چگونه بازدارنده‌های جدید دوستدار محیط زیست می‌توانند چالش‌های پیچیده جداسازی سنگ‌های سرب و روی را حل کنند؟

در مخزن شناور، فوم در حال جوشیدن است، و یک عامل سبز به آرامی قوانین بازی را برای جدایی سرب-زنک تغییر می دهد.

در کارخانه های پردازش سنگ معدنی سنتی، بوی تند سولفید سدیم در کارگاه شناور نفوذ می کند، دوز های بالای سنگ مرمر باعث تراش شدید در لوله ها می شود،و هزینه تصفیه فاضلاب همچنان بالاستاین مهار کننده های متعارف اغلب در برخورد با سنگ های پیچیده سرب-زنک بی اثر هستند.

سنگ آهن سرب-زنک اکسید شده دشوار برای پردازش، سنگ آهن سرب-زنک سولفید مخلوط، و سنگ آهن حاوی گانگ کربن یا گل، که در آن سنگ های معدنی سرب و روی شناور بودن مشابه دارند،با استفاده از واکنشگرهای معمولی، جدا کردن آنها دشوار است.این امر منجر به محتوای بیش از حد روی در غلظت سرب و غنی سازی ناخالصی های سرب در غلظت روی می شود، که منجر به نرخ بازیافت مداوم پایین می شود.

با افزایش فشار محیط زیست، برخی از مهار کننده های سنتی با خطر ممنوعیت به دلیل سمی بودن یا غیر قابل تجزیه زیست مواجه هستند.و به راحتی قابل تجزیه زیستی مهار کننده های جدید تبدیل به یک کار فوری برای صنعت.

01

معضل جدایی: چرا مهار کننده های سنتی در مقابل اجسام معدن پیچیده شکست می خورند؟

مهار کننده های سنتی مانند سیانید و دی کرومات، اگرچه تا حدودی موثر هستند، بسیار سمی هستند و خطر آلودگی محیط زیست را ایجاد می کنند و استفاده از آنها به تدریج محدود شده است.حتی ترکیبی نسبتاً سازگار با محیط زیست از سولفید نیترون و سدیم نیز مشکلاتی مانند دوز بالا دارد.، کاربرد محدود، و مهار شدید فلزات گرانبها مرتبط.

برای معادن مرکب سرب-زنک با مقدار بالای گوگرد، آهن بالا، نرخ اکسیداسیون بالا، یا حاوی اجزای مداخله کننده کربن یا گلروش های سنتی اغلب کاهش چشمگیری در کارایی جداسازی را تجربه می کنندشاخص های آلودگی بین سرب و روی بدتر می شوند، کیفیت محصول را کاهش می دهند و به طور مستقیم بر قیمت های فروش تاثیر می گذارند.

در یک منطقه معدن، محتوای سرب در غلظت روی در هنگام استفاده از مهار کننده های معمولی به 1.2 درصد رسید، که حد قراردادی 0.8٪ را به مراتب فراتر می برد.که منجر به رد کل دسته محصولات و خسارت های اقتصادی قابل توجهی می شود.

مقررات زیست محیطی به طور فزاینده ای سخت گیرانه می شود و برخی معادن با جریمه و یا حتی قطع تولید به دلیل فلزات سنگین بیش از حد یا باقیمانده مواد سمی در فاضلاب خود روبرو هستند.هزینه های انطباق زیست محیطی تبدیل به یک جزء مهم از هزینه های پردازش معدن شده است.

02

مکانیسم عمل: چگونه مهار کننده های سازگار با محیط زیست به مهار انتخابی دست می یابند؟

مهار کننده های جدید سازگار با محیط زیست عمدتاً به مهار کننده های پلیمر آلی و عوامل ترکیب شده مهار کننده اشاره دارند.مکانیسم عمل آن ها با نوع سنتی "انعکاس" متفاوت است.این واکنشگرها در سطح مولکولی طراحی شده اند تا جذب خاصی از گروه های عملکردی خود را بر روی سطح مواد معدنی روی یا مواد معدنی گنگ ایجاد کنند.تغییر هیدروفیلیتی آنها در حالی که تاثیرات روی شناور بودن مواد معدنی سرب را به حداقل می رساندبه عنوان مثال، برخی از نشاسته های اصلاح شده یا مشتقات سلولز نشان می دهد اثرات مهار کننده قابل توجهی بر روی sphalerite اما مهار ضعیف تر بر روی pyrite.

