Inleiding tot de verwerking van antimoonerts
Antimoon (Sb) is een glanzend grijs metalloïde dat voornamelijk wordt gebruikt als verhardingsmiddel voor lood, vooral in lood-zuuraccu's. Het trioxide is een essentiële vlamvertrager in kunststoffen en textiel. De verrijking en winning van antimoonerts is complex vanwege de broosheid van het mineraal en het feit dat het vaak voorkomt in complexe ertsen met andere metalen zoals lood, koper en zilver.
Het specifieke proces en de gebruikte machines zijn sterk afhankelijk van de samenstelling van het erts (bijvoorbeeld stibniet, antimoniaal goud) en de kwaliteit ervan.
Kernverwerkingsfasen en machines
Een typische verwerkingsfabriek voor antimoonerts volgt deze hoofdfasen:
Fase 1: Breken en vermalen (gemeenschap)
Het doel is om de antimoon-houdende mineralen uit het ganggesteente (afvalgesteente) te bevrijden.
Primaire kaakbreker:De run-van-mijnerts wordt in een zware-kaakbreker gevoerd. Deze machine verkleint grote stenen (tot 1 meter) tot een hanteerbaar formaat van ongeveer 100-200 mm.
Machinetype:Blake kaakbreker, excentrische kaakbreker boven het hoofd.
Secundaire kegelbreker:De opbrengst van de kaakbreker wordt door een kegelbreker verder verkleind tot een grootte van circa 10-50 mm.
Machinetype:Lente kegelbreker, hydraulische kegelbreker.
Malende Molen:Het gemalen erts wordt vervolgens met water in een maalmolen gevoerd om een slurry te creëren. De molen gebruikt stalen kogels of het erts zelf als maalmedium om de deeltjesgrootte te verkleinen tot een fijn poeder (vaak minder dan 0,1 mm), waardoor de antimoonmineralen effectief vrijkomen.
Machinetype:
Kogelmolen:Meest voorkomend.
Staafmolen:Soms gebruikt voor een grovere eerste maalbewerking.
Fase 2: Beneficiatie (scheiding en flotatie door zwaartekracht)
Dit is de meest kritische fase voor het concentreren van het antimoon.
Voor eenvoudige, grove-korrelige ertsen:
Zwaartekrachtscheiding:Deze methode maakt gebruik van het hoge soortelijk gewicht van stibniet (het belangrijkste antimoonmineraal).
Malmachine:Een gemeenschappelijke en effectieve machine. De slurry wordt verticaal op een zeef gepulseerd, waardoor de dichtere antimoondeeltjes zich op de bodem nestelen en het lichtere ganggesteente wordt weggespoeld.
Jig-machine
Schudtafel:Een licht hellende tafel met riffels. Terwijl de tafel schudt, beweegt het dichtere antimoonconcentraat langs de riffen, terwijl de lichtere residuen van de zijkant worden gewassen.
Voor complexe, fijne-korrelige ertsen (meest voorkomende):
Schuimoprichting:Dit is de belangrijkste methode voor het terugwinnen van antimoon. Het scheidt mineralen op basis van hun oppervlaktechemie.
Conditioneringstank:De gemalen ertsslurry wordt gemengd met specifieke reagentia.
Verzamelaars (bijv. Xanthates):Maak de antimoonminerale oppervlakken hydrofoob (water-afstotend).
Opschuimers (bijv. pijnboomolie):Creëer stabiele bellen in de flotatiecel.
Activatoren/depressiva:Wordt gebruikt om antimoon selectief te scheiden van andere sulfidemineralen (zoals lood of koper).
Flotatiecel/mechanisme:Er wordt lucht in de tank geblazen, waardoor er belletjes ontstaan. De hydrofobe antimoondeeltjes hechten zich aan de belletjes en stijgen naar het oppervlak om een schuim te vormen. Dit schuim wordt afgeroomd alsconcentreren. De hydrofiele (water-aantrekkende) ganggesteentedeeltjes zinken en worden afgevoerdresiduen.
