Tungsten cevherinin zenginleştirilmesi (tungsten cevherlerinin mineral işlenmesi), tungsten minerallerinin (esas olarak wolframit ve şeelit) farklı fizikokimyasal özellikler sergilemesi ve sıklıkla ilişkili minerallerle (kalay, molibden, bizmut, sülfitler vb.) yakın bir şekilde bir arada bulunması nedeniyle karmaşık bir süreçtir.
Belirli bir maden işleme teknolojisinin seçimi öncelikle cevherin türüne (wolframit veya şelit), yayılma boyutuna, ilgili mineral türlerine ve cevher derecesine bağlıdır.
Aşağıda endüstride halihazırda kullanılan ana akım tungsten cevheri zenginleştirme yöntemleri ve süreçlerinin ayrıntılı bir açıklaması bulunmaktadır:
1. Temel prensip: Ön-zenginleştirme, erken hasat ve hasatın maksimum düzeye çıkarılması
Tungsten cevherleri tipik olarak düşük bir tenöre sahiptir (%0,2-%1 WO₃) ve tungsten mineralleri kırılgandır, aşırı öğütülmeye ve öğütme işlemi sırasında müteakip kayba eğilimlidir. Bu nedenle, tungsten cevheri zenginleştirmenin temel prensibi şudur: "Mümkün olduğu kadar erken toplayın ve mümkün olduğu kadar erken atın."
Aşamalı öğütme ve aşama ayrımı: Tek seferde çok ince öğütmekten kaçının, mineralleri aşamalar halinde ayrıştırın ve kaba tungsten konsantresini geri kazanın.
Yerçekimi ayırma önceliği: Tungsten minerallerinin yüksek özgül ağırlığından yararlanılarak, kaba öğütme sonrasında mümkün olduğunca yer çekimiyle ayırma yöntemi kullanılmalıdır.
2. Ana cevher hazırlama yöntemleri
A. Yerçekimi Ayırma - en yaygın kullanılan ve ekonomik yöntemdir
Bu, gang minerallerinden önemli ölçüde farklı olan yüksek özgül ağırlığı (yaklaşık 7,5) nedeniyle tungsten cevherinin, özellikle de wolframitin işlenmesi için tercih edilen yöntemdir.
Uygulanabilir nesne: Wolframit ((Fe,Mn)WO₄), aynı zamanda şeelitin ön-konsantrasyonu için de kullanılır.
Ortak ekipman:
Jig makinesi: İri-taneli cevherleri işlemek ve iri-taneli tungsten konsantresini geri kazanmak için kullanılır.
Jig Makinesi
Sarsma Tablası: Orta ila ince taneli-taneli cevherleri işlemek için kullanılır, yüksek ayırma doğruluğuna sahiptir ve tungsten cevheri zenginleştirmesi için önemli bir ekipmandır.
Sarsma Masası
Spiral oluk: ince parçacıkların yardımcı araç olarak işlenmesi için kullanılır.
Spiral Yoğunlaştırıcı
Santrifüjlü yoğunlaştırıcı: ince taneli-tungsten balçığının verimli bir şekilde geri kazanılması için.
Process characteristics: raw ore crushing -> rod milling (to reduce over-crushing) -> jig machine (to collect coarse particles) -> ball milling ->masa sallama (ince parçacıkları toplamak için).
B. Yüzdürme yöntemi
Cevher son derece ince parçacıklar halinde dağıldığında veya ana mineral şelit olduğunda, yerçekimiyle ayırmanın etkinliği azalır ve yüzdürmenin kullanılması gerekir.
Uygulanabilir nesneler:
Şelit (CaWO₄): Şelit nispeten düşük bir özgül ağırlığa sahiptir (yaklaşık 6,0) ve genellikle kalsit ve florit gibi mineraller içeren kalsiyum- ile bir arada bulunur, bu da ayırmayı zorlaştırır. Esas olarak flotasyonla ayrılır.
İnce-taneli volframit: Yer çekimiyle ayırma yoluyla geri kazanılamayan mikro-ince fraksiyon.
