هل نتائج التعويم في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية ضعيفة؟ إن إتقان هذه النقاط المتعلقة باختيار عوامل التجميع وتحسين العملية هو المفتاح
هل نتائج التعويم في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية ضعيفة؟ إن إتقان هذه النقاط المتعلقة باختيار عوامل التجميع وتحسين العملية هو المفتاح
تعد مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية فئة خاصة نسبيًا ضمن مناجم الذهب الصخرية. وغالبًا ما تتواجد هذه المناجم بشكل مشترك مع معادن متعددة مثل النحاس والحديد والرصاص والزنك، وتتميز بتركيب معدني معقد وعلاقات توزيع وثيقة، مما يؤدي غالبًا إلى ظهور المعضلة الثلاثية التالية أثناء عملية التعويم: «عدم ارتفاع معدل الاسترداد، وعدم القدرة على خفض درجة نقاء الخام المركّز، واستمرار ارتفاع استهلاك المواد الكيميائية».قامت العديد من مصانع التعدين بتغيير المواد الكيميائية عدة مرات، وتعديل سرعة دوران آلات التعويم، لكن النتائج لا تزال غير مرضية — وغالبًا ما لا تكمن المشكلة في جهاز واحد، بل في عدم ملاءمة اختيار عوامل التجميع وهيكل العملية للخصائص المعدنية لخامات السيكاراتيت.
تبدأ هذه المقالة بخصائص خامات الذهب من نوع السيكاراتيت، لتوضح بشكل شامل أسباب ضعف كفاءة عملية التعويم، ومنطق اختيار عوامل التجميع، ونقاط تحسين العملية.
أولاً، لفهم الأمر: لماذا يصعب فصل الذهب من الصخور السيليكاتية بالانتقاء
تكمن «صعوبة» مناجم الذهب من نوع السيكاراتيت في بيئة تكوينها وتركيبتها المعدنية:
1. التواجد المشترك للعديد من المعادن، وتعقيد التركيب المعدني.
غالبًا ما تترافق رواسب الصخور السيليكاتية مع معادن مثل النحاس والحديد والرصاص والزنك والكبريت، وقد يتواجد الذهب في معادن مثل الكوريت والبيتوميت والمغنتيت أو معادن السيليكات في الصخور السيليكاتية.تختلط معًا أنواع عديدة من المعادن ذات قابلية التعويم المتشابهة، مما يؤدي إلى ضعف الانتقائية في عملية التعويم، واختلاط كميات كبيرة من المعادن غير المستهدفة في خام الذهب المركّز، وبالتالي لا يمكن رفع درجة النقاء.
2. التوزيع مترابط بشكل وثيق، والتفكك غير كافٍ.
يتداخل الذهب بشكل وثيق مع الكبريتيدات ومعادن الصخور السيليكاتية (مثل الغرانات، والأورينيت، والفوسانيت وغيرها)، وغالبًا ما يتواجد في شكل حبيبات دقيقة مغلفة أو مترابطة.إذا لم تكن درجة طحن الحبيبات دقيقة بما يكفي، فلن يتم فصل المعادن الحاملة للذهب؛ أما إذا تم الطحن بشكل مفرط، فإن معادن الصخور السيليكاتية تتحول إلى طين بشكل خطير، مما يؤدي إلى تدهور بيئة عملية الفرز بالطفو.
3. تداخل معادن الصخور السيليكاتية.
تتميز معادن الصخور السيليكاتية، مثل الغرانات والأورثوكسيل والكلوريت، بصلابة عالية وكثافة كبيرة، مما يجعلها عرضة للتحول إلى طين أثناء الطحن؛ حيث يغطي الطين الناعم سطح المعادن المستهدفة، ويستهلك المواد الكيميائية، ويلوث الرغوة، ويقلل من انتقائية عملية الانتقاء بالطفو.وهذه هي الصعوبة البارزة التي تميز عملية التعويم في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية عن مناجم الكوارتز.
4. تعقيد أنواع الكبريتيدات، والتباين الكبير في قابليتها للطفو.
تختلف قابلية التعويم بين الكبريتيت، والمغنتيت، والكولوميت؛ ويُعد المغنتيت سهل التأكسد بشكل خاص، مما يؤدي إلى استهلاك المواد الكيميائية والتأثير على استقرار عملية التعويم. ولتحقيق التثبيط الانتقائي أو إعطاء الأولوية للتعويم، يجب تصميم نظام المواد الكيميائية بدقة.
