انواع روش‌های فرآوری سرب و روی
روش (Heavy Media Cyclone (H. M. C
در این روش، بعد از سنگ‌شکن و پیش از ورود مواد خام به آسیا، یک هیدروسیکلون تعبیه می‌شود. در این هیدروسیکلون به‌جای آب از یک سیال با وزن مخصوص ۵- 2/3 برای ته‌نشینی باطله‌ها استفاده می‌شود؛ بدین ترتیب با جداسازی و استخراج کانی‌های پر عیار از کم‌عیار، میزان قابل‌توجهی از باطله‌های همراه، از ماده معدنی جداشده و هزینه آسیا کردن به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. کانی‌های جداسازی شده بعدازاین مرحله دارای عیار مناسب برای فرآیند فلوتاسیون می‌شوند.
فرآیند ولز
یکی از روش‌های تبخیر روی، فرآیند ولز است که در آن بخار فلز از واکنش‌های مستقیم بین فاز گاز و فاز جامد حاصل می‌شود. کوره ولز رایج‌ترین وسیله برای بازیافت روی از پسماندها و مواد ثانویه است، طیفی از مواد اولیه شامل سرباره‌ها، کیک‌های لیچینگ و در مواردی که نمی‌توان کانسنگ را به روش فلوتاسیون تغلیظ کرد از این روش استفاده می‌شود. در این روش از یک کوره گردان بلند با آستر نسوز (مانند کوره سیمان) استفاده می‌شود. محصول نهایی این کوره‌ها اکسید روی ۴۵ درصد است. روش‌های مستقیم: در این روش‌ها (روش کالدو یا TBRC، روش KIVCAT، روش QSL و روش اتوکومپو) برخلاف روش کوره بلند، استخراج سرب از کانه در یک مرحله انجام می‌شود و نیاز به تسویه جداگانه کنسانتره نیست. مشابه روش سنتی، لازم است که سرب خام به‌دست‌آمده به‌منظور افزایش عیار، تحت عملیات تصفیه قرار گیرد.
هیپ لیچینگ و بیو هیپ لیچینگ
هیپ لیچینگ نوین می‌تواند به‌عنوان فرآیندی کنترل‌شده تعریف شود که به‌موجب آن کانسنگ سنگ‌شکنی و در برخی حالات آگلومره شده و در پدهای نازکی (ارتفاع طبقات کمتر از ۱۰ متر) روی یک سیستم غیرقابل نفوذ انباشت می‌شود. سپس با حلال مناسبی برای استخراج مقدار بهینه مواد معدنی، حلال مناسب روی آن پاشیده می‌شود. در شرایطی که نوع کانسنگ سولفیدی و مقدار آن ناچیز باشد می‌توان از روش بیولیچینگ استفاده کرد. به‌طورکلی مناسب‌ترین روش برای لیچینگ کانی‌های اکسیدی و سولفیدی ثانویه، هیپ لیچینگ و برای کانی‌های سولفیدی اولیه، بیوهیپ لیچینگ است.
استخراج حلالی
یکی از روش‌های تصفیه فلزات از محلول‌ها و پساب‌های صنعتی است که طی آن یون‌های فلزی از یکدیگر جدا می‌شوند. در این روش می‌توان از خاک‌هایی با عیار ۴ تا ۸ درصد استفاده کرد، درحالی‌که عیار مورداستفاده در روش‌های سنتی بیش از ۱۵ درصد است. خاک‌هایی با عناصر متفاوت و ناخالصی مانند کلر به‌راحتی در این روش قابل‌استفاده هستند. همچنین کارایی استفاده از این روش ۲۰ تا ۲۵ درصد بیش از روش‌های سنتی است.
فناوری Doe Run
Engitec با استفاده از فناوری Doe Run از یک فرآیند شیمیایی مرطوب برای حل کنسانتره سرب به محلول، استفاده و سپس با استفاده از جریان الکتریکی، سرب را از محلول استخراج می‌کند. این فرآیند شبیه فرآیند الکترونی است که برای استخراج روی از کنسانتره استفاده می‌شود.
با توجه به اینکه کانسار مهدی‌آباد عیار کمی دارد، پیشنهاد می‌شود در ابتدای فرآیند و بعد از خردایش اولیه از سوی سنگ‌شکن، یک روش فرآوری ثقلی با بازدهی خوب (در حدود ۹۰ درصد)، انجام شود. درنتیجه، عیار ماده خام به میزان تقریبی ۲۵-۱۵ درصد خواهد رسید. بعدازآن می‌توان کنسانتره روش ثقلی را با استفاده از روش فلوتاسیون تا حدود ۵۰-۴۵ درصد پر عیار کرد. بعدازاین مرحله، خروجی دارای دو قسمت (کنسانتره و باطله) خواهد بود. کنسانتره آن به‌طور مستقیم وارد مرحله بعد (کوره) شده و باطله آن را می‌توان با استفاده از روش لیچینگ، دوباره پرعیارسازی کرد. بدین‌صورت، هم ترکیبات سولفیدی و هم ترکیبات اکسیدی با روش‌های مناسب، پر عیار می‌شوند.