Temel zorluk: Şeelitin yüzey özellikleri kalsit ve floritin yüzey özelliklerine benzer, bu da ayırmayı zorlaştırır.
Yaygın olarak kullanılan ilaçlar:
Toplayıcı: yağ asitleri (oleik asit, oksitlenmiş parafin sabunu gibi), fosfonik asitler.
İnhibitörler: su bardağı (yaygın olarak kullanılır), nişasta, tanik asit (gangue'yi engellemek için kullanılır).
Ayarlayıcı madde: Kireç (pH değerini ayarlamak için, tipik olarak alkali koşullar altında şeelitin yüzdürülmesi için kullanılır).
Özel işlem: Isıtma flotasyonu olarak da bilinen "Petrov Süreci", şeeliti kalsit/floritten ayırmak için yüksek sıcaklıklarda (80-90 derece) toplayıcılar için farklı minerallerin adsorpsiyon kapasitesindeki farklılıklardan yararlanır.
C. Manyetik Ayırma
Tungsten cevherinin kendisi genellikle-manyetik değildir veya zayıf manyetiktir ve manyetik ayırma esas olarak yabancı maddelerin uzaklaştırılması veya ilgili minerallerin ayrılması için kullanılır.
Yüksek-yoğunluklu manyetik ayırma: demir-içeren gangı çıkarmak için veya bazı durumlarda volframiti (zayıf manyetik) manyetik olmayan gangdan (daha az yaygın, yüksek-gradyanlı manyetik ayırma gerektiren) ayırmak için kullanılır.
Ana amaçlar:
Demir yabancı maddelerini cevherden çıkarın.
Eğer manyetit ilişkili bir mineral olarak mevcutsa, daha sonraki iş yükünü azaltmak için öncelikle manyetik ayırma yoluyla uzaklaştırılmalıdır.
Wolframit zayıf bir manyetizma sergiler ve bazen yüksek-gradyanlı bir manyetik ayırıcı kullanılarak manyetik olmayan gangdan, özellikle de ince balçık kısmından ayrılabilir.
D. Elektrostatik Ayırma
Sıralama minerallerin iletkenlik farklılıklarına göre yapılır.
Amaç: Tipik olarak yerçekimi konsantresi için ince bir seçim işlemi olarak kullanılır.
Senaryo: Gravite ayırma yoluyla elde edilen karışık konsantreyi (volframit, kasiterit, ilmenit, monazit vb. içeren) ayırın. Wolframit bir iletkendir, kuvars gibi gang ise-iletken değildir ve elektrostatik ayırma yoluyla daha da saflaştırılabilir.
3. Farklı cevher türleri için tipik işlemler
Senaryo 1: Wolframit - kuvars damar tipi (en yaygın olanı)
Bu tip cevher nispeten kaba bir yayılma boyutuna sahiptir ve parçalanması kolaydır.
Manuel seçim/fotoelektrik seçim: Büyük atık kayaları kırmadan önce çıkarın.
Kırma ve öğütme: Çubuklu değirmenler kullanılır (zayıflamayı azaltmak için) ve "kademeli öğütme" uygulanır.
Yeniden-seçim:
Coarse fraction -> Jigging machine ->Kaba konsantre elde edin.
Medium and fine particle size -> Shaker table ->İnce konsantre elde edin.
Seçilen: Yeniden-seçilen kaba konsantre genellikle aşağıdaki işlemlerle işlenmesini gerektiren kalay, kükürt ve arsenik gibi yabancı maddeleri içerir:
Flotasyonla kükürt giderme ve arsenik giderme.
Demir ve manganezin giderilmesi için manyetik ayırma.
Kasiterit ve ilmenitin elektro-ayrımı.
Son olarak yüksek-dereceli wolframit konsantresi elde edilir.
Senaryo 2: Scheelite - Skarn Türü (Nispeten Zor)
Bu tip cevher genellikle ince yayılma boyutuna sahip sülfitler, kalsit ve florit ile bir arada bulunur.
