بررسی تاثیر کانی‌های رسی بر کارایی فلوتاسیون کانسنگ مس سونگون

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد فرآوری مواد معدنی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز،

2 دانشگاه صنعتی سهند

3 دانشگاه صنعتی سهند تبریز- عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی معدن- گروه فرآوری مواد معدنی

4 دکتری تخصصی فراوری مواد معدنی/ مهندسی معدن/ دانشگاه صنعتی سهند

10.22034/ijme.2020.113749.1750

چکیده

تاثیر کانی‌های رسی در عملکرد فلوتاسیون با ساخت نمونه‌های تصنعی برای انواع رس در درصد‌های مختلف به طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است اما تاثیر ترکیب رس‌ها در یک کانسنگ و یا بررسی تاثیر رس‌های موجود در خود کانسنگ مطالعه نشده است. حضور ترکیب کانی‌های رسی در خوراک کارخانه تغلیظ مس سونگون باعث مشکلات متفاوتی از جمله کاهش عیار و بازیابی کنسانتره نهایی می‌شود. بدیهی است که درک رفتار رس‌ها در عملکرد فلوتاسیون این کانسنگ می‌تواند گام موثری در امکان بهبود عملیات کارخانه در هنگام مواجه با خوراک‌های با درصد رس بالا باشد. لذا جهت بررسی تاثیر کانی‌های رسی بر عملکرد فلوتاسیون کانسنگ مس سونگون، رفتار فلوتاسیون دو نمونه رس‌دار با درصد رس متفاوت در بخش رافر بررسی شد. نتایج بدست آمده برای دو نمونه‌ی رس بالا با محتوی ایلیت 46/10درصد، کائولینیت 36/2 درصد و مسکویت 62/6 درصد و رس پایین با محتوی ایلیت 12/6 درصد، کائولینیت 2 درصد و مسکویت 3/11 درصد مشخص کرد که در نمونه رس پایین اندازه حباب‌ها کاهش یافته است و همچنین کف، حاوی ذرات با ارزش کمتری است که نهایتا موجب کاهش بازیابی این نمونه به دلیل نرمه پوشی کانی‌های مس با مسکویت شده است. در طرف مقابل، کاهش قابل توجهی در عیار و بازیابی نمونه رس بالا علی‌رغم حجم کف پایین مشاهده نشد و مشخص شد کانی ایلیت (با درصد موجود در کانسنگ مذکور) تاثیری در فلوتاسیون مس ندارد. با بررسی تاثیر میزان کانی‌های رسی بر عملکرد فلوتاسیون مشخص شد که افزایش مقدارکانی‌های رسی به بیش از 10 درصد ویسکوزیته پالپ را بشدت افزایش می‌دهد. در ادامه با افزایش مقدار کائولینیت به 20 درصد وزنی تعداد حباب‌های با اندازه بزرگ کاهش یافت و کف بی‌ر‌نگ شد و موجب کاهش بازیابی از 25/81 به 43/71 درصد و عیار از 38/5 به 05/2 درصد گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of clay minerals on the performance of Sungun copper ore flotation

نویسندگان [English]

  • Shahab Asadpour 1
  • Javad Vazifeh mehrabani 3
  • Hussien Ebadi 4
1 sahand university of technology
3 sahand university of technology
4 Sahand University of technology
چکیده [English]

The influence of clay minerals on flotation performance has been extensively studied by making synthetic samples with different percentages of clays but the impact of a mixture of clays in an ore and the effect of available clays on the ore itself has not been studied. The presence of a combination of clay minerals in the feed of the Sungun Copper Concentration Plant causes various problems such as reduction of grade and recovery of final concentrate. It is evident that understanding the behavior of clays in flotation performance of this ore can be an effective step in improving plant operation for feeds with high percentages of clays. Therefore, in order to investigate the influence of clay minerals on the flotation performance of Sungun ore, the flotation behavior of two samples with different clay percentages was investigated in the rougher flotation step. The obtained results indicated that for the sample with low clay content, 6.12% of illite and 2% of kaolinite, there is a reduction in the recovery and froth bubble size. On the other hand for the sample with high clay content, 100.46% of illite and 2.36% kaolinite, the volume of froth decreased but there was not reduction in the final recovery. Illite had no effect on flotation process and observed difference was related to the percentage of muscovite mineral in two samples (6.62% and 11.13% for high and low clay samples, respectively). Increasing clay minerals to more than 10% increases pulp viscosity. The addition of kaolinite by 20% by weight reduced the number of large bubbles and discolored the foam, reducing the recovery from 81.25 to 71.43% and grade from 5.38 to 2.5%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay Minerals
  • Copper flotation
  • Viscosity
  • Froth performance
مراجع
[1] Theng, B.K.G., 2012. The clay minerals. In Developments in clay science (Vol. 4, pp. 3-45). Elsevier.
[2] Tucker, M.E. ed., 2009. Sedimentary petrology: an introduction to the origin of sedimentary rocks. John Wiley & Sons.
[3] Bulatovic, S.M.,Wyslouzil, D.M., Kant, C., 1998. Operating practices in the beneficiation of major porphyry copper/molybdenum plants from Chile: innovated technology and opportunities, a review. Miner. Eng. 11 (4), 313–33
 [4] Wang, Y., Peng, Y., Nicholson, T. and Lauten, R.A., 2015. The different effects of bentonite and kaolin on copper flotation. Applied Clay Science, 114, pp.48-52.
 [5] Peng, Y., Zhao, S., 2011. The effect of surface oxidation of copper sulfide minerals on clay slime coating in flotation. Miner. Eng. 24 (15), 1687–1693.
 
