ΣΥΜΒΟΛΗ ΣΤΟΝ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟ ΜΙΚΤΟΥ ΘΕΙΟΥΧΟΥ ΜΕΤΑΛΛΕΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΜΟΛΑΟΥΣ - ΣΑΜΜΑΣ, ΗΛΙΑΣ (Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών, 2018)
ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η διατριβή αυτή αναφέρεται στη διερεύνηση της δυνατότητας εμπλουτισμού μικτού θειούχου μεταλλεύματος της περιοχής Μολάων του Νομού Λακωνίας και στην επίλυση των δύσκολων και πολυσύνθετων προβλημάτων που παρουσιάζει το υλικό κατά τον εμπλουτισμό του, λόγω του προβλήματος αποδέσμευσης των χρήσιμων συστατικών του σε πολύ μικρό μέγεθος. Το δείγμα στάλθηκε στο Εργαστήριο Εμπλουτισμού από το Ι.Γ.Μ.Ε., το οποίο διεξήγαγε τις σχετικές γεωτρήσεις και τα ερευνητικά έργα. Η προέλευση του δείγματος ήταν από την περιοχή Μολάων Λακωνίας και είχε τα παρακάτω χαρακτηριστικά από πλευράς μέσης περιεκτικότητας: 1.12 % Pb, 6.34% Zn και 35 ppm Ag. Στο δείγμα αυτό πραγματοποιήθηκε πρωτογενής και δευτερογενής θραύση. Ο σκοπός ήταν να μελετηθεί η κοκκομετρία του υλικού που προκύπτει από την ελάττωση μεγέθους για να διαπιστωθεί: 1. Η κατανομή των κοκκομετρικών κλασμάτων μετά την πρωτογενή και δευτερογενή θραύση 2. Η κατανομή των κύριων ορυκτολογικών φάσεων στα διάφορα κοκκομετρικά κλάσματα και 3. Ο βαθμός αποδέσμευσης των διαφόρων ορυκτολογικών συστατικών μετά τις διαδικασίες ελάττωσης μεγέθους Η μελέτη αυτή έδειξε ότι: α) το υλικό θραύεται εύκολα, β) οι περιεκτικότητες στα χρήσιμα συστατικά (Pb, Zn) αυξάνουν με τη μείωση του μεγέθους του κοκκομετρικού κλάσματος, και γ) η αποδέσμευση των μεταλλικών συστατικών από το στείρο καθώς και μεταξύ τους είναι μη ικανοποιητική στα μεγέθη μέχρι 0.071 mm, ενώ είναι σχετικά ικανοποιητική κάτω από αυτό το μέγεθος. Ο βαθμός αποδέσμευσης μελετήθηκε περαιτέρω με τρεις διαφορετικούς τρόπους: α) με μικροσκόπιο, β) με βαριά υγρά και γ) με εμβαδομέτρηση φωτογραφιών και ανάλυση εικόνων με τη βοήθεια προγράμματος υπολογιστή συνδεδεμένου με μικροσκόπιο. Ο σκοπός της μελέτης αυτής ήταν να προσδιοριστούν ακριβώς το μέγεθος αποδέσμευσης των χρήσιμων συστατικών από το στείρο καθώς και μεταξύ τους για τα διάφορα κοκκομετρικά κλάσματα. Επίσης, διερευνήθηκε η δυνατότητα προεμπλουτισμού του φτωχού μεταλλεύματος, με απομάκρυνση σε αρχικό στάδιο μέρους του περιεχόμενου στείρου, προκειμένου να μειωθεί η ποσότητα του κατεργαζόμενου υλικού στις κυρίως διεργασίες εμπλουτισμού με τη μέθοδο της επίπλευσης. vi Από την μικροσκοπική μελέτη παρατηρήθηκε ότι η αποδέσμευση του στείρου από το σύνολο των χρήσιμων συστατικών επιτυγχάνεται σε πολύ μικρά κοκκομετρικά μεγέθη (-0.071+0.036mm και -0.036mm), με βαθμό αποδέσμευσης περίπου 70% που θεωρείται σχετικά ικανοποιητικός. Ο μέσος βαθμός αποδέσμευσης είναι πολύ μικρός (9.83% επί της αρχικής τροφοδοσίας). Άρα για να εμπλουτιστεί το υλικό πρέπει να λειοτριβηθεί σε μέγεθος -0.071mm, έτσι ώστε ο συνολικός βαθμός αποδέσμευσης του υλικού να είναι μεγαλύτερος από 70%. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης με βαριά υγρά (Β.