-->

Δευτέρα, 24 Μαρτίου 2014

Υδρομεταλλουργία και βιοεκχύλιση μεταλλευμάτων χαλκού: Σκουριώτισσα Κύπρου

Βιοεκχύλιση σε Σωρούς χαλκούχου μεταλλεύματος, Σκουριώτισσα Κύπρου
[του Πέτρου Τζεφέρη] [ by Tzeferis Petros]

Η χρήση βακτηρίων για την εξαγωγή χαλκού είναι, πιθανώς, η αρχαιότερη εφαρμογή της τεχνολογίας βιοεκχύλισης. Η εκχύλιση φτωχών μεταλλευμάτων χαλκού όπως και χαλκούχων απορριμμάτων παλαιών εκμεταλλεύσεων γίνεται από μόνη της στη φύση, υπάρχουν δε πολλές μαρτυρίες σε κείμενα αρχαία ελληνικά, ρωμαϊκά και μεταγενέστερα περί γαλάζιων υγρών που αναβλύζουν από τη γη.

Πιο πρόσφατα, με την εμφάνιση της φτηνής και αξιόπιστης τεχνολογίας της εξαγωγής μετάλλου με οργανικό διαλύτη για τη συγκέντρωση αραιών διαλυμάτων, η εκχύλιση σωρών και απορριμμάτων έχει γίνει μια ελκυστική και ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος.

Η εκχύλιση σε σωρούς εφαρμόστηκε πρώτα σε οξειδωμένα, κυρίως, μεταλλεύματα.Βρέθηκε, όμως, ότι σε πολλούς σωρούς εκχύλισης, οι οποίοι ήταν μικτής σύστασης (με θειούχα και οξειδωμένα ορυκτά), η βακτηριακή εκχύλιση έπαιζε σημαντικό ρόλο στην ανάκτηση χαλκού και από τα θειούχα.
Σήμερα, οι περισσότερες εγκαταστάσεις ανάκτησης χαλκού έχουν σωρούς θειούχων μεταλλευμάτων όπου εφαρμόζουν τη βακτηριακή εκχύλιση.

Τα τελευταία χρόνια υπάρχει σημαντικός αριθμός νέων εργοστασίων αυτού του τύπου στην Αυστραλία καθώς και στη Βόρειο και Νότιο Αμερική, όπου δραστηριοποιούνται κυρίως οι μεταλλευτικές επιχειρήσεις παραγωγής χαλκού. Στη Β. Αμερική, πάνω από 10% της παραγωγής του μετάλλου προέρχεται από την εκχύλιση σε σωρούς, με την πλειοψηφία των εγκαταστάσεων να βρίσκεται στην Αριζόνα των Η.Π.Α..

Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το μεταλλείο Morenci της Phelps Dodge, που βρίσκεται στη νοτιοανατολική Αριζόνα των ΗΠΑ, 80km βορείως του Safford, μια περιοχή στην οποία παράγεται χαλκός για πάνω από έναν αιώνα. Εκεί υπάρχει εγκατάσταση εμπλουτισμού που επεξεργάζεται ημερησίως 130 000 t θειούχου μεταλλεύματος για την τροφοδοσία καμίνου τήξης. Οι εγκαταστάσεις εκχύλισης επεξεργάζονται περίπου 500 000 t;φτωχού οξειδωμένου και, κυρίως, θειούχου μεταλλεύματος ημερησίως.

