بهینه سازی فرآیند بیولیچینگ سرباره مجتمع مس سرچشمه
بهینه سازی فرآیند بیولیچینگ سرباره مجتمع مس سرچشمه
مقدمه :
ذخايرجهانيکانههاي با عيار بالا بتدريج رو به كاهش گذاشته و عيار سنگهاي معدني كاهش يافته است. يکياز مشکلات بازيابي مواد از کانههاي کم عيار با تکنيکهاي معمول، گران قيمت بودن به دليل مصرف انرژي بالا و نياز به هزينههاي سرمايهاي بالا ميباشد. از مشکلات ديگر هزينههاي محيط زيستي به سبب بالا بودن آلودگي با استفاده از اين تکنولوژيهاست. بيوتکنولوژي يکي از اميدبخشترين روشها براي حل اين مشکلات در مقايسه با پيرومتالوژي بوده و قرن حاضر قرن شکوفايي اين نوع تکنولوژيهاست. تکنولوژيهايي که هم جهت تامين امکانات رفاهي بكار مي آيند و هم حفظ محيط زيست را مورد توجه قرار ميدهند. فعاليتهاي انساني خواسته يا ناخواسته منجر به توليد آلودگي محيطي ميشود که آسيبهاي جبران ناپذيري به محيط زيست و خود انسان وارد ميکند. کارخانههاي صنعتي بيشترين سهم را در اين آلودگي دارند. استخراج فلزات هم بخش مهمي از اين آلودگيها را دامن ميزنند. محققان زيادي از اواسط قرن گذشته تلاش خود را در راستاي يافتن راههايي براي کاهش اين آلودگيها که در بخش استخراج فلزات حاصل ميشود، آغاز کردند. در صنعت استخراج مس که معمولاً از روشهاي حرارتي استفاده ميشود، روشهاي هيدرومتالورژي، الکتريکي و غيره جهت کاهش اين آلودگيها پيشنهاد شده است. در چند دهه اخير دانش بيوتکنولوژي به عنوان يک تکنولوژي کليدي، تحول شگرفي در عرصه زندگي انسانها گذاشته است. مهمترين ابزار اين علم، ميکروارگانيسمها ميباشند. با استفاده از ميکروارگانيسمها، فرآوردههاي مختلف غذايي، دارويي، شيميايي، معدني در مقياس صنعتي توليد ميگردد]1[.
بيوليچينگ يکي از روش هاي استخراج فلزات از ماده معدني با استفاده از ميکروارگانيسم در محيط آبي به همراه هوا ميباشد. در اين روش ماده معدني حاوي آهن و گوگرد (پيريت، کالکوپيريت و غيره) به وسيله گونههاي خاصي از باکتري مزوفيل از قبيل اسيدي تيوباسيلوس فرواکسيدانس، اسيدي تيوباسيلوس تيواکسيدانس و لپتوسپريليوم فرواکسيدانس، گونههاي ترموفيل معتدل از قبيل سولفوباسيلوس و گونه ترموفيل مطلق از قبيل سولفولوبوس و اسيديانوس بريرلي مورد انحلال قرار ميگيرد. اين گونه ميکروارگانيسم ها، انرژي زيستي خود را از اکسيداسيون يون فرو و يا اکسيداسيون گوگرد به همراه دياکسيدکربن مورد نياز، تأمين ميکنند. در انحلال کاني هاي سولفيدي به وسيله ميکروارگانيسم ها دو مکانيسم اصلي، مستقيم و غيرمستقيم، مورد تأييد محققين ميباشد. در مکانيسم اول يعني مستقيم، فعاليت باکتري و اتصال آن به سطح کاني سبب انحلال شده و در مکانيسم دوم فعاليت باکتري در انحلال به صورت غيرمستقيم بوده و از راه تبديل آهن فرو به فريک (اکسيداسيون) انجام ميشود. فرآيند انحلال ميکروبي (بيوليچينگ) و اکسيداسيون ميکروبي (بيواکسيداسيون) به دليل مزيت هايي که از لحاظ زيست محيطي، تکنولوژيکي و اقتصادي نسبت به ديگر روش هاي استحصال عناصر از کانيهاي سولفيدي و حتي غيرسولفيدي (ذوب و غيره) دارند، جايگزين روش هاي متداول (در فرآوري کانسنگ کم عيار) شدهاند[2]. استخراج مس معمولاً با استفاده از دو روش پيرو متالورژي و هيدرومتالورژي