Υ.), σημαντική αποδέσμευση των χρήσιμων συστατικών μεταξύ τους επιτυγχάνεται σε πολύ λεπτομερές μέγεθος τεμαχιδίων (-0.036mm). Επίσης, μικρό ποσοστό του στείρου (6 έως 25%) αποδεσμεύεται από το σύνολο των χρήσιμων συστατικών στα κοκκομετρικά κλάσματα -0.5+0.25mm και -0.25+0.125mm, με αντίστοιχες περιεκτικότητες απορριμμάτων μεταξύ 0.08 και 0.10% για τον Pb και 0.26 έως 0.33% για τον Zn. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν την ανάγκη εφαρμογής προεμπλουτισμού προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος. Οι δοκιμές προεμπλουτισμού πραγματοποιήθηκαν σε παλλόμενη τράπεζα Wilfley για τα κοκκομετρικά κλάσματα -2+1, -1+0.5, -0.5+0.25 και -0.25 +0.125mm ενώ για το κοκκομετρικό κλάσμα -0.125+0.036mm εφαρμόστηκε μικτή επίπλευση όλων των χρήσιμων συστατικών (χονδροειδής διαχωρισμός). Από τις δοκιμές αυτές προέκυψαν τα εξής αποτελέσματα: Παλλόμενη τράπεζα Wilfley. Η παλλόμενη τράπεζα δεν έδωσε καλά αποτελέσματα στα χονδρoμερέστερα κοκκομετρικά κλάσματα (-2+1 και -1+0.5mm). Η ποσότητα του στείρου που διαχωρίστηκε από το συμπύκνωμα και το ενδιάμεσο ήταν αμελητέα. Επίσης, το συμπύκνωμα των παραπάνω κλασμάτων, ειδικά στο -1+0.5mm, ήταν σχετικά καλό μεν από πλευράς περιεκτικότητας αλλά το κατά βάρος ποσοστό του ήταν πολύ μικρό (1-2%). Όμως, η παλλόμενη τράπεζα έδωσε σχετικά καλά αποτελέσματα στα κοκκομετρικά κλάσματα -0.5+0.25 και -0.25+0.125mm, καθώς απομακρύνθηκε σημαντικό ποσοστό στείρου (20% έως 42% της τροφοδοσίας), με σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε Pb (από 0.17% έως 0.36%) και Zn (από 0.81% έως 2.6%). Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να βελτιωθεί σημαντικά η περιεκτικότητα της τροφοδοσίας της επίπλευσης και, κατά συνέπεια, η περιεκτικότητα των συμπυκνωμάτων επίπλευσης τόσο του μολύβδου (από 1.12% σε 5.53%) όσο και του ψευδαργύρου (από 6.35% σε 33.99%). Επίσης, διαπιστώθηκε βελτίωση και στο ενδιάμεσο υλικό της τράπεζας, όπου οι αθροιστικές περιεκτικότητες του βαρέος και του vii ενδιάμεσου προϊόντος σε Pb και Zn ήταν 1.49% και 8.71% αντίστοιχα, ενώ ταυτόχρονα η απόρριψη του στείρου ανήλθε σε ποσοστό 45% του βάρους της τροφοδοσίας. Η μικτή επίπλευση στο κοκκομετρικό κλάσμα -0.125+0.036mm έδωσε μικτό συμπύκνωμα (Pb-Zn) βάρους 15 – 26% με ικανοποιητική περιεκτικότητα σε μόλυβδο (4.5 έως 6.30%) και ψευδάργυρο (22 έως 25.30%) και αρκετά ικανοποιητικές ανακτήσεις (80% για τον Pb και 82% για τον Zn). Το κατά βάρος ποσοστό του στείρου που απομακρύνεται με τη μικτή επίπλευση είναι 70% έως 80%, με περιεκτικότητες σχετικά χαμηλές σε Pb (0.17% έως 0.35%) και Zn (0.85% έως 2.10%). Η συνδυασμένη επεξεργασία του μεταλλεύματος σε παλλόμενη τράπεζα (προεμπλουτισμός) και μικτή επίπλευση βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα του υλικού της τροφοδοσίας στα διάφορα κυκλώματα της διαφορικής επίπλευσης (ο μόλυβδος από 1.14% αυξάνεται σε 6.5% και ο ψευδάργυρος από 6.80% σε 25%). Ταυτόχρονα, αυξάνει και η ανάκτηση των χρήσιμων συστατικών σε 85% για τον Pb και 88% για τον Zn, αντίστοιχα. Ο εμπλουτισμός του μεταλλεύματος πραγματοποιήθηκε με επίπλευση σε διάφορους συνδυασμούς από πλευράς κυκλωμάτων και μεγέθους μεταλλεύματος. