Κεφάλαιο 1: Χαρακτηριστικά των Πόρων Κοιτασμάτων Μολύβδου-Ψευδαργύρου και Εμπλουτισμός
1.1 Χαρακτηριστικά Παγκόσμιας Κατανομής Πόρων
Κύριοι Τύποι Μεταλλοφορίας:
Ιζηματογενή Εξατμιστικά Κοιτάσματα (55%)
Κοιτάσματα τύπου Κοιλάδας του Μισισιπή (30%)
Ηφαιστειογενή Μαζικά Θειούχα (VMS) Κοιτάσματα (15%)
Αντιπροσωπευτικά Κοιτάσματα:
Κοιτάσματα Fankou της Κίνας (Αποδεδειγμένα αποθέματα: Pb+Zn >5 εκατομμύρια τόνοι)
Ορυχείο Mount Isa της Αυστραλίας (Μέσος βαθμός ψευδαργύρου: 7,2%)
Ορυκτολογικές Συσχετίσεις:
Στενή διασύνδεση PbS-ZnS (Κατανομή μεγέθους σωματιδίων: 0,005-2mm)
Συσχετίσεις πολύτιμων μετάλλων (περιεκτικότητα σε Ag: 50-200g/t, συχνά εμφανίζεται ως αργυρούχος γαληνίτης)
1.2 Προκλήσεις Ορυκτολογίας Διεργασίας
Μεταβλητή περιεκτικότητα σε σίδηρο στη σφαλερίτη (Fe 2-15%):
Επιπτώσεις στη συμπεριφορά επίπλευσης λόγω αλλαγών στη χημεία της επιφάνειας, Σφαλερίτης υψηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο (>8% Fe) απαιτεί ισχυρότερη ενεργοποίηση
Δευτερεύοντα ορυκτά χαλκού (π.χ., Κοβελλίτης):
Προκαλεί μόλυνση χαλκού στα συμπυκνώματα ψευδαργύρου (συνήθως >0,8% Cu), Απαιτεί εκλεκτικά αντιδραστήρια καταστολής (π.χ., Zn(CN)₄²⁻ συμπλέγματα)
Επιδράσεις επίστρωσης λάσπης:
Γίνεται σημαντικό όταν τα σωματίδια -10μm υπερβαίνουν το 15%, Μέθοδοι μετριασμού:
---Διασκορπιστικά μέσα (πυριτικό νάτριο)
---Κυκλώματα άλεσης-επίπλευσης σταδίων
Κεφάλαιο 2: Σύγχρονα Συστήματα Διεργασίας Εμπλουτισμού
---Πρωτογενής Άλεση Κλειστού Κυκλώματος: Ταξινόμηση υδροκυκλώνα, Κυκλοφοριακό φορτίο: 120-150%
---Στοχευμένη λεπτότητα: 65-75% που περνά από 74μm, Βαθμός απελευθέρωσης γαληνίτη: >90%
---Σχήμα αντιδραστηρίου:
Τύπος αντιδραστηρίου | Δοσολογία (g/t) | Μηχανισμός δράσης |
Ασβέστης | 2000-4000 | Ρύθμιση pH σε 9,5-10,5 |
Διαιθυλοδιθειοκαρβαμιδικό (DTC) | 30-50 | Εκλεκτικός συλλέκτης γαληνίτη |
MIBC (αφριστικό) | 15-20 | Έλεγχος σταθερότητας αφρού |
---Διάταξη εξοπλισμού: Κύτταρα επίπλευσης JJF-8: 4 κύτταρα για αδρή επεξεργασία + 3 κύτταρα για καθαρισμό
---Δοσολογία CuSO₄: 250±50 g/t, Βελτιστοποιημένο με ένταση ανάμειξης (πυκνότητα ισχύος: 2,5 kW/m³)
---Εύρος ελέγχου δυναμικού (Eh): +150 έως +250 mV
Βασικές Τεχνολογικές Ανακαλύψεις:
---Σύνθετος συλλέκτης υψηλής απόδοσης (AP845 + διβουτυλοδιθειοφωσφορικό αμμώνιο, αναλογία 1:3)
---Εκλεκτική τεχνολογία απομάκρυνσης καταστολής (ρύθμιση pH σε 7,5±0,5 χρησιμοποιώντας Na₂CO₃)