تشويه و زينترینگ
بیش از ۹۵ % از روی تولید شده جهان از سولفید روی تولید می شود، کنسانتره روی معمولاً از %۳۰-۲۵ گوگرد و مقادیر مختلفی از سایر فلزات مانند آهن، سرب و نقره است که قبل از آنکه فلز روی به‌وسیله تکنیک های هیدرومتالوژی و پیرومتالوژی استحصال شود، گوگرد موجود در آن باید جداسازی شود. این کار از طريق تشويه و یا از طریق زینترینگ انجام می شود. در این کار کنسانتره روی تا دمای بالای حرارت داده می شود و سولفور روی به اکسید روی اکتیو تبدیل می شود و بلافاصله بعد از آن می توان اسید سولفوریک تولید کرد که یک محصول اقتصادی است . به منظور استفاده از سولفید روی نیاز به سیستم تشويه بوده و هزینه مستقیم تشويه تقریبا برابر با هزینه های کل قسمت های کارخانه روی می باشد.
روش پیرومتالورژی
با توجه به نقطه ذوب روی (5/419 درجه سانتیگراد) و دمای جوش نسبتاً پایین (907 درجه سانتیگراد) در روش پیرو متالورژی، ماده معدنی روی همواره بصورت بخار بوده و از طریق تقطیر کردن بخارات روی در کوره می‌توان به فلز روی با خلوص بالا رسید. در این روش پس از آنکه نوع کانی‌های حاوی روی (سولفیدی، کربناتی، سیلیکاتی یا اکسیدی) مشخص شد؛ در صورت سولفیدی بودن آن‌ها را تشویه (℃850-550) و در صورت کربناتی بودن آن‌ها را تکلیس (اندازه دانه‌ها در حدود mm 2-1 می‌باشد) کرده و به اکسید روی تبدیل می‌شوند و سپس اکسید روی را می‌توان وسیله کک متالورژی جامد که همراه با خوراک وارد کوره می‌شود و گاز منو اکسید کربن که در داخل کوره در نتیجه واکنش کک متالورژی و دی اکسید کربن بوجود می‌آید احیا کرده و بخارات روی که دارای ناخالصی هستند پس از خروج از مجرای کوره و کاهش دما، آن را با روش‌های تصفیه‌ی مذاب روی یا تقطیر روی با روش تقطیر مجدد که این دو روش را تصفیه‌ی حرارتی روی می‌نامند، تصفیه کرد. این روش با توجه به مقدار بالای انرژی مصرفی بسیار هزینه زاست، امروزه این روش فقط در کشورهای چین، هند، ژاپن و لهستان مورد استفاده قرار میگیرد.
فرآیند تولید شمش روی از خاک روی
برای تولید فلز روی ابتدا خاک معدنی روی خرد و آسیاب می‌شود و در صورت داشتن سرب به همراه خود، به واحد فلوتاسیون منتقل می‌شود تا سرب جدا شود. خاک‌های سولفوره نیز پس از انتقال به کوره به حالت اکسیده تبدیل شده و قابل استفاده می‌شوند. پس از آماده‌سازی خاک، کنسانتره به‌دست‌آمده در مخازن استیل، توسط سولفوریک اسید و آب مورد عمل لیچینگ قرار می‌گیرند، سولفات آهن و سولفات آلومینیوم جهت رسوب دهی با هالوژن‌هایی نظیر کلر و فلوئور برای جلوگیری از چسبندگی در کاتدها استفاده می‌شوند. روی موجود در خاک با عمل لیچینگ حل شده و سولفات روی به دست می‌آید. نیکل، کبالت، کادمیوم، آهن و برخی عناصر دیگر موجود در خاک نیز به همراه روی حل می‌شوند، از این رو باید قبل از الکترولیز یون‌های مزاحم حذف شوند. برای حذف آهن و کبالت از محلول، پرمنگنات پتاسیم به همراه آمونیوم پرسولفات اضافه می‌شود تا آهن دو ظرفیتی به آهن سه ظرفیتی تبدیل شود. با افزودن دوغاب آهک هیدراته به محلول و بالا بردن pH، آهن و کبالت اکسید شده و رسوب می‌دهند و از محلول جدا می‌شوند.
