لیچینگ مس؛ تولیدی به‌صرفه و اقتصادی

به گزارش می متالز به نقل از عصر مس آنلاین، روش‌های هیدرومتالورژی تولید مس مانند لیچینگ و بیولیچینگ، بخش عمده‌ای از تولید مس در جهان را تشکیل می‌دهند. این روش‌ها هم به دلیل سازگاری‌شان با محیط‌زیست و هم بالا بودن صرفه اقتصادی‌شان، هر روز بیش از گذشته مورد توجه قرار می‌گیرند. حالا «علی ناصری»، مدیر امور لیچینگ مجتمع مس سرچشمه در گفت‌وگو با «عصرمس آنلاین» می‌گوید لیچینگ و بیولیچینگ یکی از روش‌های مهم فراوری مس در مجتمع مس سرچشمه است زیرا ماده معدنی موجود در سرچشمه کانسنگی سخت است که نیاز به روش‌های جدید فراوری دارد. 

در شرایط کنونی بازار مس به نظر شما تولید به روش لیچینگ، اقتصادی است؟ تولید مس شرکت ملی صنایع مس ایران از لیچینگ سرچشمه در سال گذشته چقدر بوده است؟

در روش لیچینگ آن‌چه اهمیت دارد نوع کانسنگ و عیار ماده معدنی است. این دو عامل هستند که تعیین می‌کنند استفاده از این روش برای تولید صرفه اقتصادی دارد یا خیر. حدود دو دهه پیش در معدن مس سرچشمه با توجه به وجود خاک‌های کم‌عیار اکسیدی مس، روش لیچینگ هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ سهولت انجام کار مناسب تشخیص داده شد و به همین دلیل کارخانه لیچینگ سرچشمه در سال‌های قبل احداث شد.
در حال حاضر در معدن مس سرچشمه منابع اکسیدی تمام شده است و فقط منابع کم‌عیار سولفیدی مس می‌تواند در اختیار امور لیچینگ قرار گیرد. در روش لیچینگ، تولید کردن از منابع سولفیدی بسیار سخت‌تر از تولید از منابع اکسیدی است. همین محدودیت منابع در دسترس؛ یعنی تمام شدن منابع اکسیدی و منابع سولفیدی ثانویه و تنها موجود بودن منابع سولفیدی اولیه مس که نسبت به فرایند لیچینگ سرسخت هستند، باعث شده تولید لیچینگ سرچشمه از ظرفیت طراحی کارخانه که حدود 14هزار تن مس کاتدی در سال بوده است، تقریباً کاهش 50 درصدی داشته باشد. با این وجود تولید در این کارخانه همچنان سودآور است.
در سال 1396 در این کارخانه 7170 تن مس کاتدی تولید شده است که حدود 5000 تن آن از لیچینگ خاک معدنی و مابقی تولید مس از دورریز الکترولیت پالایشگاه و لیچینگ غبار دودکش‌های کارخانه ذوب بوده که کارخانه آن در سال 1391 تأسیس شده است. میزان تولید پیش‌بینی‌شده برای امسال با توجه به کاهش خوراک لیچینگ و کم‌عیار شدن خاک معدنی، 6600 تن مس کاتدی است.

در حال حاضر چند درصد از خاک معدن مس سرچشمه از منابع سرسخت مثل کالکوپیریت است؟

اطلاعات دقیق از خاک معدن سرچشمه در اختیار امور محترم معدن است. اما بر اساس گزارش‌های قبلی، در طرح 20 ساله معدن مس سرچشمه پیش‌بینی شده است که بیش از 160 میلیون تن خاک سولفیدی کم‌عیار با عیار میانگین 0.22 درصد مس، که تقریباً 100 درصد آن را کانی کالکوپیریت تشکیل می‌دهد، می‌تواند در اختیار فرایند لیچینگ قرار بگیرد.

درواقع با کاهش عیار ماده معدنی در سرچشمه و سخت شدن سنگ‌ها، لیچینگ کمک بزرگی به تولید خواهد کرد. درست است؟

بله، البته راه دیگر این است که منابع سولفیدی کم‌عیار همراه با منابع سولفیدی پرعیارتر به سمت خط پیرومتالوژی فرستاده شود تا در ظاهر راندمان تولید مس از این منابع بالاتر برود، اما مخلوط کردن این منابع باعث می‌شود تا میانگین عیار مس در خاک معدنی که به سمت کارخانه تغلیظ می‌رود کاهش پیدا کند، این کاهش عیار باعث کاهش تولید مس محتوا در کارخانه تغلیظ و افزایش قیمت تمام‌شده در آن کارخانه می‌شود. اما اگر کارخانه لیچینگ بتواند بخش کم‌عیار ماده معدنی را فراوری کند، علاوه بر تولید باصرفه مس کاتدی در این کارخانه، قطعاً به‌صورت غیرمستقیم به تولید اقتصادی‌تر در کارخانه تغلیظ نیز کمک می‌کند.