Περιπτώσεις βιομηχανικής εφαρμογής:
---Η απόδοση αυξήθηκε κατά 22% (φτάνοντας τους 4.500 t/d) σε ένα ορυχείο της Εσωτερικής Μογγολίας
---Ο βαθμός συμπυκνώματος ψευδαργύρου βελτιώθηκε κατά 3,2 ποσοστιαίες μονάδες
Υποσύστημα προ-συγκέντρωσης:
---Έλεγχος μέσης πυκνότητας (μαγνητίτης σε σκόνη D50=45μm)
---Διαχωρισμός τριών προϊόντων με κυκλώνα (τύπου DSM-800) απόδοσης διαχωρισμού Ep=0,03
Οικονομική Ανάλυση:
---Όταν το ποσοστό απόρριψης αποβλήτων φτάσει το 35-40%, το κόστος άλεσης μειώνεται κατά 28-32%
Κεφάλαιο 3: Αντιδραστήρια Εμπλουτισμού Κοιτασμάτων Μολύβδου-Ψευδαργύρου
Αντιδραστήριο | Στοχευμένο Ορυκτό | Δοσολογία (g/t) | Εύρος pH | Αξιοσημείωτα Χαρακτηριστικά |
Ξανθικά (π.χ., SIPX) | ZnS | 50-150 | 7-11 | Οικονομικά αποδοτικό, απαιτεί ενεργοποίηση CuSO₄ |
Διθειοφωσφορικά (DTP) | PbS | 20-60 | 9-11 | Υψηλή εκλεκτικότητα Pb έναντι Zn |
Λιπαρά οξέα | Οξειδωμένα μεταλλεύματα | 300-800 | 8-10 | Χρειάζεται διασκορπιστικά (π.χ., Na₂SiO₃) |
Αμίνες (π.χ., Δωδεκυλαμίνη): Χρησιμοποιούνται σε αντίστροφη επίπλευση για την απομάκρυνση πυριτικών, Δοσολογία: 100-300 g/t, pH 6-8
Αμινο-καρβοξυλικά οξέα: Εκλεκτικά για Zn σε σύνθετα μεταλλεύματα, Αποτελεσματικά σε pH 4-6 (Eh = +200 mV)
Αντιδραστήριο | Λειτουργία | Δοσολογία (kg/t) | Στοχευμένες ακαθαρσίες |
Na₂S | Καταστολή Zn στο κύκλωμα Pb | 0,5-2,0 | FeS₂, ZnS |
ZnSO₄ + CN⁻ | Καταστολή πυρίτη | 0,3-1,5 | FeS₂ |
Άμυλο | Καταστολή πυριτικών | 0,2-0,8 | SiO₂ |
Na₂CO₃ | Τροποποιητής pH (ρυθμιστικό διάλυμα σε 9-10) | 1,0-3,0 | - |
Τα σύνθετα αντιδραστήρια εμπλουτισμού αναφέρονται σε πολυλειτουργικά συστήματα αντιδραστηρίων που σχηματίζονται με την ενσωμάτωση δύο ή περισσότερων λειτουργικών συστατικών (συλλέκτες, κατασταλτικά, αφριστικά κ.λπ.) μέσω φυσικής ανάμειξης ή χημικής σύνθεσης. Με βάση τη σύνθεσή τους, μπορούν να ταξινομηθούν σε:
Μηχανική ανάμειξη μεμονωμένων αντιδραστηρίων (π.χ., διαιθυλοδιθειοκαρβαμιδικό (DTC) + βουτυλοξανθικό σε αναλογία 1:2)
Τυπικό παράδειγμα:
Σύνθετος συλλέκτης LP-01 (ξανθικό + θειοκαρβαμιδικό)
Μοριακά σχεδιασμένα πολυλειτουργικά αντιδραστήρια
Τυπικά παραδείγματα:
Σύμπλοκα υδροξαμικού οξέος-θειόλης (διπλή λειτουργικότητα συλλέκτη-κατασταλτικού)
Κατασταλτικά πολυμερή ζβιττεροϊόντων
Κεφάλαιο 4: Βασικός Εξοπλισμός και Τεχνικές Παράμετροι