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται στα εξής: 1. Μικτή επίπλευση α) Σε λεπτομερώς λειοτριβημένο μετάλλευμα (80.1% με μέγεθος -0.036mm). Η μικτή επίπλευση με λεπτομερές μέγεθος μεταλλεύματος έδωσε προϊόντα με περιεκτικότητα σε Pb 6.64% (αρχική 1.19%) και Zn 35.10% (αρχική 6.05%) ενώ οι αντίστοιχες ανακτήσεις ήταν 86.41% για τον Pb και 90.22% για τον Zn. β) Σε χονδρομερώς λειοτριβημένο μετάλλευμα (58.60% με μέγεθος -0.036mm). Η εφαρμογή μικτής επίπλευσης σε σχετικά χονδρομερές μετάλλευμα έδωσε προϊόντα με περιεκτικότητα 4.76% Pb (αρχική 1.45%) και 23.58% Zn (αρχική 6.70%) με αντίστοιχες ανακτήσεις 75% για τον Pb και 78% για τον Zn, κατά μέσο όρο. 2. Διαφορική επίπλευση α) Σε λεπτομερώς λειοτριβημένο μετάλλευμα (80.1% με μέγεθος -0.036mm). Η εφαρμογή διαφορικής επίπλευσης έδωσε συμπύκνωμα γαληνίτη, με περιεκτικότητα 30.25% Pb (αρχική 1.20%) και ανάκτηση Pb 82.93%, καθώς επίσης συμπύκνωμα σφαλερίτη με περιεκτικότητα 50.80% Zn (αρχική 6.13%) και ανάκτηση Zn 86.88%. viii β) Σε χονδρομερώς λειοτριβημένο μετάλλευμα (58,60% με μέγεθος -0.036mm). Η διαφορική επίπλευση έδωσε συμπύκνωμα γαληνίτη με περιεκτικότητα 27.20% Pb (από 1.45%) και ανάκτηση μολύβδου 75.1%, καθώς επίσης συμπύκνωμα σφαλερίτη με περιεκτικότητα σε 54.32% Zn (από 6.70%) και ανάκτηση ψευδαργύρου 74.11%. 3. Σύνθετα κυκλώματα μικτής (ολικής) και διαφορικής επίπλευσης σε λεπτομερώς λειοτριβημένο μετάλλευμα (81% με μέγεθος -0.036mm) Το σύνθετο κύκλωμα μικτής στην συνέχεια διαφορικής επίπλευσης σε λεπτομερές μετάλλευμα έδωσε καθαρό συμπύκνωμα γαληνίτη βάρους 2.55% με καλή περιεκτικότητα (32.29% Pb) και μέτρια ανάκτηση μολύβδου 58.63%. Επίσης, έδωσε συμπύκνωμα σφαλερίτη βάρους 8.75% με πολύ καλή περιεκτικότητα (57.4% Zn) και σχετικά καλή ανάκτηση ψευδαργύρου 79.22%. 4. Σύνθετα κυκλώματα επίπλευσης με προεμπλουτισμό Τα σύνθετα κυκλώματα επίπλευσης σε προεμπλουτισμένο δείγμα έδωσαν πολύ καλά αποτελέσματα. Iδιαίτερα στις δοκιμές που περιλαμβάνονταν και το ενδιάμεσο προϊόν της παλλόμενης τράπεζας, ο διαχωρισμός έδωσε καθαρό συμπύκνωμα γαληνίτη βάρους 4.32%, με καλή περιεκτικότητα (27.12% Pb) και καλή ανάκτηση μολύβδου 84.09%. Eπίσης, έδωσε συμπύκνωμα σφαλερίτη βάρους 10.15%, με πολύ καλή περιεκτικότητα (56.56% Zn) και καλή ανάκτηση ψευδαργύρου 86.12%. Στις δοκιμές που δεν περιλάμβαναν το ενδιάμεσο υλικό της τράπεζας, ο διαχωρισμός έδωσε καθαρό συμπύκνωμα γαληνίτη με βάρος 3.44%, περιεκτικότητα 35.20% Pb (καλή) και ανάκτηση 81.88% (καλή). Eπίσης, έδωσε συμπύκνωμα σφαλερίτη με βάρος 8.23%, περιεκτικότητα 64.75% (πολύ καλή) και ανάκτηση 79.51% (καλή). Γενικά, τα σύνθετα κυκλώματα σε δυο φάσεις, που περιλαμβάνουν: α) προεμπλουτισμό του υλικού σε παλλόμενη τράπεζα και χονδροειδή διαχωρισμό με επίπλευση και β) λειοτρίβηση του ολικού (μικτού) συμπυκνώματος με επακόλουθο διαχωρισμό του σε κυκλώματα διαφορικής επίπλευσης, είναι εκείνα που δίνουν καλές περιεκτικότητες και καλές ανακτήσεις.