يُعدّ الترشيح الكومي مقرونًا بالاستخلاص بالمذيبات (SX) والاستخلاص الكهربائي (EW) من أكثر الطرق اقتصادية لاستغلال خامات النحاس المؤكسدة ومنخفضة التركيز، وهي خامات لا تكون معالجتها بالتعويم أو الصهر مجدية اقتصاديًا.
علم المعادن وتحضير التغذية
تذوب معادن النحاس المؤكسدة مثل الملاكيت والأزوريت والكريزوكولا بسهولة في حمض الكبريتيك. وبعد التكسير يُختزل الخام عادة إلى 12–25 مم ويُكتّل في أسطوانة مع الماء وحمض الكبريتيك المركّز (المعالجة الحمضية). ويحافظ التكتيل على نفاذية الكومة ويمنع هجرة الدقائق.
تصميم القاعدة والكومة
- قاعدة غير نفاذة من طين مدموك وغشاء أرضي HDPE أو LLDPE بسماكة نحو 1.5–2 مم مع نظام لكشف التسرب.
- التكديس على طبقات بارتفاع عدة أمتار (عادة 4–8 م) باستخدام السيور والمكدّسات.
- الري بالتنقيط بمعدل نموذجي 8–12 لتر/ساعة/م²، وهو يقلل التبخر واستهلاك المياه مقارنة بالرشاشات.
- يُتحقق من استقرار منحدرات الكومة والقاعدة بدراسات جيوتقنية تشمل التحليلات الساكنة والزلزالية.
ويُجمع المحلول المحمّل (PLS) الذي يحتوي عادة على 1–5 غ/لتر نحاس عند قاعدة الكومة ويُوجَّه إلى حوض PLS.
الاستخلاص بالمذيبات (SX)
في مرحلة الاستخلاص يُحمَّل النحاس انتقائيًا من PLS على مستخلص عضوي من فئة الأوكسيمات مخفف في الكيروسين. ثم يُلامَس الطور العضوي المحمّل مع إلكتروليت حمضي في مرحلة التجريد لنقل النحاس إلى الإلكتروليت الغني. وتجري هذه المراحل في وحدات الخلط والترويق. ويُعاد الرافينات المستنفد من النحاس بعد ضبط حموضته إلى ري الكومة.
الاستخلاص الكهربائي (EW)
يدخل الإلكتروليت الغني بتركيز نحو 45–50 غ/لتر نحاس إلى خلايا الاستخلاص الكهربائي، فيترسب النحاس على كاثودات دائمة من الفولاذ المقاوم للصدأ ويتصاعد الأكسجين عند أنودات من سبائك الرصاص.
- كثافة التيار النموذجية: 250–350 أمبير/م².
- جهد الخلية: نحو 1.8–2.2 فولت.
- الطاقة النوعية: نحو 2 كيلوواط ساعي لكل كيلوغرام نحاس.
- المنتج: كاثود نحاس بنقاوة 99.99% مطابق لمواصفة LME Grade A.
اعتبارات التصميم
أهم المحددات الاقتصادية هي استهلاك الحمض (المرتبط بالشوائب الكربوناتية) والاستخلاص الكلي للنحاس وزمن دورة الترشيح. وتُعد الاختبارات العمودية المخبرية والتجريبية ضرورية قبل الهندسة الأساسية. وقد صممت آريا هنكارد هذه السلسلة في مشاريع منها مصنع سياستراكي للترشيح الكومي بطاقة 3,000 طن سنويًا ومصنع جانجا لترشيح النحاس بتركيز تغذية نحو 0.22%.