Στη Χιλή, υπάρχουν πολλά εργοστάσια σε λειτουργία ή υπό ανέγερση που χρησιμοποιούν μια παραλλαγή της μεθόδου που ονομάζεται "Βακτηριακή Εκχύλιση σε Λεπτό Στρώμα" (Thin Layer Bacterial Leaching - TLBL). Αυτή είναι, στην ουσία, η γνωστή τεχνολογία εκχύλισης σε σωρούς με τη διαφορά ότι το ύψος του σωρού είναι χαμηλό (2-8m) και, επίσης, το μετάλλευμα πλουσιότερο και λεπτομερέστερο απ’ αυτό που αποτελεί τον κανόνα για την παραπάνω τεχνική. Η πρώτη εφαρμογή της τεχνολογίας έγινε το 1980 από την SMP στο μεταλλείο Lo Aguirre. Η εγκατάσταση ξεκίνησε ως κλασική εκχύλιση σε σωρούς του μεταλλεύματος, που περιλάμβανε, κυρίως, οξείδια του χαλκού. Καθώς, με την πρόοδο του χρόνου, στο κοίτασμα άρχισαν να επικρατούν τα θειούχα ορυκτά, υιοθετήθηκε η Εκχύλιση σε Λεπτό Στρώμα. Σήμερα, το εργοστάσιο επεξεργάζεται εξ' ολοκλήρου θειούχο μετάλλευμα χαλκοσίνη - βορνίτη, με ετήσια παραγωγή 14000t καθοδικού χαλκού.

Επίσης, στην  Σκουριώτισσα Κύπρου που θεωρείται ότι έχουμε παραγωγή χαλκού εδώ και 4000 χρόνια! Όλοι γνωρίζουμε ότι η Κύπρος κατά τους αρχαίους χρόνους ήταν φημισμένη για τα μεταλλεία χαλκού στα οποία όφειλε τον πλούτο και την ευμάρειά της και το όνομα της είναι συνώνυμο με τον χαλκό (cuprous).




Χαλκούχα -Χρυσοφόρα Κοιτάσματα στην Κύπρο

Αλλωστε και σήμερα η μοναδική μεταλλευτική δραστηριότητα που υπάρχει στη Κύπρο είναι αυτο το μεταλλείο χαλκού της Σκουριώτισσας, που άρχισε ξανά τη λειτουργία του στα μέσα του 1996 με την παραγωγή καθόδων μεταλλικού χαλκού (99,999%), εφαρμόζοντας την μέθοδο της βιοεκχύλισης σωρών με ελαφρά όξινο διάλυμα - εξαγωγής με οργανικό διαλύτη - ηλεκτρανάκτησης (Leaching - SX - EW). Μάλιστα το 2012 γιόρτασαν παραγωγή 50.000 τόνων χαλκού σε σε 4.000 χρόνια λειτουργίας!

Υπηρεσία Μεταλλείων Κύπρου: Στατιστικά για την μεταλλευτική και λατομική δραστηριότητα.

Η μέθοδος Βιοεκχύλισης σε Σωρούς - Εξαγωγής με Οργανικό Διαλύτη –Ηλεκτρανάκτησης (HBL/SX/EW) οχι μόνο είναι περιβαλλοντικά ασφαλέστερη επιλογή από την τήξη αλλά είναι και πιο αποδοτική στη χρήση υλικών, και έχει μέτριες απαιτήσεις ενέργειας και εργασίας εξασφαλίζοντας πολύ χαμηλό κόστος λειτουργίας.

Τα στάδια της μεθόδου είναι τα ακόλουθα:

1. Το χαλκούχο μετάλλευμα ραντίζεται με αραιό θειικό οξύ. Το οξύ διηθείται μέσα από το σωρό, διαλύοντας το χαλκό.
2. Το μεταλλοφόρο διάλυμα συλλέγεται σε λίμνη.
3. Το διάλυμα τροφοδοτείται σε εγκατάσταση εξαγωγής με οργανικό διαλύτη, όπου έρχεται σε επαφή με κατάλληλο οργανικό αντιδραστήριο για να σχηματίσει σύμπλοκο διαλυτό στην οργανική φάση.
4. Η φορτωμένη με χαλκό οργανική φάση προχωρεί στην εγκατάσταση απογύμνωσης, όπου έρχεται σε επαφή με όξινο ηλεκτρολύτη που επανεξάγει το χαλκό στην υδατική φάση, σχηματίζοντας ένα πυκνό καθαρό διάλυμα. Ο οργανικός διαλύτης αναγεννάται και επιστρέφει στο στάδιο 3.