آشنایی با معدن سرب نخلک
معدن سرب نخلک جزء قدیمی‌ترین معادن ایران می‌باشد و سابقه فعالیت معدنکاری در این مجتمع به بیش از ۲۰۰۰ سال قبل می‌رسد، در حال حاضر این مجتمع تحت پوشش شرکت تهیه و تولید موادمعدنی ایران اداره می‌شود. که بعنوان یک مرکز معدنی – صنعتی در حاشیه کویر مرکزی ایران، در فاصله ۱۲۰ کیلومتری شمال شرق شهرستان نائین و ۴۵ کیلومتری انارک در حاشیه کویر مرکزی ایران، در قسمت شرقی یک رشته کوه منفرد واقع شده است.
آب و هوای منطقه گرم و خشک و مرتفع‌ترین قله آن حدود ۱۴۴۰ متر از سطح دریا ارتفاع دارد، اما کارهای معدنی عمدتاٌ در ارتفاع بین ۱۰۰۰ (سطح زمین) تا ۸۰۰ متری (طبقه ۲۰۰ متری) صورت می‌گیرد. یک جاده شوسه ۳۵ کیلومتری از انارک تا معدن متروکه چاه خربزه و از آنجا ۱۶ کیلومتر جاده آسفالت سرد ارتباطی این معدن با سایر نقاط کشور است
موقعیت زمین شناسی
با توجه به قدمت معدن سرب نخلک مطالعات زمین شناسی مختلفی طی سال‌های متمادی با اهداف خاصی در این منطقه صورت گرفته است. در فاصله سال‌های ۱۳۶۹ تا ۱۳۷۲ نقشه زمین‌شناسی ۱:۵۰۰۰۰ ناحیه انارک که شرحی بر زمین شناسی نخلک را نیز شامل می‌شود، تهیه گردید.
در سال ۱۳۵۷ شرکت تکنواسپورت روسیه سابق طبق قرارداد اقدام مطالعات زمین‌شناسی وسیعی در منطقه نمود که نتیجه آن تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی ۱:۱۰۰۰۰۰۰ و ۱:۵۰۰۰ از منطقه می‌باشد در این راستا، عملیات اکتشافی ژئوفیزیک و حفر ۱۱ حلقه چاه اکتشافی در این ناحیه را نیز انجام داده است. از سال ۱۳۵۸ مطالعات اکتشافی توسط شرکت سهامی کل معادن ایران صورت گرفته و همچنین محاسبه ذخیره نیز در این گزارش آمده است.
به همراه این گزارش نقشه زمین شناسی و توپوگرافی با مقیاس ۱:۱۰۰۰ و نقشه زمین شناسی تونل‌ها با مقیاس ۱:۵۰۰ تهیه شده است. در این مطالعات از باقیمانده مغزه‌های حفاری شده توسط شرکت تکنواسپورت که نهایتا منجر به گسترش شبکه معدنی در سمت شمال و اکتشاف تعدای رگه‌های جدید در طبقات ۱۶۵- و ۲۰۰- متری گردید.
کانسار نخلک شامل سنگ‌های رسوبی تریاس، کرتاسه فوقانی و پالئوسن و رسوبات کواترنری می‌باشد. ژوراسیک با یک نبود چینه شناسی و فرسایش کامل توام بوده و بلافاصله پس از تریاس رسوبات کرتاسه که ضخامتی تا ۳۶۰ متر دارد با یک دگرشیبی زاویه ای کاملا مشخص دیده می‌شود و در پی آن پالئوسن – ائوسن نیز با یک دگر شیبی مختصر با ضخامتی بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ متر روی کرتاسه قرار می‌گیرد.
ساختمان و نحوه وجود کانی سازی
کانسار نخلک یک ساختمان کاملا بلوکی را نشان می‌دهد و گسترش کانی‌سازی ماده معدنی توسط گسل کنترل می‌شود. کانی‌سازی در یک بلوک در امتداد شمال- شمال غربی و به طول ۶ و عرض ۶ کیلومتر جای گرفته است.
کانی های تشکیل دهنده ماده معدنی
ماده معدنی اولیه کانسار نخلک از گالن تشکیل شده و کانی‌های گانگ در درجه بعدی قرار گرفته که شامل باریت – کلسیت – دولومیت و کوارتز می‌باشد. ماده معدنی در رگه‌ها حالت برشی یا شبه برشی داشته و معمولا همراه با رگچه‌ها و با مواد معدنی پراکنده است.
تاریخچه
معدن سرب و روی نخلک از زمان‌های باستانی مورد بهره‌برداری قرارا گرفته و تعداد زیادی آثار کارهای قدیمی، ابزار سنگی و وسائل ساخته شده از آهن خام که در این ناحیه یافت شده موید این نظر است. بعلاوه وجود یک کارونسرای مخروبه قدیمی می‌تواند مبین عبور یک راه ارتباطی از جنوب شرقی معدن باشد. قدمت این کارها که عمق ۱۲۵ متری (نزدیک سطح آب) دیده شده حدود ۲۰۰۰ سال حدس زده می‌شود.
