أهم 20 مادة كيميائية في معالجة المعادن

تشمل معالجة المعادن ثلاث عمليات: الغسل، والسحق، والإثراء. أثناء عملية تركيز المعادن الثمينة من خامات متعددة المعادن منخفضة الجودة إلى مركزات عالية الجودة، يجب إضافة أنواع مختلفة من المُجمِّعات، والمُرغِّيات، والمثبطات، والمُركِّبات. معظم هذه المواد سامة وضارة، مثل: السيانيد، الزرنيخيدات، والكرومات، وزانثات الألكيل المختلفة، والفينولات المستبدلة، والأنيلينات، والبيريدينات، والهيدروكربونتشمل هذه المواد، على سبيل المثال لا الحصر، الألكينات، والإيثرات، والكيتونات، والألدهيدات، والإسترات، وغيرها. ويمكن أن تدخل هذه المواد إلى البيئة عبر تصريف مياه الصرف الناتجة عن معالجة المعادن أو عبر أحواض مخلفات التعدين، مما يؤدي إلى تلوث ثانوي ويسبب أضرارًا جسيمة للبيئة. وتشمل كواشف معالجة المعادن بشكل أساسي عوامل التجميع، وعوامل الرغوة، والمثبطات، وعوامل التلبيد، والمعدلات، بالإضافة إلى عوامل الاستخلاص، ومحسنات مصفوفة الاستخلاص، والمخففات المستخدمة في المعالجة المائية للمعادن، والتي تضم مئات المركبات الاصطناعية العضوية وغير العضوية المختلفة.

ما هي أهم المواد المستخدمة في معالجة المعادن؟

من بين 68 مادة ملوثة مدرجة في القائمة السوداء للملوثات ذات الأولوية في الصين، تم تضمين 24 مادة كيميائية لمعالجة المعادن (بما في ذلك الزرنيخ، والبريليوم، والكادميوم، والكروم، MERCURY(النيكل، والثاليوم، والنحاس، والرصاص، ومركباتها). تشمل العوامل الكيميائية الضارة بالبيئة السيانيدكبريتيد الهيدروجين، الفوسفين، الفلوريدات، الزرنيخيدات، الكرومات، كبريتات النحاس، كبريتات الزنك، ثاني كبريتيد الكربون، الكبريتيت، زانثات الألكيل المختلفة، مركبات الفوسفور العضوية، الكحولات الدهنية، الأنيلينات، البيريدينات، الهيدروكربونات، الألكينات، الإيثرات، الكيتونات، الألدهيدات، الإسترات، ومئات المواد الأخرى. اخترنا لكم 20 من أهم الكواشف كمرجع. هيا بنا نلقي نظرة!

صوديوم إيثيل إكسانثات

• الصيغة الجزيئية: C2H5OCSSNa

• الخصائص: مسحوق (أو حبيبات) أصفر فاتح ذو رائحة مزعجة، قابل للذوبان في الماء والكحول وما إلى ذلك، وقادر على تكوين مركبات غير قابلة للذوبان مع أيونات معدنية مثل الكوبالت والنحاس والنيكل.

• الاستخدامات الرئيسية: زانثات إيثيل الصوديوم جامعٌ يتميز بانتقائية عالية بين منتجات سلسلة الزانثات. يُستخدم على نطاق واسع في التعويم التفضيلي لخامات الكبريتيد سهلة التعويم أو المعقدة للمعادن غير الحديدية. كما يُمكن استخدامه مع عوامل الكبريتيد لتعويم خامات أكسيد النحاس والرصاص. ويُستخدم أيضًا كعامل ترسيب في معالجة المعادن بالهيدروميتالورجيا (مثل تنقية إلكتروليت الزنك)، وكمسرّع للبركنة في المطاط.

إيزوبروبيل إكسانثات الصوديوم

• الصيغة الجزيئية: (CH3)2CHOCSSNa

• الخصائص: مسحوق (أو حبيبات) أصفر فاتح ذو رائحة مزعجة، قابل للذوبان في الماء.

• الاستخدامات الرئيسية: يتميز زانتات إيزوبروبيل الصوديوم بقدرة تجميع أعلى قليلاً في تعويم خامات كبريتيد المعادن غير الحديدية مقارنةً بزانتات إيثيل الصوديوم. ويُستخدم بشكل رئيسي كمجمّع لمختلف خامات كبريتيد المعادن غير الحديدية، كما يُمكن استخدامه كعامل ترسيب في المعالجة المعدنية المائية، ويُستخدم أيضاً كمسرّع للبركنة في المطاط.