ویژگی های زیست محیطی هم در منبع و هم در پایان منعکس می شود: مواد اولیه مصنوعی به طور معمول طبیعی و تجدید پذیر هستند (مانند عصاره های گیاهی) ،و ساختار مولکولی به راحتی در محیط طبیعی تجزیه می شود.آزمایش های صنعتی نشان داده اند که دوز نظری برخی از واکنش کننده های جدید می تواند در مقایسه با مهار کننده های سنتی 30 تا 50 درصد کاهش یابد و غیر سمی و بی ضرر هستند.

در آزمايش هاي انجام شده توسط گروه تيانژو بر روي معدن سرب زينکمشخص شد که استفاده از ترکیبی خاص از مهار کننده های سازگار با محیط زیست نه تنها کارایی جدایی سرب-زنک را بهبود می بخشد، اما همچنین میزان بازیابی نقره مرتبط با ردیابی را که قبلاً به شدت مهار شده بود، حدود 15٪ افزایش داد.دستیابی به بهینه سازی دوگانه هر دو فلز اصلی و فلز های گرانبها مرتبط.

03
تأیید صنعتی: از داده های آزمایشگاهی به شاخص های تولید پایدار

یک معدن بزرگ سرب-زنک در جنوب غربی چین دارای یک سنگ معدن با نرخ اکسیداسیون زنک بیش از 30٪ و حاوی مقدار زیادی از کلوریت به راحتی گِل شده است.در فرآیند اصلی از مقدار زیادی از نیل و سولفید سدیم استفاده می شد، که منجر به نرخ بازیابی روی کمتر از 75٪ می شود و pH بالای آب بازیافت شده استفاده مجدد را دشوار می کند.

پس از معرفی یک برنامه جدید سازگار با محیط زیست که عمدتاً بر اساس هومات سدیم و یک مهار کننده پلی ساکارید است،و بعد از آزمایش های مداوم شناور در آزمایشگاه و سه ماه استفاده صنعتی، شاخص های پایدار نهایی نشان داد: کیفیت غلظت روی از 48٪ به 51٪ افزایش یافت، نرخ بازیابی از 75٪ به 82٪ افزایش یافت و میزان از دست دادن روی در غلظت سرب 2٪ کاهش یافت.۱ درصد.

قيمت ريجنت در هر تن سنگ خام حدود 0.8 يوان افزایش يافتاما مزایای افزایش نرخ بازیابی و بهبود کیفیت غلظت منجر به افزایش سود خالص بیش از 5 یوآن در هر تن سنگ خام شد.مزایای زیست محیطی حتی قابل توجه تر بود، با کاهش هزینه های تصفیه فاضلاب حدود 40٪،و به دست آوردن یک گردش حلقه بسته بیش از 85٪ از فلوتاسیون فاضلاب.

در عمل در یک معدن سرب-زنک با مقدار بالای گوگرد در سینکیانگ، طرح جدید مهارگر با موفقیت مشکل جدا کردن پیریت از اسفالریت را حل کرد.اطمینان از اینکه محتوای گوگرد در غلظت روی مطابق با استانداردها استاز این رو داده های صنعتی نشان می دهد که کل مصرف کلکتورها حدود 20 درصد کاهش یافته است.

04
تجزیه و تحلیل هزینه و سود: چگونه سرمایه گذاری های زیست محیطی به سود خالص تبدیل می شود؟

ارزیابی اقتصاد مهار کننده های جدید نیاز به ایجاد یک مدل هزینه جامع دارد که ابعاد متعددی مانند هزینه های مستقیم واکنشگر، مزایای بازیابی فلز،پاداش کیفیت محصول، رعایت شرایط زیست محیطی، صرفه جویی در هزینه ها و بهبود ثبات تولید.

مقایسه مستقیم قیمت واحد واکنشگر می تواند گمراه کننده باشد. در یک مورد، قیمت واحد مهار کننده جدید سه برابر سولفید سدیم بود، اما به دلیل کارایی و انتخابی آن،مصرف واقعی فقط یک چهارم از واکنش دهنده سنتی بود.، که منجر به کاهش 10٪ در هزینه های کلی مهار کننده در هر تن سنگ معدنی می شود.

نرخ بهبود یافته استخراج فلز به طور مستقیم به درآمد تبدیل می شود. به عنوان مثال یک کارخانه پردازش با ظرفیت روزانه 3000 تن سنگ آهن، افزایش 1٪ در نرخ استخراج روی،تخمین زده شده به قیمت های فعلی روی، می تواند سالانه میلیون ها یوآن سود ناخالص اضافی تولید کند. جایزه کیفیت ناشی از کیفیت غلظت بهبود یافته نیز قابل توجهی است.