Flotasyonla kükürt giderme: Öncelikle, sülfitleri (kalkopirit ve pirit gibi) yüzdürmek ve çıkarmak için ksantat- bazlı reaktifler kullanın.
Yerçekimi ayırma ön-konsantrasyonu (isteğe bağlı): Parçacık boyutu izin veriyorsa, önce bazı artıkları atmak için spiral bir kanal kullanın.
Beyaz tungsten flotasyonu:
Yağ asidi toplayıcıları kullanın.
Gang'ı bastırmak için su bardağı kullanın.
Yüksek miktarda kalsit/florit varsa, ısıtmalı yüzdürme veya birden fazla temizleme yapılması gerekli olabilir.
Kimyasal arıtma: Zenginleştirilmesi son derece zor olan şeelit konsantresi (kalsiyum açısından yüksek), bazen aşırı yüksek fiziksel zenginleştirme dereceleri aranmaksızın doğrudan hidrometalurji tesislerine işlenmek üzere gönderilir.
Senaryo 3: Karışık beyaz ve siyah tungsten cevheri
Ortak süreç gerekli:
Öncelikle, iri taneli volframiti-yeniden seçip geri dönüştürün-.
Yer çekimiyle ayırma işleminden sonra artıkları-yeniden öğütün.
Yüzdürme yoluyla ince-taneli volframit ve şeelit geri kazanılır (bazen ayrı yüzdürme gerekir ve bazen karıştırılıp yüzdürme sonrasında ayrılırlar).
4. Seçim önerileri ve önlemler
Belirli bir tungsten madenciliği projesi için nasıl süreç seçeceğinizi düşünüyorsanız aşağıdaki adımları izlemeniz önerilir:
Detaylı mineralojik çalışmalar (çok önemli):
Proses mineralojisi analizi yapın: Tungstenin mevcut olduğu birincil formu (wolframit veya şelit) belirleyin?
Yayılma parçacık boyutunu belirleyin: kaba mı, orta mı yoksa ince mi? Bu, öğütme inceliğini ve yerçekimi ayrımının uygulanabilir olup olmadığını belirler.
İlgili mineralleri belirleyin: Kalay, molibden, bizmut, florit ve kalsit var mı? Bu, karmaşık bir ayırma işleminin gerekli olup olmadığını belirler.
Küçük-ölçekli deneme ve-ölçeklendirilmiş deneme:
Diğer madenlerin proseslerini doğrudan uygulamayın. Optimum reaktif sistemini, öğütme inceliğini ve ekipman kombinasyonunu belirlemek amacıyla laboratuvar mineral işleme testleri için numune alma işlemi gerçekleştirilmelidir.
Çevresel hususlar:
Tungsten cevheri zenginleştirmesi genellikle ağır metalleri (arsenik ve kurşun gibi) ve büyük miktarda kimyasalları (su camı ve yağ asitleri gibi) içerir. Atık arıtma ve atık su geri dönüşümü, modern zenginleştirme tesislerinin tasarımında temel odak noktalarıdır.
Ekonomik denge:
Yerçekimiyle ayırmanın maliyeti düşüktür ancak geri kazanım oranı parçacık boyutuyla sınırlıdır; Flotasyon yüksek bir geri kazanım oranına sahiptir ancak yüksek maliyetlere ve reaktif tüketimine neden olur. Tipik olarak, en iyi maliyet-performans oranına ulaşmak için "yerçekimi-birleştirilmiş yüzdürme" süreci benimsenir.
Özet:
Wolframit: Tercih edilen yöntem, manyetik ayırma ve elektrostatik ayırma yoluyla ince ayırma ile desteklenen yerçekimi ayırmadır (jigging + tabla konsantrasyonu).
Şelit: Flotasyon, kalkerli minerallerle ayırma sorununu çözmeye odaklanan tercih edilen yöntemdir.
Karışık cevher/ince balçık: Birleşik yerçekimi{0}}yüzdürme sürecini benimseyin ve hatta santrifüjler ve taşıyıcı yüzdürme gibi yeni teknolojileri tanıtın.