Machinetype:Mechanische roerflotatiecel, pneumatische flotatiecel, kolomflotatiecel.
Vaak wordt een combinatie van voorconcentratie door zwaartekracht gevolgd door flotatie gebruikt voor optimaal herstel en hellingsgraad.
Fase 3: Ontwatering
Het concentraat uit het flotatie- of zwaartekrachtcircuit is een slurry met een hoog watergehalte. Dit water moet worden verwijderd voor transport en verdere verwerking.
Verdikkingsmiddel:Een grote ronde tank waar de mest centraal wordt aangevoerd. Er worden flocculanten toegevoegd om fijne deeltjes te laten samenklonteren en als dik slib naar de bodem te laten bezinken (onderstroom). Helder water stroomt over de bovenkant en wordt vaak terug in de plant gerecycled.
Filterpers of vacuümschijffilter:Het ingedikte slib wordt naar een filter gepompt.
Filterpers:Gebruikt hoge druk om water door filterdoeken naar buiten te persen, waardoor een droge, vaste filterkoek ontstaat (vochtgehalte ~10-20%).
Vacuümschijffilter:Een continue machine die een vacuüm gebruikt om water door roterende schijven bedekt met filterdoek te zuigen, waardoor een iets nattere cake ontstaat.
Fase 4: Pyrometallurgische verwerking (smelten)
De filterkoek (antimoonconcentraat) wordt naar een smelterij gestuurd voor metaalproductie. Vaak is dit een aparte voorziening.
Braadoven:Het concentraat kan eerst worden gebrand om de zwavel te verwijderen en om te zetten in antimoonoxide (Sb₂O₃).
Nagalmoven of hoogoven:Het oxide of het ruwe concentraat wordt gesmolten met een reductiemiddel (zoals cokes / steenkool) en vloeimiddelen (zoals natriumcarbonaat of natriumsulfaat) om ruw antimoonmetaal te produceren (vaak "ruw antimoon" of "vloeibaar" antimoon genoemd).
Raffinageketel/pollepel:Het ruwe metaal wordt verfijnd door specifieke vloeimiddelen toe te voegen om onzuiverheden zoals ijzer, arseen en zwavel te verwijderen, wat resulteert in antimoonmetaal van commerciële{0}}kwaliteit.
Run-of-Mine Ore | V [Primary Jaw Crusher] | V [Secondary Cone Crusher] | V [Grinding Mill] (Ball Mill) | V [Conditioning Tank] (with Reagents) | V [Flotation Cells] ----> Antimony Concentrate (Froth) | V Tailings (Waste) ----> [Tailings Dam/Storage] | V (for Concentrate) [Thickener] | V [Filter Press] | V Dry Concentrate Cake | V [Smelter] ---->Antimoon metaal
Belangrijke overwegingen voor een verwerkingsfabriek
Ertsvariabiliteit:Het ontwerp van de fabriek moet flexibel zijn om veranderingen in de ertskwaliteit en mineralogie aan te kunnen.
Omgevingscontroles:Stibniet (Sb₂S₃) bevat zwavel, dat tijdens het smelten zwaveldioxide (SO₂) genereert. Moderne planten vereisen efficiëntiegasreinigingssystemenzoals zuurinstallaties of gaswassers om luchtvervuiling te voorkomen.
Waterbeheer:Water wordt op grote schaal gebruikt en moet worden gerecycled.Tailings-dammenmoeten zorgvuldig worden ontworpen om verontreiniging van het grondwater te voorkomen.
Reagensoptimalisatie:Het type en de dosering van flotatiereagentia zijn van cruciaal belang voor het bereiken van hoge terugwinningspercentages en concentraatkwaliteiten. Hiervoor is een goed-uitgerust laboratorium nodig voor voortdurend testen.
Samenvattend is een fabriek voor de verwerking van antimoonerts een complex systeem van zware- brekers, precisiemaalmolens, geavanceerde flotatiecellen en robuuste ontwateringsapparatuur, allemaal gecontroleerd om een waardevol maar vaak lastig metaal efficiënt uit het erts te scheiden en te concentreren.