در دوران معاصر این معدن ۵۳ سال پیش در حال بهره‌برداری دیده شده و تا سال ۱۳۳۲ که به شرکت سهامی کل معادن و ذوب فلزات ایران واگذارا گردیده است،با کمک یک کوره ابتدایی که بوسیله هیزم گرم می‌شده به ذوب سرب نیز مبادرت می‌ورزیده‌اند.
تولید اصلی معدن نخلک کنسانتره سرب با عیار ۵۵% می‌باشد. موادمعدنی استخراجی حاوی کانی‌های گالن یا سولفور سرب و سروزیت یا کربنات سرب می‌باشد. موادمعدنی از کارگاه‌های استخراج از عمق ۲۰۰ متری زمین با تلاش و کوشش کارگران زحمتکش این مجتمع استخراج شده و توسط اسکیپ به سطح زمین منتقل می‌شود. ظرفیت استخراج ماده معدنی حدود ۳۰۰۰ تن در ماه و با عیار ۷% می‌باشد. تولید کارخانه مجتمع ماهیانه ۳۰۰ تن کنسانتره می‌باشد.
روش استخراج
در معدن نخلک استخراج بوسیله ۶ حلقه چاه با عمق‌های متفاوت صورت می‌گیرد که عبارتند از:
- چاه شماره یک با عمق ۵۰- متر
- چاه شماره ۲ با عمق ۲۵- متر
- چاه شماره ۳ با عمق ۱۶۵- متر
- چاه شماره ۴ با عمق ۲۰۰- متر (آسانسور)
- چاه شماره ۵ با عمق ۲۴۰- متر (اسکیپ یا باربر)
- چاه شماره ۶ با عمق ۲۰۰- متر
چاه‌های شماره ۱- ۲- ۳ و ۶ در حال حاضر تعطیل و فقط بعنوان منابع تهویه‌ای مورد استفاده هستند.
چاه شماره ۴:
چاه شماره ۴ با عمق ۲۰۰- متر مجهز به دستگاه آسانسور بوده و این از این چاه جهت تردد افراد، وسایل و تجهیزات مورد نیاز بخش معدن استفاده میگردد که خود شامل ۵ طبقه اصلی بوده که این طبقات عبارتند از:
- طبقه ۵۰- متری
- طبقه ۸۴- متری
- طبقه ۱۲۵- متری
- طبقه ۱۶۵- متری
- طبقه ۲۰۰- متری
طبقات ۵۰- ، ۸۴- و ۱۲۵ متری بدلایل مختلف (اتمام کار استخراج و کمبود نیروی انسانی) تعطیل و در حال حاضر عمده فعالیت در طبقات ۱۶۵- متری و ۲۰۰- متری صورت می‌گیرد.
چاه شماره ۵:
چاه شماره ۵ با عمق ۲۴۰- متر عمیق ترین قسمت معدن بوده و از این چاه جهت حمل مواد معدنی استخراج شده در طبقات مختلف بجز ۵۰- متری استفاده میگردد. (طبقه ۵۰- متری بدلیل ارتباط با سطح زمین باربری در آن بوسیله لکوموتیو صورت می گیرد).
مواد معدنی استخراج شده از طبقات ۱۶۵- و ۲۰۰- متری در افق ۲۱۷- متری در داخل بونکر ذخیره جمع آوری شده و این مواد از طریق یک سطح شیب‌دار و توسط فیدرهای تعبیه شده در این افق وارد جام اسکیپ شده و از آنجا به سطح زمین حمل میگردد و سپس توسط کامیون به بخش فرآوری انتقال می یابد.
چاه شماره ۶:
این چاه بعنوان یک چاه اکتشافی در محدوه شمال نخلک حفر گردید و در حال حاضر بعنوان یک منبع تهویه مورد استفاده قرار می‌گیرد اما با توجه به وجود حجم وسیعی از مواد معدنی بکر در این ناحیه در آینده می‌تواند به عنوان یکی از چاه‌های اصلی مورد بهره‌برداری قرار گیرد.
روش استخراج در کارگاه‌ها
در معدن سرب نخلک به واسطه وضعیت و نوع و شکل ماده معدنی دو روش استخراج مد نظر قرار گرفته که روش استخراج پرشونده یا کندوآکند یا cut and fill و روش انباره‌ای یا shrinkage مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سنوات اخیر بدلیل کمبود نیروی انسانی و در جهت افزایش تولید و دسترسی سریع به مواد معدنی روش استخراج انباره‌ای مورد استفاده قرار گرفته است.
در معدن سرب نخلک اکثر رگه‌های بصورت شرقی- غربی قرار دارند و بهمین واسطه و در راستای دستیابی به این مواد تونل های شمالی – جنوبی حفر شده که بنام تونل‌های عمود بر لایه یا قاطع لایه شناخته می‌شوند.
