تاثیر تغییر تکنولوژی ذوب بر انحلال آند های مسی در واحد تصفیه الکتریکی مجتمع مس سرچشمه و راه حل پیشنهادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، پردیس دانشکده‏های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 مدیر هیدرومتالورژی واحد تحقیقات مجتمع مس سرچشمه، کرمان، ایران.

چکیده

تغییر تکنولوژی ذوب از کوره های ریورب به کوره های فلش در مجتمع مس سرچشمه تغییر آنالیز آندهای تولیدی را به همراه  داشته است. این تغییر عمدتا ناشی از تغییر شرایط عملیاتی در روش تولید مات مس به روش فلش می باشد. غبار کوره فلش که غلظت آرسنیک، آنتیموان، بیسموت، سلنیوم و تلوریم در آن بالاست، در فرایند تولید مس پس از خروج از کوره فلش در فیلترهای الکترواستاتیک جمع آوری و مجددا به همراه کنستانتره ورودی به کوره ی فلش برگشت داده می شود. مطابق مشاهدات صورت گرفته در واحد پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه، تغییر تکنولوژی ذوب، افزایش تعداد آندهای پسیو شده در پالایشگاه را به همراه داشته است. مطالعات انجام شده در این تحقیق روی 285 آند تولیدی افزایش 37 درصدی سلنیوم، 216 درصدی تلوریم، 18 درصدی آرسنیک، 62 درصدی آنتیموان،  104 درصدی بیسموت، 185 درصدی سرب و 45 درصدی آهن را پس از تغییر تکنولوژی ذوب نشان می دهد. افزایش ناخالصی ها در آند، امکان پسیو شدن آندها را افزایش می دهد. در این تحقیق خارج کردن 20 درصد وزنی از غبار کوره فلش و فراوری آن به کمک روش هیدرومتالورژی به عنوان راه حل غلبه بر مشکل پسیو شدن آندی در پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه پیشنهاد شده است. آزمایش های اولیه نشانگر امکان بازیابی 90 درصدی مس موجود در غبار به روش لیچینگ اتمسفری با اسید سولفوریک است. اجرای این پیشنهاد، افزایش ظرفیت تولید واحد استخراج با حلال مجتمع مس سرچشمه که در حال حاضر به واسطه کمبود خاکهای اکسیدی، با نصف ظرفیت اسمی فعالیت می کند را به همراه خواهد داشت.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of copper smelting technology on the dissolution of anodes at the Sarcheshmeh copper electrorefining plant

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mokmeli 1
  • Masoumeh Torabi Parizi 2
1 Assistant Professor, School of Metallurgy and Materials Engineering, Collage of Engineering, University of Tehran,Tehran, Iran,
2 Head of Hydrometallurgy Department at R&D center of Sarcheshmeh Copper Complex, Sarcheshmeh, Kerman, Iran.
چکیده [English]