ملخص في جملة واحدة: إن ضعف كفاءة عملية التعويم في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية لا يرجع في الغالب إلى «ضعف المعدات»، بل إلى «عدم ملاءمة المواد الكيميائية للحالة، وعدم توافق العملية».
ثانياً، اختيار عامل التجميع: العامل الرئيسي الأول في عملية التعويم لمنجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية
تحدد عوامل الامتصاص ما إذا كان المعدن المستهدف سيطفو على السطح بفضل خصائصه الكارهة للماء، وهي المتغير الأساسي في فعالية عملية التعويم. عند اختيار عوامل الامتصاص لمعادن الذهب من الصخور السيليكاتية، يجب مراعاة عدة مبادئ:
1. اختيار نوع عامل الاستقطاب وفقًا لنوع المعادن الحاملة للذهب.
- يوجد الذهب بشكل رئيسي في المعادن الكبريتيدية مثل الكوبريت والبيتيريت: يُفضل اختيار عوامل التجميع من فئة الصفراء (إيثيل، بوتيل، إيزوبنتيل) أو عوامل التجميع من فئة الكبريت والنيتروجين، نظرًا لقوتها العالية في التجميع للمعادن الكبريتيدية؛
- عندما يتواجد الكوبريتيت المحتوي على الذهب مع الكبريتيت، ويكون من الضروري إعطاء الأولوية لفلترة النحاس مع تثبيط الكبريت: يمكن استخدام مزيج من مادة الصفراء الانتقائية مع مثبطات، أو استخدام مركبات كبريتيد النيتروجين لزيادة الانتقائية؛
- عندما يتواجد الذهب مع المغنتيت: نظرًا لأن المغنتيت سهل الأكسدة، وقابلية تعويمه ضعيفة، ويسبب تداخلًا كبيرًا، فيجب اتخاذ تدابير تنشيط أو تثبيط، ويجب مراعاة مدى ملاءمة عامل التجميع للمغنتيت عند الاختيار؛
- يوجد جزء من الذهب في حالة حرة ضمن صخور الصخر السيليكاتي: لا يمكن استخلاصه بشكل كامل بالاعتماد على عوامل امتصاص المعادن الكبريتيدية وحدها، لذا يجب تقييم جدوى استخدام إعادة الفرز لاسترداد الذهب ذي الحبيبات الخشنة مسبقًا.
2. الاستخدام المركب أفضل من الاستخدام الفردي.
تتميز المعادن من نوع الصخور السيليكاتية بتكوينها المعقد، ومن الصعب على عامل التجميع الفردي أن يوازن بين معدل الاسترداد والانتقائية.الممارسة الشائعة هي استخدام مزيج من عامل التجميع الرئيسي وعامل التجميع المساعد: تُستخدم مركبات الكبريتات كعامل تجميع رئيسي لضمان معدل الاسترداد، مع استخدام كمية قليلة من عوامل التجميع المساعدة من فئة الإسترات أو الزيوت المحايدة لتحسين قدرة التجميع على الذهب ذي الحبيبات الدقيقة والكتل المترابطة. يجب تحديد نسب المزيج من خلال تجارب التعويم، ولا يمكن تطبيقها بشكل جاهز.
3. يجب استخدام عامل تكوين الرغوة مع عامل تعديل الحموضة.
لا تعمل عوامل الامتصاص بمعزل عن العوامل الأخرى. تؤثر عوامل تكوين الرغوة (زيت الصنوبر، MIBC، إلخ) على بنية الرغوة واستقرارها؛ بينما تؤثر عوامل تعديل درجة الحموضة (الجير، كربونات الصوديوم) على الشحنة الكهربائية لسطح المعادن وتفاعل المواد الكيميائية؛ أما عوامل التنشيط/التثبيط فتحدد الانتقائية.يجب إيلاء اهتمام خاص للمثبطات في مناجم الصخور السيليكاتية — حيث إن تثبيط معادن الشوائب في الصخور السيليكاتية والمغنتيت هو المفتاح لزيادة درجة نقاء الخام المركّز.
4. يجب إجراء تجارب على نظام المواد الكيميائية وفقًا لخصائص الخام، دون الاعتماد على نماذج جاهزة.