چه برنامه‌ای برای استفاده از روش‌های جدید لیچینگ مثل استفاده از باکتری‌ها در این فرایند دارید چراکه این روش ها برای استحصال سنگ‌هایی مثل کالکوپیریت بسیار مؤثر هستند؟

روش‌های جدید برای استحصال مس از کانی‌های سولفیدی دغدغه چندساله ما بوده و مطالعات زیادی هم با همکاری مشاوران داخلی و خارجی در این زمینه انجام شده است. در چند سال گذشته هم در سطح شبه‌صنعتی و هم در مقیاس صنعتی از روش بیولیچینگ استفاده کرده‌ایم و در مقیاس شبه‌صنعتی به بازیابی بیش از 50 درصد مس از سنگ معدن 100 درصد کالکوپیریت دست پیدا کرده‌ایم. در سطح صنعتی هم اتفاق‌های خوبی در همین اواخر سال 1396 افتاده و قرار است در صورت موافقت مدیران ارشد شرکت، این روش در چند فاز اجرایی، به مرحله صنعتی و عملی برسد.

هزینه اجرای این روش چقدر است؟

در حال حاضر منتظر هستیم تا از سازندگان تجهیزات استعلام گرفته و قیمت‌های نهایی به ما اعلام شود. اما به‌طور کلی هزینه‌های سرمایه‌گذاری برای انجام این طرح، در مقایسه با افزایش درآمد ناشی از اجرای آن بسیار ناچیز خواهد بود.

آیا استفاده از روش بیولیچینگ در حال حاضر صرفه اقتصادی دارد؟

پاسخ کلی نمی‌شود به این سئوال داد چراکه مقرون‌به‌صرفه بودن یک روش تولید مس، علاوه بر هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بستگی به شرایطی نظیر قیمت جهانی مس، هزینه‌های جاری تولید و... دارد اما به‌طور خاص و در شرایط فعلی، برای خاک معدن سرچشمه طبق بررسی‌های انجام شده، استفاده از بیولیچینگ مقرون‌به‌صرفه است و سوددهی مناسبی خواهد داشت.

در حال حاضر چه درصدی از تولید مس در دنیا به روش بیولیچینگ است؟

پیش‌بینی‌ها از میزان تولید مس به روش هیدرومتالورژی در دنیا این بود که در شرایط کنونی بیش از  20 درصد تولید جهانی مس به این روش باشد، اما با وجود افزایش تولید مس در روش هیدرومتالورژی، به دلیل توسعه فرایندهای پیرومتالورژی، اکنون تولید مس با روش‌های هیدرومتالورژی بین 15 تا 17 درصد از کل تولید مس در دنیا است. بخشی از تولید مس در این روش به‌صورت بیولیچینگ سنگ معدنی کم‌عیار از نوع سولفیدهای ثانویه است، اما گزارش دقیقی از درصد آن منتشر نشده است.

در سال جاری در زمینه بیولیچینگ چه اقداماتی انجام خواهد گرفت؟

مشکل اصلی در حال حاضر میزان بازیابی مس از خاکی است که در اختیار امور لیچینگ قرار می‌گیرد. از طرفی هم رفتن به سمت فرایند بیولیچینگ نیازمند تجهیزات و امکانات خاصی است که باید تهیه شود، بنابراین می‌توانیم تا زمان فراهم آمدن تجهیزات جدید، فرآیند هوادهی را به‌عنوان اولین فاز از این طرح عملی کنیم. هوادهی به تنهایی هم می‌تواند به شکل قابل توجهی بازیابی مس از خاک معدنی را افزایش دهد.
برنامه ما پیاده‌سازی عملیات هوادهی در سال جاری است. پیش‌بینی ما هم این است که در بیش از 120هزار مترمربع از سطح موجود هوادهی انجام دهیم. انتظار می‌رود با این کار حدود 1.5میلیون تن از خاکی که در اختیار ما قرار می‌گیرد را بتوانیم هوادهی کنیم و استحصال مس را در این بخش از خاک حتی تا بیش از 100درصد نسبت به شرایط فعلی افزایش دهیم.

بعد از هوادهی باید منتظر چه مراحلی باشیم؟ آیا در سال 1397 مرحله دیگری از این فرایند اجرایی می‌شود؟

تهیه تجهیزات مورد نیاز سیستم بیولیچینگ زمان‌بر است و دست کم حدود 2 تا 3 سال تهیه، ساخت و نصب این دستگاه‌ها زمان می‌برد و نمی‌توان انتظار داشت که در سال 97 یا شاید 98 به مرحله عملیاتی برسیم اما در سال جاری عملیات مقدماتی این سیستم و طراحی جزئیات آن می‌تواند انجام شود. حتی مراحل اولیه خرید تجهیزات مورد نیاز پس از برآورد هزینه و موافقت مدیران ارشد می‌تواند انجام شود اما اجرا شدن کامل سیستم بیولیچینگ حدود 2 تا 3 سال طول خواهد کشید.