A recent smelting technology change at Sarcheshmeh Copper Complex, from the reverberatory furnace to the Outotec flash smelting furnace has affected the chemical analysis of the produced copper anodes. This is most likely due to change in the analysis of the smelting dust. The flash smelter flue dust,whichis high in concentration of minor elements, selenium and tellurium, is captured in the electrostatic filters and is recycled back into the flash furnace. The analysis result of 285 anodes in this study showed the rise in concentration of selenium, tellurium, arsenic, antimony, bismuth, lead and iron by 37%, 216%, 18%, 62%, 104%, 185% and 45%, respectively.The likelihood of anodic dissolution is decreased by increasing the impurity content of the anode. Flash smelting flue dust bleed and its hydrometallurgical treatment was suggested as a solution to overcome the decline in anodic dissolution at the refinery plant of Sarcheshmeh.Laboratory scale atmospheric leaching of the flue dust resulted in higher than 90% copper leaching recovery.This is also helping the existing heap leach/SX/EW facility to reach its nominal capacity using the PLS produced from the leaching of the flash smelter flue dust.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sarcheshmeh
  • Flue dust
  • Anodic Dissolution
  • Flash smelting
  • Electrorefining
  • Leaching
 [1] M.E. Schlesinger, M.J. King, K.C. Sole, and W.G. Davenport, “Extractive metallurgy of copper (5th ed.)”, Elsevier, 2011
 [2] A.K. Biswas, and W.G. Davenport, “Extractive metallurgy of copper (3rd ed.)”.Pergamon Press, Oxford, England, 1994, https://doi.org/10.1016/C2009-0-11233-3
[3] M.S. Moats, “Electrochemical characterization of anode passivation mechanisms in copper electrorefining”. (PhD thesis), University of Arizona, Tucson, Arizona, USA, 1999
 [4] C.A. Möller, M.  Bayanmunkh, and B. Friedrich, “Influence of As, Sb, Bi and O on copper anode behavior – Part 1: Passivation characteristics”. ERZMETALL, 61(6), 357-367, 2008
[5] C.A. Möller, M. Bayanmunkh, and B. Friedrich, “Influence of As, Sb, Bi and O on copper anode behavior, Part 2: Anode dissolution behavior and anode sludge generation”. ERZMETALL, 62 (1), 6-16, 2009
[6] C.A. Möller, M. Bayanmunkh, and B. Friedrich, Influence of As, Sb, Bi and O on copper anode behavior , Part 3: Elemental distribution. ERZMETALL, 62 (2), 70-80, 2009
[7] S. Abe, B.W. Burrows, and V.A. Ettel, “Anode passivation in copper refining”, Canadian Metallurgical Quarterly, 19:3, 289-296, 1980
[8] S. Abe, S. Goto, “Effect of sulfuric acid concentration in copper electrolyte upon anode passivation—studies of copper anode passivation”, Nippon Kogyo Kaishi, 98, 41–46, 1982
[9] S. Abe, S. Goto, “Effect of electrolyte temperature upon passivation of copper anodes—study of copper anode passivation”, Nippon Kogyo Kaishi, 98, 113–117, 1982
[10] M.S. Moats, J.B. Hiskey, “The role of electrolyte additives on passivation behavior during copper electrorefining”, Can. Metall. Q. 39, 297–305, 2000
[11] X. Cheng, J.B. Hiskey, “Fundamental studies of copper anode passivation during electrorefining. Part I. Development of techniques”, Metall. Mater. Trans. B, 27, 393–398, 1996
 [12] J.B. Hiskey, X. Cheng, “Fundamental studies of copper anode passivation during electrorefining. Part III. The effect of thiourea”, Metall. Mater. Trans. B, 29, 53–58, 1998
 [13] J. Sedzimir, W. Gumowska,”Influence of electrolysis variables on the passivation time of copper anodes in copper electrorefining”, Hydrometallurgy, 24 203–217, 1990
[14] Y.L. Peng, Y.J. Zheng, W.M. Chen, “The oxidation of arsenic from As(III) to As(V) during copper electrorefining”, Hydrometallurgy, 129–130, 156-160, 2012
 [15] E. Mattson, J.O. Bockris, “Galvanostatic studies of the kinetics of deposition and dissolution in the copper, copper sulfate system”, Trans. Faraday Soc., 55, 1586–1601, 1995
[15] S. Jin, H. Djellab, E. Ghali, “Effect of some amino acid chelating agents on the passivation of copper anodes in copper sulfate/sulfuric acid electrolyte”, Hydrometallurgy, 24, 53–65, 1990
[16] S. Jin, E. Ghali, “Effect of some aromatic nitro compounds on the passivation of copper anodes during electrorefining”, J. Appl. Electrochem., 21 , 247–254, 1991
[17] S. Jin, E. Ghali, “Influence of some bath additives on the passivation of copper anodes in CuSO4–H2SO4 electrolyte”, Can. Metall. Q. 31, 259–267, 1992
[18] F. Noguchi, T. Nakamura, Y. Ueda, “Behavior of anode impurities in copper electrorefining. Effect of lead, arsenic and oxygen in anode”, J. Min. Mater. Process. Inst. Jpn. 105, 1017–1023, 1989
[19] F. Noguchi, H. Itoh, T. Nakamura, T. “Effect of impurities on the quality  of electro refined cathode copper; behavior of antimony in the anode”, Proceedings of Copper'95, Volume III, 337-348, 1995
[20] P. Larouche, Minor elements in copper smelting and electrorefining. (M.Eng thesis), McGill University, Montreal, Canada, 2001.
[21] E. Mohri, M. Yamada, “Recovery of metals from the dusts of flash smelting furnace”, World Mining and Metals Technology, Vol.l, Ch.31, MMD-AIME, 520-533, 1976
[22] S. Monden, J. Tanaka, I. Hisaoka, “Impurity elimination from molten copper by alkaline flux injection”, Proceedings Advances in Sulfide Smelting, 901-918, 1983
[23] T. Nakamura, Y. Ueda, F. Noguchi, J.M  Toguri “The removal of group vb elements (as,sb, bi) from molten copper using a Na2CO3 flux”, Paper Presented at CIM 23rd Conference, Québec City, Canada, 413-419, 1984
[24] S. Nakasawa, A. Yazawa, A., F.R.A. Jorgensen, (1999) “Simulation of the removal of arsenic during the roasting of copper concentrate”, Metallurgical Transactions B, Vol. 30B, 393-401, June 1999
[25] C.J.  Newman, D.N. Collins, and A.J. Weddick, “Recent operation and environmental control in the Kennecott Smelter” Proceedings of Copper-Cobre 99 International Conference, 1999