Στάδιο αδρής επεξεργασίας: Μηχανή επίπλευσης KYF-50 (ρυθμός αερισμού: 1,8 m³/m²·min)
Στάδιο καθαρισμού: Στήλη επίπλευσης (Κύτταρο Jameson, διάμετρος φυσαλίδων: 0,8-1,2 mm)
Συγκριτικά δεδομένα δοκιμών: Συμβατικά μηχανικά έναντι αεριζόμενων κυττάρων: Διαφορά ρυθμού ανάκτησης ±3,5%
Διάταξη Online Analyzer:
---Courier SLX (XRF πολτού, κύκλος ανάλυσης: 90 s)
---Outotec PSI300 (ανάλυση μεγέθους σωματιδίων, σφάλμα <±2%)
Έξυπνες Στρατηγικές Ελέγχου:
---Σύστημα δοσολογίας αντιδραστηρίων βασισμένο σε Fuzzy-PID (ακρίβεια ελέγχου: ±5%)
---Πλατφόρμα βελτιστοποίησης ψηφιακού διδύμου (ικανή για πρόβλεψη δεικτών διεργασίας 12 ωρών)
Κεφάλαιο 5: Περιβαλλοντική Προστασία και Ολοκληρωμένη Αξιοποίηση Πόρων
Διαδικασία επεξεργασίας πολλαπλών σταδίων:
---Πρωτογενής επεξεργασία (εξουδετέρωση/κατακρήμνιση, pH=8,5-9,0)
---Δευτερογενής επεξεργασία (βιολογικοί παράγοντες, απόδοση απομάκρυνσης COD >85%)
Πρότυπα επαναχρησιμοποίησης νερού:
---Συγκεντρώσεις ιόντων βαρέων μετάλλων (Pb²⁺<0,5 mg/L)
Ανάκτηση πολύτιμων συστατικών:
---Ανάκτηση αργύρου (έκπλυση θειοθειικού, ρυθμός εξαγωγής >65%)
---Παραγωγή συμπυκνώματος θείου (συνδυασμένος μαγνητικός διαχωρισμός-επίπλευση, βαθμός S >48%)
Μέθοδοι μαζικής χρήσης:
---Πρόσθετο τσιμέντου (αναλογία ανάμειξης 15-20%)
---Υλικό υπόγειας επίχωσης (έλεγχος καθίζησης 18-22 cm)
Κεφάλαιο 6: Σύγκριση Τεχνικο-Οικονομικών Δεικτών
Δομή κόστους παραγωγής:
Στοιχείο κόστους | Αναλογία (%) | Μοναδιαίο κόστος (USD/t)* |
Λειαντικά μέσα | 28-32 | 1,2-1,5 |
Αντιδραστήρια επίπλευσης | 18-22 | 0,75-1,05 |
Κατανάλωση ενέργειας | 25-28 | 1,05-1,35 |
*Σημείωση: Μετατροπή νομίσματος σε 1 CNY ≈ 0,15 USD
Μελέτη περίπτωσης: Εκσυγχρονισμός συγκεντρωτή 2.000 t/d
Παράμετρος | Πριν τον εκσυγχρονισμό | Μετά τον εκσυγχρονισμό | Βελτίωση |
Ανάκτηση ψευδαργύρου | 82,3% | 89,7% | +7,4% |
Κόστος αντιδραστηρίου | 6,8 CNY/t | 5,2 CNY/t | -23,5% |
Ρυθμός επαναχρησιμοποίησης νερού | 65% | 92% | +27% |
Κεφάλαιο 7: Μελλοντικές Κατευθύνσεις Τεχνολογικής Ανάπτυξης
Υπεραγώγιμος μαγνητικός διαχωρισμός (Ένταση πεδίου υποβάθρου: 5 Tesla, επεξεργασία υλικού -0,5mm)
Διαχωρισμός ρευστοποιημένης κλίνης (Ρευστοποιημένη κλίνη μέσου αέρα-πυκνότητας, Ecart Probable Ep=0,05)
Ανάπτυξη βιο-αντιδραστηρίων (π.χ., συλλέκτες με βάση λιποπεπτίδια)
Κατασκευή ορυχείου μηδενικών αποβλήτων (Ολοκληρωμένο ποσοστό χρήσης >95%)