Menjelajahi Proses Pengapungan dan Flotasi Tembaga Sulfida

Mineral tembaga sulfida memainkan peran penting dalam industri pertambangan global karena penggunaan tembaga yang ekstensif dalam berbagai aplikasi mulai dari kabel listrik hingga bahan konstruksi. Memahami daya apung mineral ini sangat penting untuk proses ekstraksi yang efisien. Artikel ini membahas tentang mineral tembaga sulfida utama, karakteristik pengapungannya, dan proses flotasi tembaga.

 

Kemampuan Mengapung Mineral Tembaga Sulfida

 

Mineral Tembaga Sulfat Utama dan Kemampuan Mengapungnya

 

Kalkopirit

Kalkopirit (CuFeS₂) mengandung Cu34.57% dan merupakan mineral tembaga utama. Kalkopirit dapat mempertahankan daya apung alaminya untuk waktu yang lama dalam media netral dan basa lemah. Namun, pada media yang sangat basa (pH>10), lapisan besi hidroksida terbentuk karena struktur permukaannya terkorosi oleh OH-; daya apung alaminya menurun. Kalkopirit pada permukaan deposit telah teroksidasi dalam waktu yang lama, kekerasannya menjadi lebih kecil, dan mudah dihancurkan, sehingga daya apungnya menurun.

Kolektor yang paling umum digunakan untuk flotasi kalkopirit adalah xantat dan bubuk hitam. Dalam beberapa tahun terakhir, ia juga menggunakan nitrogen sulfur dan ester tiamin. Beberapa menggunakan garam tiourea, butil akrilat, dll., untuk menggantikan kalkopirit flotasi xantat di luar negeri.

Kalkopirit mudah dihambat oleh sianida dan oksidan dalam media basa. Sebagai contoh, dalam pemisahan tembaga dan timbal, sianida biasanya digunakan untuk menghambat kalkopirit; dalam pemisahan tembaga dan molibdenum, oksidan telah digunakan secara luas untuk menghambat kalkopirit. Garam tembaga (seperti tembaga sulfat) terkadang mengaktifkan kalkopirit yang tertekan.

 

Chalcocite

Kalkosit (Cu2S) mengandung 79,8% Cu, mineral tembaga sulfida sekunder yang paling umum. Mineral ini rapuh dan mudah mengendap jika dihancurkan secara berlebihan.

Mineral tembaga di banyak tambang tembaga porfiri besar di luar negeri adalah kalkosit. Pengumpul kalkosit terutama adalah xantat. Ini memiliki kemampuan mengapung yang baik di media asam dan basa. Karena energi kisi kristal tembaga-belerang dalam kalkosit lebih kecil, jari-jari ion tembaga kecil, dan jari-jari ion belerang besar, maka mudah terkena oksidasi, sehingga kalkosit lebih mudah teroksidasi daripada kalkopirit. Setelah oksidasi, lebih banyak ion tembaga yang masuk ke dalam pulp. Keberadaan ion tembaga ini akan mengaktifkan mineral lain atau mengonsumsi bahan kimia, sehingga menyulitkan pemilahan.

Penghambat kalkosit adalah Na₂S0₃Na₂S₂O₃, K3Fe(CN)6, dan K4Fe(CN)6. Na2S dalam jumlah besar juga memiliki efek penghambatan pada kalkosit. Efek penghambatan sianida pada kalkosit lemah karena ion tembaga pada permukaan kalkosit terus larut dan berinteraksi dengan sianida, sehingga tidak efektif. Hanya dengan menambahkan sianida secara terus menerus, tujuan penekanan dapat tercapai.

 

Bornite

Komposisi kimiawi dari bornite (Cu5FeS4) tidak tetap. Menurut rumus molekulnya, mengandung Cu63.3%. Ada dua jenis: primer dan sekunder. Sifat permukaan dan daya apung bornit berada di antara kalkosit dan kalkopirit. Ketika xanthate digunakan sebagai kolektor, ia dapat mengapung di media asam dan basa lemah. Ketika pH> 10, daya apungnya menurun. Dalam media yang sangat asam, daya apungnya juga memburuk secara signifikan dan secara efisien dihambat oleh sianida.

 

Mineral tembaga sulfida lainnya

Mineral tembaga sulfida lainnya, seperti tembaga biru (CuS)memiliki kemampuan mengapung yang mirip dengan kalkosit. Arsenit 3Cu2S-As2S3 adalah bijih tembaga primer. Ini adalah sistem kristal equiaxed dan tidak terdisosiasi. Ia memiliki banyak isomer. Ini memiliki kekerasan rendah dan kerapuhan tinggi dan dapat dengan mudah menjadi berlumpur karena penggilingan yang berlebihan. Ketika flotasi bijih arsenik dengan xantat digunakan, pH yang paling cocok adalah 11 hingga 12. Menggunakan natrium karbonat daripada kapur sebagai pengatur medium lebih baik karena menghambat tetrahedrit arsenik ketika CaO bebas lebih tinggi dari 400g/m3. Ketika dosis natrium sulfida rendah (30 mg/L), flotabilitas dapat ditingkatkan karena sulfidasi permukaan yang teroksidasi. Namun, meningkatkan dosis dapat sepenuhnya menghambat pengapungan arsenit.