فحتى في مناجم الذهب من نوع السيكاريت، توجد اختلافات كبيرة بين مناطق التعدين المختلفة من حيث تكوين المعادن وحجم الجسيمات ودرجة الأكسدة، لذا يجب تحسين أنواع عوامل الاستخلاص وكمياتها ونقاط إضافتها وتسلسل إضافتها من خلال تجارب التعويم المفتوح/المغلق. ويُعد نسخ قائمة المواد الكيميائية الخاصة بالمنجم المجاور حرفياً أحد الأسباب الشائعة لضعف كفاءة عملية التعويم.
ثالثًا: تحسين العملية: لا يمكن تحقيق استقرار عملية التعويم إلا إذا كانت البنية صحيحة
حتى لو تم اختيار عوامل الاستخلاص المناسبة، فإن عدم معقولية هيكل العملية سيؤدي إلى عدم تحقيق المؤشرات المطلوبة. عند تحسين عملية التعويم لمنجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية، يجب التركيز على النقاط التالية:
1. درجة دقة الطحن: إيجاد التوازن بين التفكك والتحول إلى طين.
درجة دقة الطحن هي المتغير الأول في عملية التعويم. إذا لم تكن الدقة كافية، فلن يكون تفكك المعادن الحاملة للذهب كافياً، مما يؤدي إلى دخول الكتل المترابطة إلى المركزات أو تسربها إلى المخلفات؛ أما إذا زادت الدقة بشكل مفرط، فسيؤدي ذلك إلى تحويل شوائب الصخور السيليكاتية إلى طين بشكل خطير، مما يؤدي إلى تغطية الطين الناعم، وزيادة استهلاك المواد الكيميائية، وانخفاض انتقائية عملية التعويم.يجب تحديد درجة دقة طحن منجم السيكيت من خلال التجارب لإيجاد نقطة التوازن، مع استخدام الطحن والفرز على مراحل عند الضرورة — حيث يتم الطحن الخشن أولاً مع التخلص من النفايات، ثم إعادة طحن المركز وفرزه مرة أخرى، لتقليل الطحن الزائد.
2. عدد مراحل التعويم: تصميم هيكل «التعويم الخشن» و«التنقية» و«التنقية الدقيقة» وفقًا لقابلية المعادن للتعويم.
التكوين الشائع يتراوح بين مرحلة تمهيدية واحدة ومرحلتين من التكرير الدقيق ومرحلتين من التصفية، وصولاً إلى مرحلة تمهيدية واحدة وثلاث مراحل من التكرير الدقيق وثلاث مراحل من التصفية. يجب الانتباه إلى ما يلي في مناجم السيليكات المتعددة المعادن:
- يضمن التصفية الأولية معدل الاسترداد، بينما تضمن عمليات التصفية المتكررة استرداد الكتل المترابطة والذهب ذي الحبيبات الدقيقة؛
- يحدد عدد عمليات الانتقاء الدقيق درجة نقاء الخام المركّز، حيث يؤدي الإفراط في الانتقاء الدقيق إلى انخفاض معدل الاسترداد، بينما يؤدي قلة عددها إلى عدم ارتفاع درجة النقاء؛
- يجب أن تكون نقاط إعادة الخام المتوسط معقولة، لتجنب تراكم الكتل المترابطة ذات القابلية للطفو الضعيفة في الدورة.
3. اختيار بين التعويم الأولي والتعويم المختلط.
في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية التي تحتوي على معادن متعددة متعايشة، يمكن تقييم استخدام «الانتقاء الأولي» (انتقاء النحاس أولاً ثم الكبريت، إلخ) أو «الانتقاء المختلط» (انتقاء النحاس والكبريت معاً، ثم فصل الخامات المركزة لاحقاً). يعتمد الاختيار على محتوى كل معدن، والاختلافات في قابلية التعويم، ومتطلبات الصهر، ويجب تحديده من خلال التجارب المقارنة.
4. مرحلة إزالة الطين: «العلاج الفعال» لمناجم الصخور السيليكاتية.
