מבוא לעיבוד עפרות אנטימון
אנטימון (Sb) הוא מטאלואיד אפור מבריק, המשמש בעיקר כחומר התקשות לעופרת, במיוחד בסוללות חומצת עופרת-. הטריאוקסיד שלו הוא מעכב בעירה חיוני בפלסטיק וטקסטיל. הטבה והפקה של עפרות אנטימון מורכבות בשל שבירות המינרל והעובדה שהוא מתרחש לעתים קרובות בעפרות מורכבות עם מתכות אחרות כמו עופרת, נחושת וכסף.
התהליך הספציפי והמכונות המשמשים תלויים במידה רבה בהרכב העפרה (למשל, סטבניט, זהב אנטימוניאלי) ובדרגה.
שלבי עיבוד ליבה ומכונות
מפעל טיפוסי לעיבוד עפרות אנטימון עוקב אחר השלבים העיקריים הבאים:
שלב 1: ריסוק וטחינה (קומיוניציה)
המטרה היא לשחרר את האנטימון הנושא-מינרלים מהגנגה (פסולת).
מגרסה לסתות ראשונית:הריצה-של-העפרות שלי (ROM) מוזנת לתוך מגרסה לסתות-כבדה. מכונה זו מקטינה סלעים גדולים (עד 1 מטר) לגודל ניתן לניהול של כ-100-200 מ"מ.
סוג מכונה:מגרסה לסתות בלייק, מגרסה לסתות אקסצנטרית מעל הראש.
מגרסה חרוטים משנית:התפוקה ממגרסה הלסתות מצטמצמת עוד יותר על ידי מגרסה חרוטים לגודל של בסביבות 10-50 מ"מ.
סוג מכונה:מגרסה קונוס קפיצית, מגרסה קונוס הידראולית.
טחנת טחינה:לאחר מכן, העפרה המרוסקת מוזנת לטחנת טחינה עם מים ליצירת תמיסה. הטחנה משתמשת בכדורי פלדה או בעפרה עצמה כאמצעי טחינה כדי להקטין את גודל החלקיקים לאבקה דקה (לעיתים קרובות פחות מ-0.1 מ"מ), ולמעשה משחררת את מינרלי האנטימון.
סוג מכונה:
טחנת כדורים:הנפוץ ביותר.
רוד מיל:לפעמים משמש לטחינה ראשונית גסה יותר.
שלב 2: הטבה (הפרדת כוח משיכה וציפה)
זהו השלב הקריטי ביותר לריכוז האנטימון.
עבור עפרות פשוטות וגסות-:
הפרדת כוח הכבידה:שיטה זו מנצלת את המשקל הסגולי הגבוה של סטבניט (מינרל האנטימון העיקרי).
מכונת ג'יג:מכונה נפוצה ויעילה. התרחיץ מופעל בצורה אנכית על מסך, מה שגורם לחלקיקי אנטימון צפופים יותר לשקוע בתחתית ולשטיפה של כנוגה קלה יותר.
מכונת ג'יג
שולחן רועד:שולחן מעט משופע עם ריבים. כשהשולחן רועד, תרכיז האנטימון הצפוף יותר נע לאורך הריפלים בזמן שהזנב הקל יותר נשטף מהצד.
עבור עפרות מורכבות, עדינות-(הנפוצות ביותר):
ציפת קצף:זוהי השיטה השלטת להחלמה של אנטימון. הוא מפריד בין מינרלים על סמך הכימיה של פני השטח שלהם.
מיכל מיזוג:תמיסת העפרות הטחונה מעורבת עם ריאגנטים ספציפיים.
אספנים (למשל, Xanthates):הפוך את משטחי מינרל האנטימון להידרופוביים (דוחי מים-).
מקציפים (למשל, שמן אורן):צור בועות יציבות בתא הציפה.
מפעילים/מדכאים:משמש להפרדה סלקטיבית של אנטימון ממינרלים גופרתיים אחרים (כמו עופרת או נחושת).