انجام ميشود. در روش پيرومتالورژي با استفاده از فرآيندهاي ذوب و پالايش؛ مس کاتد با عيار 99/99 درصد توليد ميشود اما آلودگيهاي زياد اين فرآيندها، که عمدتا منجر به توليد گازهاي سمي و بارانهاي اسيدي است و بدون هيچ محدوديتي در محيط رها سازي ميشود، باعث شده است که طي دهههاي اخير اين صنعت مورد بازنگري قرار گرفته و بدنبال روشهاي جايگزيني براي توليد مس و ساير فلزات برآيند. هيدرومتالورژي ميتواند در اين راستا بسيار كمك نمايد. روشهاي هيدرومتالورژي به دو صورت شيميايي و بيولوژيکي انجام ميگيرد. روش بيولوژيکي در مورد کانيهاي سولفيدي کم عيار و همچنين کانيهاي مقاوم مناسب مي باشد ]3و4[.
بيوليچينگ، استخراج فلزات از كانيها يا تركيبات فلزي سولفيدي يا كنسانترهها با استفاده از اجزايي كه به آساني در محيط يافت ميشوند، شامل آب، هوا و باكتريها ميباشد. سرعت ليچينگ كانيهاي سولفيدي غيرمحلول يا كممحلول در اسيد، مانند كالكوپيريت، با فعاليت انواع بخصوصي از باكتريها كه قادرند از طريق اكسيداسيون اين كانيها انرژي كسب نمايند، تسريع ميگردد.
1-1- تاريخچه هيدرومتالورژي و بيوهيدرومتالورژي در استخراج مس
استخراج هيدرومتالورژيكي (ليچينگ) مس از كانسنگ و رسوب دادن مس از محلول حاصل از ليچينگ، توسط آهن فلزي (سمنتاسيون) يك تكنولوژي قديمي است. تجربه چينيها در استفاده از اين تكنولوژي به 200-100 سال قبل از ميلاد و حتي ماقبل آن برميگردد. اين موضوع كه ميتوان مس را از محلول آبي رنگ استخراج كرد بايد يك كشف اتفاقي باشد كه تماس آهن فلزي با چنين محلولي باعث رسوب مس ميگردد]5[.
احتمالا ليچينگ تنها روش استحصال مس از كانسنگهاي سولفيدي درگذشته بوده است، زيرا در زمانهاي گذشته عمليات ذوب در كورههاي روباز صورت ميگرفته و اين تكنولوژي تنها براي كانسنگهاي اكسيدي و كربناته مس اثربخش است. اما امروزه با استفاده از كورههاي ذوب جديد ميتوان كانيهاي سولفيدي را هم ذوب كرد]6[.
از آغاز قرن حاضر، بيوليچينگ جايگاه ويژهاي در فناوري استخراج فلزات پيدا كرده و استفاده از آن در حال پيشرفت است. امروزه انحلال ميكروبي فلزات يك فناوري نويدبخش جهت استفاده از کانسنگهاي كمعيار و باطلههاي صنايع با حداقل انرژي ميباشد، ضمن اين كه از نظر زيستمحيطي داراي اين مزيت است كه جزء بهترين فناوريهاي شناخته شده ميباشد. طبق تعريف، استفاده از انواع گوناگون ميكروارگانيسمها، بهويژه باكتريها در فرآيند اكسيداسيون سولفيدهاي فلزي، بيوليچينگ ناميده ميشود. كاربرد ميكروارگانيسمها در انحلال سولفيدهاي فلزي به دوران باستان برميگردد، خيلي پيش از آن كه وجود آنها كشف و تأثير آنها شناخته شده باشد. البته تا سال 1947 كه براي اولين بار گونهاي از باكتريهاي مزوفيل را از پسابهاي معادن جداسازي و شناسايي كردند، اين نقش هم چنان ناشناخته بود. در مقياس صنعتي ميتوان از معدن مس ريوتينتو[1] اسپانيا بهعنوان اولين معدني كه در آن از ميكروارگانيسمها براي استخراج فلز استفاده شد، نام برد. ملاحظه ميشود استفاده اقتصادي از اين روش با موفقيت در بسياري از نقاط جهان ادامه دارد و اين خود آينده استفاده از بيوتکنولوژي در فرآيند بيوليچينگ را مثبت جلوه ميدهد]2[. شکل 1-1 بصورت شماتيک بيوليچينگ توده اي را نشان ميدهد.