لمعالجة مشكلة التحول الشديد للخام السيليكاتي إلى طين، يمكن إضافة عملية إزالة الطين قبل عملية التعويم (إزالة الطين عن طريق التصنيف باستخدام الدوامات المائية أو إزالة الطين بالتلبد)، لفصل الطين الناعم مسبقًا وتقليل تأثيره السلبي على عملية التعويم.ويجب تحديد ما إذا كان سيتم إزالة الطين أم لا، وحجم جسيمات الطين المراد إزالتها، بناءً على نسبة الطين في الخام ونتائج اختبارات التعويم.
5. معالجة المغنتيت.
في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية التي تحتوي على المغنتيت، فإن المغنتيت سهل الأكسدة ويستهلك كميات كبيرة من المواد الكيميائية ويؤثر سلبًا على عملية التعويم. يمكن النظر في إجراء عملية فرز مغناطيسي ضعيف قبل عملية التعويم لإزالة جزء من المغنتيت، أو تعزيز عملية التثبيط أثناء عملية التعويم، ويتم تحديد الخطة المحددة من خلال الاختبارات.
6. مطابقة معلمات معدات التعويم.
يؤثر حجم الهواء المُضخَّم في آلة التعويم، وسرعة دوران الدوار، وعمق الحوض على تعليق الملاط وحالة الرغوة. ونظرًا لارتفاع كثافة معادن الصخور السيليكاتية وسهولة ترسبها، يجب أن تضمن شدة التحريك في آلة التعويم عدم ترسب الملاط في الحوض؛ كما يجب أن يتناسب حجم الهواء المُضخَّم مع نظام المواد الكيميائية وخصائص الخام.فيما يتعلق باختيار طراز المعدات، فإن آلات التعويم ذاتية الشفط من طراز SF مناسبة للمرحلة الأولية من عملية الفرز الأولي والفرز النهائي، بينما آلات التعويم المزودة بنظام التهوية من طراز XCF/KYF مناسبة لتكوين أحواض التيار المستمر الكبيرة الحجم، ويتم التوفيق بينها وفقًا لحجم المعالجة ومتطلبات التهوية.
رابعاً: توصيات بشأن تكوين مجموعة معدات الانتقاء
تكوين معدات خط عزل الذهب من الصخور السيليكاتية (على سبيل المثال، معالجة يومية تتراوح بين 200 و500 طن):
مرحلة التكسير والطحن:
مغذي اهتزازي → كسارة فكية (تكسير خشن) → كسارة مخروطية (تكسير متوسط ودقيق) → غربال اهتزازي دائري → مطحنة كروية(مرحلة أولى من النوع الشبكي + مرحلة ثانية من النوع الفائض) → جهاز التصنيف الحلزوني/الدوامة الهيدروليكية في دائرة مغلقة. بالنسبة لخام الصخور السيليكاتية ذات الصلابة العالية، يجب اختيار تكوين مقاوم للتآكل في مرحلة التكسير، ويمكن تقييم خطة الطحن على مراحل في مرحلة الطحن.
مرحلة تعديل الملاط وإزالة الطين:
تعديل الملاط في خزان الخلط → إزالة الطين بواسطة الدوامة الهيدروليكية (تجهيز حسب الحاجة) → نظام إضافة المواد الكيميائية (إضافة مواد تعديل درجة الحموضة، والمنشطات، والمثبطات، والمواد المجمعة، ومواد تكوين الرغوة في نقاط محددة).
مرحلة الانتقاء بالطفو:
مجموعة آلات التعويم (التعويم الأولي، التعويم التمهيدي، التعويم النهائي)، يتم تجهيزها وفقًا لعدد المراحل المحددة في الاختبارات؛ بالنسبة للخامات متعددة المعادن، يمكن تجهيزها بعملية تعويم ذات أولوية أو عملية تعويم مختلطة؛ مع مضخة إعادة الخام المتوسط.
مرحلة تجفيف الخام المركّز:
جهاز التكثيف → آلة الترشيح باللوح والإطار، بحيث يستوفي كعكة الترشيح للخام المركّز متطلبات النقل.
مرحلة معالجة المخلفات:
جهاز تكثيف المخلفات → جهاز الترشيح بالضغط (التصريف الجاف للمخلفات) → نظام إعادة المياه.
المعايير الأساسية لتكوين المعدات:
أولاً، يجب أن يتولى فريق واحد الإشراف على كل من العملية والمعدات. لا يمكن تحديد مواصفات آلات التعويم وتكوين الوحدات إلا بعد تحديد عدد مراحل التعويم ونظام المواد الكيميائية. إن الانفصال بين تصميم العملية وتصنيع المعدات هو السبب الجذري لـ "عدم تطابق المخططات التصميمية مع المعدات".