زانثات بوتيل الصوديوم (البوتاسيوم)

• الصيغة الجزيئية: C4H9OCSSNa(K)

• الخصائص: مسحوق (أو حبيبات) أصفر فاتح أو أبيض رمادي ذو رائحة مزعجة، قابل للذوبان في الماء والكحول، وقادر على تكوين مركبات غير قابلة للذوبان مع أيونات معدنية مختلفة.

• الاستخدامات الرئيسية: زانثات بوتيل الصوديوم (البوتاسيوم) مُجمِّع ذو قدرة تعويم عالية، ويُستخدم على نطاق واسع في التعويم المختلط لمختلف خامات كبريتيد المعادن غير الحديدية. يُعد هذا الكاشف مناسبًا بشكل خاص لتعويم الكالكوبيريت، والسفاليريت، والبيريت. وفي ظل ظروف محددة، يُمكن استخدامه أيضًا في التعويم المُفضَّل لخامات النحاس الكبريتيدية من خامات كبريتيد الحديد.

زانثات إيزوبوتيل الصوديوم (البوتاسيوم)

• الصيغة الجزيئية: (CH3)2CHCH2OCSSNa(K)

• الخصائص: مسحوق (أو حبيبات) أصفر فاتح ذو رائحة مزعجة، يذوب بسهولة في الماء، قادر على تكوين مركبات غير قابلة للذوبان مع أيونات معدنية مختلفة.

• الاستخدامات الرئيسية: يُعدّ زانثات إيزوبوتيل الصوديوم (البوتاسيوم) أيضًا مُجمّعًا قويًا في تعويم خامات كبريتيد المعادن غير الحديدية المختلفة. ويُستخدم بشكل رئيسي في تعويم خامات النحاس والرصاص وكبريتيد الزنك، وقد أثبت فعاليته في تعويم خامات النحاس والبيريت المختلفة بشكل طبيعي.

زانثات إيزوبنتيل الصوديوم

• الصيغة الجزيئية: (CH3)2CHCH2CH2OCSSNa

• الخصائص: مسحوق أصفر اللون ذو رائحة مزعجة، قابل للذوبان في الماء.

• الاستخدامات الرئيسية: زانثات إيزوبنتيل الصوديوم مُجمّع قوي يُستخدم بشكل رئيسي في تعويم خامات المعادن غير الحديدية التي تتطلب قوة تجميع عالية دون انتقائية. على سبيل المثال، يُعدّ مُجمّعًا ممتازًا لخامات الكبريتيد المؤكسدة أو خامات النحاس والرصاص المؤكسدة (بعد الكبرتة بكبريتيد الصوديوم أو هيدروسلفيد الصوديوم). كما يُمكن لهذا الكاشف تحقيق فصل جيد في تعويم خامات كبريتيد النحاس والنيكل والبيريت المحتوي على الذهب.

بنتيل زانثات الصوديوم (البوتاسيوم)

• الصيغة الجزيئية: C5H11OCSSNa(K)

• الخصائص: مسحوق (أو حبيبات) أصفر فاتح أو أبيض رمادي اللون ذو رائحة مزعجة، قابل للذوبان في الماء.

• الاستخدامات الرئيسية: زانثات بنتيل الصوديوم (البوتاسيوم) مُجمِّع قوي يُستخدم بشكل رئيسي في تعويم خامات المعادن غير الحديدية التي تتطلب قوة تجميع عالية دون انتقائية. على سبيل المثال، يُعدّ مُجمِّعًا ممتازًا لخامات الكبريتيد المؤكسدة أو خامات النحاس والرصاص المؤكسدة (بعد الكبريتيد بكبريتيد الصوديوم أو هيدروسلفيد الصوديوم). كما يُمكنه تحقيق فصل جيد في تعويم خامات كبريتيد النحاس والنيكل والبيريت المُحتوي على الذهب.

رقم 25 المخدرات السوداء

• المكون الرئيسي: ثنائي ميثيل الفينول ثنائي الكبريتيد

• الصيغة الجزيئية: (C7H7O)2PSSH

• الخصائص: سائل زيتي أسود بني اللون ذو رائحة مزعجة ومسبب للتآكل، قابل للاشتعال، قابل للذوبان في الماء قليلاً.