[6] Chen, X. and Peng, Y., 2018. Managing clay minerals in froth flotation—A critical review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 39(5), pp.289-307.
 
 [7] Farrokhpay, S. and Ndlovu, B., 2013. Effect of phyllosilicate minerals on the rheology, colloidal and flotation behaviour of chalcopyrite mineral. Chemeca 2013: Challenging Tomorrow, p.733.
 
[8] Liu, D., Peng, Y., 2014. Reducing the entrainment of clay minerals in flotation using tap and saline water. Powder Technol. 253, 216–222
 
[9] Zhang, M., Peng, Y., 2015. Effect of clay minerals on slurry rheology and the flotation of copper and gold minerals. Miner. Eng. 70, 8–13.
 
[10] Cruz, N. and Peng, Y., 2016. Rheology measurements for flotation slurries with high clay contents–a critical review. Minerals Engineering, 98, pp.137-150.
 
[11] Farrokhpay, S., Ndlovu, B. and Bradshaw, D., 2016. Behaviour of swelling clays versus non-swelling clays in flotation. Minerals Engineering, 96, pp.59-66.
 [12] Farrokhpay,  B. Ndlovu “Effect of clay minerals on froth stability in mineral flotation: A riview” 26th International Mineral Processing Congress ,2252
[13].   Murray, H.H., 1999. Applied clay mineralogy today and tomorrow. Clay minerals, 34(1), pp.39-49.
 
[14] Wang, L., Peng, Y., Runge, K. and Bradshaw, D., 2015. A review of entrainment: Mechanisms, contributing factors and modelling in flotation. Minerals Engineering, 70, pp.77-91.
 
[15] Cruz, N., Peng, Y., Wightman, E. and Xu, N., 2015. The interaction of clay minerals with gypsum and its effects on copper–gold flotation. Minerals Engineering, 77, pp.121-130.
 
[16] Wang, Y., 2016, “Mitigating the deleterious effect of clay minerals on
copper flotation.” PhD Thesis, The University of Queensland.
 
[17] Cruz, N., Peng, Y., Farrokhpay, S. and Bradshaw, D., 2013. Interactions of clay minerals in copper–gold flotation: Part 1–Rheological properties of clay mineral suspensions in the presence of flotation reagents. Minerals Engineering, 50, pp.30-37.
[18] Farrokhpay, S., Ndlovu, B. and Bradshaw, D., 2018. Behavior of talc and mica in copper ore flotation. Applied Clay Science, 160, pp.270-275.
 [19] Moore, D.M. and Reynolds, R.C., 1989. X-ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals (Vol. 322, p. 321). Oxford: Oxford university press.
[20] Poppe, L.J., Paskevich, V.F., Hathaway, J.C. and Blackwood, D.S., 2001. A laboratory manual for X-ray powder diffraction. US Geological Survey Open-File Report, 1(041), pp.1-88.
[21] Brindley, G.W., 1980. Crystal structures of clay minerals of clay minerals and their X-ray identification. Mineralogical Society Monograph., 5, pp.Chapter-2.
 
[22] Lutterotti, L. (2000). MAUD. CPD Newsletter  (IUCr).
 
[23] Young, R., Introduction to the Rietveld method. The Rietveld Method, 1993.
 
[24] Hill, R.J. and Howard, C.J., 1987. Quantitative phase analysis from neutron powder diffraction data using the Rietveld method. Journal of Applied Crystallography, 20(6), pp.467-474.
 
[25] Rietveld, H., A profile refinement method for nuclear and magnetic structures. Journal of applied Crystallography, 1969. 2(2): p. 65-71.
 
[26] Hillier, S., Accurate quantitative analysis of clay and other minerals in sandstones by XRD: comparison of a Rietveld and a reference intensity ratio (RIR) method and the importance of sample preparation. Clay Minerals, 2000. 35(1): p. 291-302.
[27] Will, G., Powder diffraction: The Rietveld method and the two stage method to determine and refine crystal structures from powder diffraction data. 2006: Springer Science & Business Media.
 
[28] Randolph Jr, J.M., Characterizing flotation response: a theoretical and experimental comparison of techniques.1997.
 
[29]  Xu, Z., Liu, J., Choung, J. W., and Zhou, Z., 2003, “Electrokinetic study of clay interactions with coal in flotation.” International Journal of Mineral Processing, 68(1–4), pp. 183–196.
 
[30]  He, M., Addai-Mensah, J., and Beattie, D., 2009, “The influence of polymeric dispersants on sericite–chalcocite particle interactions in aqueous media.” Chemical Engineering Journal, 152(2–3), pp. 471–479.
 
[31]  Uribe, L., Gutierrez, L., and Jerez, O., 2016, “The depressing effect of clay minerals on the floatability of chalcopyrite.” Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review, 37(4), pp. 227–235.