه و استخراج ضد همکارانه شناخته می‌شود.