• الاستخدامات الرئيسية: يتميز المستحضر الأسود رقم 25 بخواص تجميعية ورغوية. وهو جامع فعال لخامات كبريتيد الرصاص والنحاس والفضة، ويُستخدم غالبًا في فصل الرصاص والزنك بالتعويم التفضيلي. يتميز هذا الكاشف بقدرة تجميع ضعيفة للبيريت وخامات الكبريتيد الأخرى في الأوساط القلوية، ولكنه جامع قوي غير انتقائي لجميع خامات الكبريتيد في الأوساط المتعادلة أو الحمضية. وفي ظل ظروف معينة، يتمتع أيضًا بقدرة تجميع معينة لخامات أكسيد المعادن الثقيلة. ولأن هذا الكاشف قليل الذوبان في الماء، يجب إضافته في صورته الأصلية إلى خزان التكييف أو مطحنة الكرات.

دواء بوتيل الصوديوم الأسود

• المكون الرئيسي: ثنائي بوتيل ثنائي كبريتيد الصوديوم

• الصيغة الجزيئية: (C4H9O)2PSSNa

• الخصائص: محلول مائي بني مائل إلى الصفرة، ليس له رائحة مزعجة، وله خصائص كيميائية مستقرة نسبيًا.

• الاستخدامات الرئيسية: يُعدّ مُركّب بوتيل الصوديوم الأسود جامعًا فعّالًا لخامات الذهب وخامات كبريتيد الفضة والنحاس والزنك. لكن قدرته على جمع البيريت في الدوائر القلوية ضعيفة. كما يُظهر هذا الكاشف خصائص رغوية ضعيفة جدًا.

الصوديوم رقم 25 دواء أسود

• المكون الرئيسي: ثنائي ميثيل فينول ثنائي كبريتيد الصوديوم

• الصيغة الجزيئية: (C7H7O)2PSSNa

• الخصائص: محلول مائي بني غامق أو أسود اللون، عديم الرائحة.

• الاستخدامات الرئيسية: يُعدّ مُركّب الصوديوم الأسود رقم 25 مُجمّعًا فعّالًا لخامات كبريتيد النحاس والرصاص. ونظرًا لضعف قدرته على تجميع خامات كبريتيد الزنك، يُستخدم غالبًا في التعويم التفضيلي لفصل خامات كبريتيد النحاس والرصاص عن خامات كبريتيد الزنك. ويمكن إضافة هذا الكاشف مباشرةً إلى دائرة التعويم.

عقار أسود بوتيل الأمونيوم

• المكون الرئيسي: ثنائي بوتيل ثنائي كبريتيد الأمونيوم

• الصيغة الجزيئية: (C4H9O)2PSSNH4

• الخصائص: مسحوق أبيض إلى أبيض رمادي اللون، ليس له طعم، يذوب في الهواء، قابل للذوبان في الماء، ومستقر كيميائيًا.

• الاستخدامات الرئيسية: يُعدّ مُركّب أسود بوتيل الأمونيوم جامعًا ومُرغّيًا ممتازًا لخامات المعادن غير الحديدية. يتميز بقدرة فصل خاصة لخامات كبريتيد النحاس والرصاص والفضة والزنك، بالإضافة إلى الخامات متعددة المعادن المعقدة. يتميز بأداء تجميع ضعيف للبيريت والبيريت المغناطيسي في اللب القلوي الضعيف، ولكنه يتميز بقدرة تجميع قوية للغالينا. كما يُمكن استخدامه في تعويم خامات كبريتيد النيكل والأنتيمون، وهو فعال بشكل خاص لخامات كبريتيد النيكل التي يصعب اختيارها، وخامات النيكل المختلطة المؤكسدة بالكبريتيد، ووسط خامات الكبريتيد والشوائب. تُظهر الأبحاث أن استخدام مُركّب أسود بوتيل الأمونيوم مفيد في استخلاص البلاتين والذهب والفضة.

إيثيل ثيوامين (SN-9#)

• المكون الرئيسي: ن،ن-ثنائي إيثيل ثنائي ثيوكاربامات الصوديوم

• الصيغة الجزيئية: (C2H5)2NCSSNa·3H2O

• الخصائص: بلورة بيضاء إلى رمادية بيضاء، عديمة الرائحة، سهلة الذوبان في الماء. يتحلل هذا الكاشف إلى ثاني كبريتيد الكربون، وثنائي إيثيل أمين، وما إلى ذلك، في وجود

• من الحرارة أو الحمض.

• الاستخدامات الرئيسية: يُستخدم إيثيل ثيوامين (SN-9#) بشكل أساسي كمُجمِّع لمختلف خامات المعادن غير الحديدية. ويُظهر قدرة عالية على تجميع خامات النحاس والرصاص والزنك وكبريتيد النيكل. يتميز هذا الكاشف بفعاليته الخاصة في تعويم الخامات المعقدة، وقد استُخدم على نطاق واسع في صناعة معالجة المعادن. كما يُمكن أن يُساعد في تحسين معدلات استخلاص المعادن في عمليات التعويم.