 

Aturan pengapungan mineral tembaga sulfida

Mengenai kemampuan mengapung mineral tembaga sulfida, aturan berikut dapat diringkas:

1. Semua mineral yang tidak mengandung besiseperti kalkosit dan kovellite, memiliki kemampuan mengapung yang serupa, dan efek penghambatan sianida dan kapur terhadapnya lemah.
2. Semua mineral tembaga yang mengandung besi, seperti kalkopirit, bornit, dan lain-lain, secara efisien dihambat oleh sianida dan kapur dalam media basa.
3. Pengumpul xantat terutama secara kimiawi mengadsorpsi kationik Cu2+, sehingga mineral yang mengandung lebih banyak Cu2+ di permukaan sangat mempengaruhi xantat. Urutan kekuatan pengaruhnya adalah kalkosit > tembaga biru > bornit > kalkopirit.
4. Kemampuan mengapung mineral tembaga sulfida juga dipengaruhi oleh ukuran partikel kristal, ukuran partikel yang tertanam, serta faktor primer dan sekunder. Jika kristal dan kain yang tertanam terlalu halus, maka akan lebih sulit untuk mengapung. Bijih tembaga sulfida sekunder mudah teroksidasi dan lebih sulit untuk mengapung daripada bijih tembaga primer.

 

Manfaat Tembaga Sulfida

Proses benefisiasi utama bijih tembaga sulfida adalah flotasi. Menurut karakteristik tertanam dari bijih tembaga sulfida yang berbeda, dapat dibagi menjadi a penggilingan satu tahap + proses flotasi, penggilingan satu tahap + flotasi + proses penyesalan konsentrat kasar, dan penggilingan dua tahap + tproses flotasi dua tahap (satu tahap).

 

1. Penggilingan satu tahap + proses flotasi

Proses ini cocok untuk bijih tembaga sulfida di mana tembaga dan mineral gangue berasosiasi secara longgar, dan ukuran partikel yang tertanam kasar dan seragam.

Bijih tembaga sulfida dapat mencapai efek disosiasi monomer yang lebih baik setelah satu kali proses penggilingan dan dapat langsung memasuki proses flotasi untuk pemisahan. Secara umum, ini dapat dicapai melalui satu pemisahan kasar, satu hingga tiga pemisahan unggulan, dan satu sapuan, yang bisa mendapatkan indikator flotasi yang lebih baik.

Proses penggilingan + flotasi satu tahap dari tembaga sulfida adalah sederhana dan mudah dioperasikan, dan biaya pemrosesan mineral rendah.

 

2. Penggilingan satu tahap + pengapungan + proses penyesalan konsentrat kasar

Proses ini cocok untuk sulfida tunggal atau bijih tembaga-molibdenum dari tambang tembaga Banyan.

Setelah penggilingan primer, bijih tembaga sulfida memasuki proses flotasi untuk pengasaran dan penyapuan. Proses ini membuang sejumlah besar tailing. Konsentrat kasar yang diperoleh mengandung sejumlah besar penggabungan tembaga dan mineral ikutan seperti kuarsa, sehingga menghasilkan kadar konsentrat yang buruk. Kadarnya tidak tinggi, sehingga perlu dilakukan penggilingan sekunder untuk pemisahan monomer dan kemudian dilakukan dua hingga tiga kali pemurnian untuk mendapatkan konsentrat tembaga.

The kualitas konsentrat dari penggilingan satu tahap tembaga sulfida + flotasi + konsentrat kasar proses penyesalan lebih tinggi, dan indeks pemrosesan mineral juga lebih baik.

 

3. Penggerindaan dua tahap + proses pengapungan dua tahap (satu tahap)

Proses ini cocok untuk bijih tembaga sulfida dengan ukuran partikel yang tidak rata.

Setelah bijih tembaga sulfida digiling kasar untuk pertama kalinya, bijih tersebut dapat diflotasi untuk memilih beberapa mineral tembaga berbutir kasar. Setelah penggilingan kedua untuk meningkatkan pemisahan monomer mineral, tembaga berbutir halus dapat diflotasi.

Proses penggilingan tembaga sulfida dua tahap + proses flotasi dua tahap (satu tahap) dapat memulihkan mineral yang berguna secara maksimal.

 

Proses flotasi tembaga sulfida terutama terdiri dari tiga metode di atas, yang lebih cocok untuk memproses bijih tembaga sulfida dengan komposisi mineral tunggal. Melalui eksperimen pengolahan mineral, kita dapat menentukan teknologi pengolahan mineral spesifik dan proses untuk bijih tembaga sulfida yang lebih kompleks.

Seiring dengan kemajuan teknologi pertambangan yang terus berkembang, pemahaman yang lebih mendalam mengenai kemampuan mengapung mineral tembaga sulfida tidak diragukan lagi akan memberikan kontribusi dalam mengoptimalkan proses flotasi dan keberlanjutan industri pertambangan tembaga. Mineral-mineral ini dapat dipisahkan secara selektif dari material gangue melalui flotasi, sehingga menghasilkan konsentrat tembaga bermutu tinggi.