کانه‌آرایی (فرآوری مواد معدنی)

• کانه چیست؟
• کانه‌آرایی یا فرآوری به چه کاری می‌گویند؟
• اصولاً در معادن چه اقداماتی صورت می‌گیرد؟
• خاک چگونه به مواد با ارزش تبدیل می‌شود؟

برای پاسخ به این سوالات ادامه این مقاله را بخوانید تا با جزئی‌ترین نکات معادن و کارخانه‌های فرآوری آشنا شوید.

به طور کلی هر ماده معدنی که از نظر اقتصادی قابل بهره‌برداری باشد، کانه نامیده می‌شود. هر کانه متشکل از شماری کانی است که دست کم یکی از آن‌ها کانی با ارزش موجود در ماده معدنی است و در واقع ماده معدنی برای دستیابی به آن کانی استخراج می‌شود. سایر کانی‌های تشکیل‌دهندهٔ ماده معدنی باطله یا گانگ (Gangue) نامیده می‌شوند.

موادی که از معادن استخراج می‌شوند همیشه با میزان قابل توجهی از ناخالصی‌ها همراه هستند و در اکثر مواقع وجود این ناخالصی‌ها و باطله همراه، عیار ماده معدنی را به قدری کاهش می‌دهد که بدون عملیات فرآوری و پرعیارسازی ارزش اقتصادی لازم را نخواهد داشت.

کانه‌آرایی چیست؟

شاید لازم باشد که ابتدا از خود بپرسیم، کانه‌آرایی چیست؟ می‌توان اینگونه گفت که فرآوری یا کانه‌آرایی عبارت است از عملیاتی که بر روی مواد استخراج شده از معادن انجام می‌گیرد تا یک یا چند کانی با ارزش که مزیت و صرفه اقتصادی دارند، از مواد کم‌ارزش جدا شود، بدون آنکه تغییری در خواص شیمیایی  آن ماده ایجاد شود. در پایان این عملیات، فرآورده‌هایی به دست می‌آید که یا مستقیماً در بازار قابل عرضه هستند یا برای عملیات صنعتی آماده می‌باشند. اما این که از چه روش فرآوری برای هر کانی استفاده شود، نیاز به تأمل بیشتری دارد.

کانه استخراج شده در آغاز عملیات کانه‌آرایی خوراک یا (Feed) نامیده می‌شود. پس از مجموعه عملیات کانه‌آرایی، محصولی به نام کنسانتره (Concentrate) تولید می‌شود که مشخصات فنی آن توسط مصرف‌کننده مشخص شده است. این مشخصات شامل عیار، دانه‌بندی، نوع و مقدار سایر کانی‌های همراه، میزان رطوبت و غیره است.

در ادامه به تشریح مراحل مختلف عملیات کانه‌آرایی می‌پردازیم.

مراحل کانه‌آرایی

بسته به نوع کانه و مشخصات مورد نظر در کنسانتره نهایی، عملیات کانه‌آرایی می‌تواند شامل مراحل مختلفی باشد. نخستین مرحله این عملیات، آزاد کردن یا (Liberation) کانی‌های با ارزش موجود از کانی‌های گانگ است. بدین منظور باید کانه را طی یک یا چند مرحله توسط انواع سنگ‌شکن‌ها و آسیاها خرد کرد. عملیات خرد کردن معمولاً همراه با عملیات طبقه‌بندی از نظر ابعاد است که به منظور به دست آوردن محصولی با دانه‌بندی مشخص و یا برای خارج کردن دانه‌هایی که به میزان لازم خرد شده‌اند انجام می‌شود. به این ترتیب از خرد شدن بیش از حد دانه‌ها جلوگیری می‌شود.

مرحله دوم شامل عملیات پرعیار کردن (Concentration) یا جدا کردن (Separation) کانی‌های با ارزش از کانی‌های گانگ است. این عملیات بر مبنای مشخصات کانی‌ها پایه‌گذاری شده‌اند و با استفاده از اختلاف خواص فیزیکی، شیمیایی یا شیمی – فیزیکی کانی‌‌ها با یکدیگر می‌توان آنها را جدا کرد. این عملیات که به طور جامع‌تر، روش‌های آرایش نامیده می‌شوند شامل روش‌های سنگجوری، ثقلی، الکتریکی، مغناطیسی، فلوتاسیون، هیدرومتالورژی و غیره می‌شوند.

با توجه به اینکه بیشتر روش‌های آرایش به طریق تر انجام می‌شوند، بنابراین مرحله سوم عملیات را می‌توان شامل عملیات جدا کردن فازهای جامد و مایع از یکدیگر یا به عبارت دیگر “آبگیری” و “خشک کردن” دانست که توسط تیکنر (Thickener) ، فیلترپرس ( Filter Press) و خشک‌کن (Dryer) انجام می‌شود.

مرحله نهایی نیز شامل عملیات تخلیه کانی‌های گانگ و در بیشتر حالات بازیابی آب موجود در این مواد است که در سد پسماند (Tailings Dam) انجام می‌شود.

البته برای فرآوری ماده اولیه و بالا بردن ارزش اقتصادی خاک ورودی به کارخانه‌های فرآوری، می‌بایست عملیاتی قبل از ورود بر آن انجام شده باشد. مثلاً مراحل خردایش، آسیا و تنظیم ابعاد و دانه‌بندی را طی کرده باشد و نرم شده باشند تا درشتی مطلوب برای مراحل پرعیار کردن  و تغلیظ را داشته باشد و مواد با ارزش از مواد کم ارزش جدا شوند.