اما شما گفتید که مرحله هوادهی را آغاز می‌کنید. دپو شدن خاک هوادهی شده برای مدت طولانی مشکل ساز نیست؟

خیر بلکه تأثیرات مثبتی هم دارد. لازم به توضیح است که هیپ‌ها شامل چند پد هستند و روی هر پد عملیات به‌صورت جداگانه انجام می‌گیرد. عملیات آماده‌سازی تا تکمیل فرایند لیچینگ روی یک پد حدود 365 تا 400 روز به طول می‌انجامد. عملیات هوادهی در زیر خاک باعث می‌شود تا یک عامل اکساینده به فرایند اضافه شود که به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند شرایط انحلال را بهتر کند. هنگام هوادهی، تزریق اکسیژن و احتمالا تکثیر باکتری‌های موجود در خاک ممکن است اتفاق بیافتد. با وجود اثر اکسایشی هوا یا با فعالیت باکتری‌های داخل خاک، پتانسیل اکسایشی محلول در هیپ می‌تواند افزایش یابد. با انجام این کار Eh محیط مناسب‌تر و درنتیجه انحلال بهتری انجام می‌گیرد. ضمن این‌که محلول خروجی از پد در حال هوادهی، به دلیل افزایش پتانسیلی که در آن اتفاق می‌افتد، می‌تواند حین عبور از پدهایی که هوادهی نمی‌شوند اثر مثبتی روی فرایند این پدها نیز داشته باشد.

به‌طور کلی فرایند لیچینگ برای محیط‌زیست خطرناک نیست و آب و خاک را آلوده نمی‌کند؟

لیچینگ فرایندی است که در آن خاک معدنی با استفاده از اسید تحت فراوری قرار می‌گیرد و در بخشی از فرایند از مواد ارگانیک هم استفاده می‌شود. بنابراین اگر این دو ماده به محیط اطراف راه داشته باشند، قطعاً به آن آسیب می‌زنند. اما طراحی سیستم لیچینگ به شکلی است که راه‌های نشت این مواد را به محیط مسدود کرده است. تمام هیپ‌هایی که روی آن خاک‌ریزی انجام می‌شود و تحت پاشش محلول‌های اسیدی قرار می‌گیرند، توسط لایه‌ای از پلی‌اتیلن ایزوله شده‌اند و عملاً نباید نفوذی اتفاق بیفتد و اگر هم موردی در شرایط خاص مثل آسیب دیدن این لایه اتفاق بیفتد، نشت‌یاب‌هایی زیر هیپ‌ها قرار گرفته که نشتی‌ها را نشان می‌دهند و درصورتی‌که نشتی بیش از حد مجاز باشد، باید اصلاحات لازم انجام گیرد. خوشبختانه تا به امروز مورد حادی اتفاق نیفتاده است.

در زمینه بومی‌سازی در لیچینگ چه اقداماتی داشته‌اید؟

بنا به یک تعریف، انجام همین فرایند بیولچینگ را  هم می‌توان یک کار بومی در نظر گرفت. زیرا مطالعاتی که برای یک نوع خاص خاک معدنی و برای عملیات لیچینگ و بیولیچینگ در سرچشمه انجام شده و می‌شود مختص به همین خاک معدنی است و ممکن است برای دیگر جاها اصلاً قابل‌استفاده نباشد.
لازم به ذکر است قبلاً مطالعاتی برای طرح توسعه لیچینگ انجام شده بود که در آن با شرکتی در آفریقای جنوبی همکاری کردیم و تلاش‌مان این بود که بیولیچینگ را در معدن دره‌زار پیاده کنیم. ما آن زمان هم به‌صورت مشترک با آن شرکت خارجی، به تکنولوژی‌ای دست پیدا کردیم که دومین در دنیا بود و در جای دیگری استفاده نشده بود. از سوی دیگر همین کاری که روی بازیابی مس از کانی کالکوپریت انجام می‌دهیم شاید فعلاً در کمتر جایی مورد استفاده قرار گیرد. زیرا در دیگر جاها به دلایل مختلف مثل داشتن منابع معدنی دیگری برای خوراک لیچینگ، شاید در حال حاضر نیاز به این تکنولوژی نداشته باشند اما ما به این کار نیاز داریم. این کاری که ما در لیچینگ انجام داده‌ایم تنها با همکاری مرکز تحقیق و توسعه و دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شده که در نوع خودش می‌توان گفت منحصربه‌فرد است و نتایج به‌دست‌آمده از آن هم در مقایسه با آنچه در دنیا گزارش شده، بسیار قابل توجه و ویژه است.