תא ציפה/מנגנון:אוויר נשף לתוך הטנק, יוצר בועות. חלקיקי האנטימון ההידרופוביים מתחברים לבועות ועולים אל פני השטח ויוצרים קצף. קצף זה מופרש כמולְהִתְרַכֵּז. חלקיקי הגנג ההידרופיליים (מושכים מים-) שוקעים ונפלטים כמוזנבות.
סוג מכונה:תא ציפה תסיסה מכנית, תא ציפה פניאומטי, תא ציפה עמודה.
לעתים קרובות, נעשה שימוש בשילוב של ריכוז טרום-הכבידה ואחריו הציפה להתאוששות וציון מיטביים.
שלב 3: הסרת מים
התרכיז ממעגל הציפה או הכבידה הוא תמיסה עם תכולת מים גבוהה. יש להסיר מים אלה לצורך הובלה ועיבוד נוסף.
מַעֲבֶה:מיכל עגול גדול בו הזנת הסלרי למרכז. מוסיפים פלקולנטים כדי לגרום לחלקיקים עדינים להתקבץ זה לזה ולהתיישב בתחתית כמו בוצה עבה (תת-תת). מים צלולים עולים על גדותיהם ולעיתים קרובות ממוחזרים בחזרה למפעל.
מסנן לחץ או מסנן דיסק ואקום:הבוצה המעובה נשאבת למסנן.
הקש סינון:משתמש בלחץ גבוה כדי לסחוט מים דרך מטליות סינון, מייצר עוגת פילטר יבשה ומוצקה (תכולת לחות ~10-20%).
מסנן דיסק ואקום:מכונה רציפה המשתמשת בוואקום כדי לשאוב מים דרך דיסקיות מסתובבות המכוסות בבד סינון, ויוצרת עוגה מעט לחה יותר.
שלב 4: עיבוד פירומטלורגי (התכה)
עוגת הסינון (תרכיז אנטימון) נשלחת למתקן התכה לייצור מתכת. לרוב מדובר במתקן נפרד.
תנור צלייה:תחילה ניתן לצלות את התרכיז כדי להסיר גופרית ולהמירה לתחמוצת אנטימון (Sb₂O₃).
תנור הדהוד או תנור פיצוץ:התחמוצת או התרכיז הגולמי מומסים עם חומר מפחית (כמו קוק/פחם) ושטפים (כמו אפר סודה או נתרן סולפט) כדי לייצר מתכת אנטימון גולמית (המכונה לעתים קרובות "אנטימון גולמי" או אנטימון "מנוזל").
קומקום/מצקת זיקוק:המתכת הגולמית מזוקקת על ידי הוספת שטפים ספציפיים להסרת זיהומים כמו ברזל, ארסן וגופרית, וכתוצאה מכך מתכת אנטימון בדרגה מסחרית-.
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] ---->מתכת אנטימון
שיקולים מרכזיים למפעל עיבוד
שונות עפרות:עיצוב הצמח חייב להיות גמיש כדי להתמודד עם שינויים בדרגת עפרות ובמינרלוגיה.
בקרות סביבתיות:סטבניט (Sb₂S₃) מכיל גופרית, אשר מייצרת גופרית דו חמצנית (SO₂) במהלך ההתכה. צמחים מודרניים דורשים יעילמערכות ניקוי גזכמו צמחי חומצה או מקרצפים כדי למנוע זיהום אוויר.
ניהול מים:מים נמצאים בשימוש נרחב ויש למחזר אותם.סכרי זנבחייב להיות מהונדס בקפידה כדי למנוע זיהום מי תהום.
אופטימיזציה של ריאגנטים:הסוג והמינון של ריאגנטים לציפה הם קריטיים להשגת שיעורי התאוששות גבוהים וציוני תרכיז. זה דורש מעבדה-מאובזרת היטב לבדיקה מתמשכת.
לסיכום, מפעל לעיבוד עפרות אנטימון הוא מערכת מורכבת של מגרסות-כבדות, טחנות טחינה מדויקת, תאי ציפה מתוחכמים וציוד הסרת מים חזק, כולם נשלטים כדי להפריד ולרכז ביעילות מתכת בעלת ערך, אך לעתים קרובות מסובך, מהעפרה שלה.