تعويم الأخوة

تلعب مُرغيات التعويم دورًا محوريًا في معالجة المعادن، إذ تُسهّل تكوين رغوة مستقرة تُتيح الفصل الانتقائي للمعادن الثمينة. ومن بين مُرغيات التعويم الشائعة:

• ميثيل إيزوبوتيل كاربينول (MIBC)

• الخصائص: سائل عديم اللون، قابل للاشتعال، ذو رائحة مميزة، غير قابل للذوبان في الماء.

• الاستخدامات الرئيسية: يُستخدم MIBC على نطاق واسع كعامل رغوة في تعويم خامات مختلفة، بما في ذلك النحاس والذهب والنيكل. فهو يعزز استقرار الرغوة، مما يُحسّن معدلات استخلاص المعادن المطلوبة.

• بروبيلين جليكول مونوميثيل إيثر

• الخصائص: سائل عديم اللون ذو رائحة خفيفة، قابل للذوبان في الماء والمذيبات العضوية.

• الاستخدامات الرئيسية: هذه الرغوة فعّالة في تعزيز خصائص الرغوة في عمليات التعويم، وخاصةً لخامات الكبريتيد. فهي تساعد على تكوين رغوة مستقرة تُسهّل فصل المعادن الثمينة.

• إيثر بولي جليكول

• الخصائص: سائل لزج قابل للذوبان في الماء وله سمية منخفضة.

• الاستخدامات الرئيسية: يعمل إيثر البولي جليكول كعامل رغوي ويمكنه تعزيز كفاءة تعويم المعادن المختلفة، وخاصة في تعويم الجسيمات الدقيقة والدقيقة للغاية.

مثبطات

المثبطات هي عوامل كيميائية تُثبط بشكل انتقائي تعويم معادن محددة. وهي ضرورية للتحكم في انتقائية وكفاءة عمليات التعويم. تشمل المثبطات الشائعة ما يلي:

• سيانيد الصوديوم

• الخصائص: مادة صلبة بلورية بيضاء اللون، قابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية، وهي شديدة السمية.

• الاستخدامات الرئيسية: صوديوم السيانيد يُستخدم بشكل أساسي لخفض المعادن غير المرغوب فيها أثناء التعويم، مما يسمح باستعادة المعادن الثمينة بشكل انتقائي، وخاصة الذهب والفضة. ويُستخدم على نطاق واسع في معالجة الذهب، وخاصةً في عملية السيانيد.

• الصوديوم كبريتيد

• الخصائص: مادة صلبة بيضاء إلى صفراء اللون، قابلة للذوبان في الماء، ذات رائحة نفاذة.

• الاستخدامات الرئيسية: يُستخدم كبريتيد الصوديوم غالبًا لتنشيط أيونات معدنية معينة وتثبيط أخرى في عملية التعويم. وهو فعال بشكل خاص في تعويم الخامات المؤكسدة، مثل تلك التي تحتوي على النحاس والرصاص.

• كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)

• الخصائص: مسحوق أبيض قابل للذوبان في الماء، غير سام، وقابل للتحلل البيولوجي.

• الاستخدامات الرئيسية: CMC مثبط بوليمري فعال يُستخدم في تعويم معادن مختلفة. يساعد على التحكم في انتقائية عملية التعويم عن طريق تثبيط تعويم بعض معادن العروق.

الندف

تُستخدم المُرَشِّبات لتعزيز ترسيب المعادن والمخلفات وتجفيفها. ومن أشهر المُرَشِّبات:

• بولي أكريلاميد

• الخصائص: مسحوق أبيض إلى مصفر، قابل للذوبان في الماء بدرجة كبيرة، وغير سام.

• الاستخدامات الرئيسية: يستخدم بولي أكريلاميد على نطاق واسع كمواد متخثرة في معالجة المعادن لتحسين معدلات ترسيب المواد الملاطية وتعزيز تجفيف المخلفات.

• كبريتات الألومنيوم

• الخصائص: مادة صلبة بلورية بيضاء قابلة للذوبان في الماء.

• الاستخدامات الرئيسية: غالبًا ما يتم استخدام كبريتات الألومنيوم كمواد متخثرة ومتخثرة في معالجة المعادن للمساعدة في توضيح وتكثيف الملاط.