تأثير ميكروارگانيسمها بر روي فلزات، اولين بار بعنوان پديده اي در پمپها و خطوط لوله معادن داراي آب اسيدي شناخته شد كه بعدها براي استخراج كانه كم عيار از آنها استفاده گرديد. در سال 1940 چندين گزارش از مشاهده ميكروارگانيسمها در كانه سولفيدي زغال و ورود اسيد سولفوريك توليد شده توسط اين ميكروارگانيسمها به رودخانه اوهايو به ثبت رسيد تا اينكه در سال 1947 ميكروبيولوژيستهاي امريكايي باكتري تيوباسيلوس فرواكسيدانس را جداسازي نموده و به عملكرد آنها در اكسيداسيون يون فرو پي بردند] 7[.
استفاده از ميكروارگانيسمهاي مفيد در فرآيندهاي فروشويي ميكروبي، به طور عملي از سال 1957 آغاز گرديد. بريرلي[2] در دهه 1960 ارگانيسمهاي اكسيدكننده سولفور را از چشمه هاي آب گرم جداسازي نمود[17]. در سال 1962، تروسل و رازل باكتري تيوباسيلوس فرواكسيدانس را از معدن ريوتينتو جداسازي كردند. در دهه 1970 اورانيوم در معدن متروكه كانادا و در همان زمان طلا در دو معدن در افريقاي جنوبي به روش ميكروبي استحصال گرديد]1[.
در سال 1965 با پاشش اسيدسولفوريك رقيق بر روي ديواره معادني كه سنگ معدن آن استخراج شده ولي در ديواره تونل و چاههاي آن به مقدار ناچيز اورانيوم وجود داشت (بعلت پوشيده شدن سطح اين ديواره ها با باكتري تيوباسيلوس فرواكسيدانس)، حدود 57 تن اورانيم بازيابي شد. همچنين هاريسون و همكارانش در سال 1966 موفق به جداسازي باكتري تيوباسيلوس فرواكسيدانس از آبهاي خروجي معادن اورانيوم شدند. در سال 1971 سهم باكتريها در حل كردن سنگهاي كم عيار سولفيدي در جهان به 5% و در امريكا به 18% رسيد و در سال 1980 توجه صنعت مس آمريكا به كانه كم عيار معطوف شد بطوريكه در سال1992، حدود 30% مس اين كشور توسط روش ميكروبي استحصال گرديد.
[1] Riotinto
[2] Brierly
بهینه سازی فرآیند بیولیچینگ سرباره مجتمع مس سرچشمه
منبع : گوگل
بهینه سازی فرآیند بیولیچینگ سرباره,بهینه سازی فرآیند بیولیچینگ سرباره مجتمع مس سرچشمه,بیولیچینگ سرباره مجتمع مس سرچشمه,فرآیند بیولیچینگ سرباره,مجتمع مس سرچشمه
درباره این محصول نظر دهید !
- توضیحات محصول را به خوبی بخوانید و در صورت نیاز به راهنمایی از بخش کاربری و سیستم تیکت استفاده نمایید .
- پشتیبانی محصولات سیستم تیکت و تماس از طریق واتس آپ می باشد .
- برای دریافت آخرین نسخه محصولات و دسترسی همیشگی به محصولات خریداری شده حتما در سایت عضو شوید .
- پرداخت از طریق درگاه بانکی انجام میشود در غیر این صورت با ما تماس بگیرید