ثانياً، تخصيص المواد وفقاً لخصائص الخام. نظراً لصلابة خام الصخور السيليكاتية وقوة تآكلها العالية، يجب ترقية الألواح المبطنة للكسارات وألواح الكرات المطحونة وأجزاء التدفق في آلات الانتقاء إلى سبائك عالية الكروم أو مطاط مقاوم للتآكل، مما يقلل من استهلاك الأجزاء القابلة للتلف.
ثالثًا، تفضيل الأنظمة المتكاملة على التجميع العشوائي. عندما تأتي آلات التعويم وأحواض الخلط وأنظمة إضافة المواد الكيميائية وآلات التكثيف من مصنعين مختلفين، فإن عدم توافق الوصلات والمعلمات يؤثر سلبًا على استقرار عملية التعويم. أما التوريد كحزمة متكاملة فيضمن التناغم بين مكونات النظام.
خامساً: تسلسل فحص أسباب ضعف كفاءة عملية الانتقاء
في حالة عدم تحقيق مؤشرات عائمة مثالية في الموقع، يُنصح بإجراء التحقق وفقًا للتسلسل التالي:
- فحص الخام أولاً: التحقق مما إذا كانت خصائص الخام قد تغيرت (معدل الأكسدة، درجة التحول إلى طين، أنواع الكبريتيدات)، وأخذ عينات من الخام لإعادة الفحص؛
- ثم فحص عملية الطحن: هل دقة الطحن تفي بالمعايير، وهل كفاءة التصنيف طبيعية، وهل هناك طحن مفرط أدى إلى التحول إلى طين؛
- فحص المواد الكيميائية: هل نوع وكمية عوامل التجميع مناسبة للخام الحالي، وهل نقاط إضافة المواد الكيميائية وتسلسلها معقولان، وهل درجة الحموضة (pH) مستقرة؛
- فحص العملية: هل عدد مراحل التعويم، وإعادة الخام المتوسط، وعملية إزالة الطين معقولة؟
- وأخيرًا، فحص المعدات: هل كمية الهواء المُضخَّم في آلة التعويم، وسرعة الدوران، وحالة حوض التعويم طبيعية؟
التعديلات الموجهة أكثر اقتصادية من استبدال المعدات بشكل عشوائي. في العديد من حالات «ضعف كفاءة التعويم»، تكمن المشكلة في دقة طحن الخام ونظام المواد الكيميائية، ولا يحل استبدال آلة التعويم المشكلة الجوهرية.
سادساً: في عملية التعويم لمنجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية، يجب أن تكون المواد الكيميائية وعملية التعويم «مناسبة للحالة»
إن سوء نتائج التعويم في مناجم الذهب من نوع الصخور السيليكاتية لا يعني أن المنجم لا يمكن إنقاذه، بل يعني أنه لم يتم العثور على الطريقة الصحيحة.المنطق الأساسي هو: أولاً تحديد تكوين المعادن وعلاقات توزيعها → تحسين تركيبة عوامل التجميع ونظام المواد الكيميائية من خلال اختبارات التعويم → تصميم درجة دقة الطحن وعدد مراحل التعويم وعملية إزالة الطين وفقًا لخصائص الخام → تجهيز مجموعة متكاملة من معدات التعويم المتوافقة → إجراء الاختبارات الميدانية وتحسين المعلمات.
يُعد اختيار عوامل الامتصاص العامل الأساسي الأول في عملية التعويم، ولكن لا يمكن مناقشة المواد الكيميائية بمعزل عن العملية — فإذا كانت درجة طحن الخام غير مناسبة، فلن تجدي أفضل عوامل الامتصاص نفعًا؛ وإذا كانت بنية العملية غير منطقية، فلن يتسنى خفض استهلاك المواد الكيميائية.
إذا كان لديك منجم ذهب من نوع الصخور السيليكاتية، وكانت نسبة الاسترداد بالانتقاء أو درجة نقاء الخام المركّز غير مرضية، فنرحب باتصالك بـ GoldProcessingPlant لإجراء تحليل عينات المنجم واختبارات الانتقاء، من أجل إيجاد حلول من خلال تحسين نظام المواد الكيميائية وهيكل العملية.