مزایای زیست محیطی قابل اندازه گیری است. کاهش استفاده از واکنشگرهای سمی به طور مستقیم مشکلات تصفیه فاضلاب و هزینه های دفع زباله های خطرناک را کاهش می دهد.در برخی از مناطق معدن که مهار کننده های جدید اعمال شده اند، بار مالیاتی زیست محیطی کاهش یافته است و الزامات ارزیابی زیست محیطی سختگیرانه تر برآورده شده است، که موانع برای عملیات قانونی طولانی مدت معدن را از بین می برد.

مزایای غیر ملموس ثبات تولید نیز قابل توجه است. مهار کننده های جدید کاربرد گسترده تری و ظرفیت بافری قوی تری در برابر نوسانات در خواص سنگ آهن دارند.کمک به کاهش نوسانات در شاخص های تولید و مشکلات عملیاتی، در نتیجه خطر تخفیف فروش یا بازگشت به دلیل کیفیت پایین محصول را کاهش می دهد.

05

مرزهای آینده: محدودیت های تکنولوژی فعلی و جهت های تحقیقات آینده

مهار کننده های جدید سازگار با محیط زیست یک داروی درمان نیستند. چرخه تحقیق و توسعه آنها طولانی است و الزامات سفارشی سازی بالا است.یک فرمول واکنشگر موفق اغلب فقط برای انواع خاصی از سنگ معدن موثر است، و کاربرد کلی آن نیاز به بهبود دارد. هزینه های اولیه تحقیقات و آزمایش برخی از معادن کوچک و متوسط را بازدارنده می کند.

در حال حاضر، بازار با محصولات با کیفیت متفاوت، فاقد استانداردهای صنعتی واحد و سیستم های ارزیابی عملکرد است، که انتخاب شرکت های معدنگری را دشوار می کند.ثبات طولانی مدت در کاربردهای صنعتی، به ویژه در مورد اثرات بالقوه بر تجهیزات و خط لوله، هنوز نیاز به تأیید داده های عملی بیشتری دارد.

مسیرهای تحقیقاتی آینده دقیق تر و هوشمندانه تر خواهند بود. طراحی شبیه سازی مولکولی بر اساس ساختار کریستال معدنی و خواص سطح می تواند واکنش های "بر اساس" را به دست آورد.با ترکیب سیستم های تجزیه و تحلیل آنلاین و سیستم های دوز خودکار، بهینه سازی پویا در زمان واقعی استفاده از مهار کننده به دست می آید، از "اضافه تجربی" به "تصمیم گیری درک" دوز هوشمند تغییر می کند.

یک روند دیگر همبستگی با سایر فن آوری های پردازش مواد معدنی سازگار با محیط زیست است.از جمله ترکیب با تجهیزات شناور بزرگ با کارایی بالا و صرفه جویی در انرژی و تخلیه خشک و فناوری های استفاده جامع، برای تشکیل یک راه حل کلی پردازش مواد معدنی سبز، ارتقاء از بهینه سازی لینک های فردی به بهبود کلی کیفیت، افزایش بهره وری،و کاهش انتشار در طول کل فرآیند.

با افزایش الزامات ESG جهانی برای زنجیره تامین مواد معدنی، "فلزات سبز" تولید شده با استفاده از واکنش های سازگار با محیط زیست ممکن است یک جایزه بازار داشته باشند.این فشار بازار از طرف مصرف کننده باعث شده شرکت های معدنکاری تکنولوژی های خود را ارتقا دهند.، فراهم کردن حرکت بازار مداوم برای ارتقاء مهار کننده های جدید.

در اتاق کنترل کارخانه پردازش مواد معدنی، داده های سرعت بازیابی شناور در زمان واقعی از طریق صفحه نمایش ها می درخشند.استفاده از مهار کننده جدید باعث شده منحنی فرآیند جداسازی سرب-زنک صاف تر و پایدارتر شود..

در حالی که چالش های پیچیده جداسازی سنگ آهن سرب و روی را حل می کنیم،مهار کننده های جدید سازگار با محیط زیست همچنین حفاظت از محیط زیست در معدن را از "بار هزینه" به یک فرآیند "تولید ارزش" تبدیل می کنند.رقابت معدن در آینده نه تنها رقابت برای ذخایر منابع بلکه رقابت برای توانایی تبدیل منابع به روش سبز و کارآمد خواهد بود.