پس از دسترسی و مشخص شده لایه، تونل‌هایی در جهت شرق و غرب حفر که این تونل‌ها به عنوان تونل‌های دنبال لایه شناخته می‌شوند که این تونل به عنوان تونل باربری مورد استفاده قرار می‌گیرد در ادامه کار احداث بونکرها در دستور کار قرار گرفته و در روش انباره‌ای به فاصله هر ۶ متر یک بونکر حفر و در داخل کارگاه دهانه این بونکرها به شکل w به همدیگر ارتباط پیدا می‌کنند.
هدف از این کار این است که در زمان تخلیه، مواد با استفاده از نیروی وزنی خود و با کمترین دخالت نیروی انسانی از کارگاه تخلیه شوند. پس از آماده‌سازی کارگاه از سقف کارگاه شروع به حفاری و انفجار نموده ولی مواد استخراج شده حاصل از این عملیات از کارگاه استخراج تخلیه نگردیده و فقط ۳/۱ اضافه حجم تخلیه میگردد و مابقی مواد تا اتمام کار استخراج باقی می‌ماند.
تهویه در معدن نخلک
با توجه به زیرزمینی بودن و وسعت شبکه تونلی در این معدن (حدود۳۰ کیلومتر) لزوم جریان هوای مناسب امری الزامی است.
در معدن سرب نخلک حدود ۹۰ درصد از هوای مورد نیاز معدن بصورت طبیعی و با استفاده از اختلاف ارتفاع چاه‌ها صورت می‌گیرد و تعداد آنها باعث سرعت بخشیدن به این امر می‌شود بدین صورت که: چاه شماره ۳ در سطح زمین در بلندترین نقطه و چاه‌های شماره ۴ و ۵ در گودترین نقاط قرار گرفته‌اند و به واسطه اختاف فشار هوا بین هوای گرم و سرد (هوای گرم هوای آلوده معدن و هوای سرد هوای تمیز می‌باشد) باعث به جریان افتادن هوا شده و شبکه معدن شارژ میگردد.
ارتباط طبقات ۱۲۵ و ۲۰۰ متری به چاه شماره ۶ و ارتباط طبقه ۵۰ متری به سطح زمین از دیگر مزایای شبکه تهویه معدن بوده و علاوه بر این حرکت آسانسور و اسکیپ در به جریان افتادن هوا در زمان کار نقش مهمی را دارند. در مناطقی از معدن که از منابع تهویه‌ای (چاه‌ها) فاصله داشته باشیم از بادبزن‌ها یا وانتیلاتورهای دهنده یا مکنده هوا استفاده میگردد.
باربری در معدن
همانگونه که ذکر گردید معدن نخلک از جمله معادن قدیمی کشور می‌باشد و به همین واسطه و با توجه به شرایط تونل‌ها کار در این معدن بشکل تقریبا سنتی و با استفاده از نیروی انسانی صورت می‌گیرد.
در کارگاه‌های استخراج کماکان بیل و کلنگ و فرغون و نیروی انسانی نقش اصلی را دارند و در تونل‌های باربری تا سنوات گذشته واگن‌های حمل مواد توسط نیروی انسانی تا محل تخلیه حمل می‌گردید ولی چند سالی است که با تغییراتی در وضعیت تونل‌ها، بار با لکوموتیو تا بونکر ذخیره حمل میگردد (چاه شماره ۵) که این موضوع باعث افزایش سرعت و حجم حمل مواد و صرفه جویی در نیروی انسانی گردیده است.
آبکشی در معدن
در معدن سرب نخلک دو مرحله آبکشی انجام می‌شود. برای این منظور در کنار چاه شماره ۵ یک کور چاه به عمق ۴۰ متر حفر گردیده و سطح ایستابی آب‌های معدن در این چاه قرار دارد. ابتدا از کور چاه توسط پمپ‌های کف‌کش یا لجن کش آب به سطح طبقه ۲۰۰ متری پمپاژ شده و در داخل یک مخزن به طول ۱۵۰ متر و طول و عرض ۳ متر هدایت شده و پس از ته نشین شدن از طریق پمپ‌های سانتریفیوژ آب به سطح زمین انتقال می‌یابد.
به طور متوسط در ساعت حدود ۱۷۰ متر مکعب آب از معدن خارج می‌شود که حدود ۲۰ درصد آن مصرف کارخانه فرآوری و ۱۰ درصد مصرف فضای سبز و مابقی به صورت هرز آب از فضای مجتمع به خارج هدایت می‌شود.
کارخانه
مواد استخراج شده از معدن توسط کامیون از قسمت اسکیپ به کارخانه منتقل میگردد. این مواد در ابتدای کار روی سرند اصلی به ابعاد ۲۵ در ۲۵ قرار گرفته و مواد زیر این ابعاد وارد سنگ شکن اولیه (فکی) شده و پس از خردایش تا ۷ سانتی‌متر از طریق یک نوار نقاله به سرندهای لرزان هدایت می‌شوند. ابعاد این سرندها ۳۰ در ۳۰ میلیمتر و ۱۰ در ۱۰ میلیمتر می‌باشند. در مسیر عبور به سمت سرندهای لرزان این مواد توزین شده و همچنین توسط یک آهنربای الکتریکی مواد فلزی از مدار خارج و میزان بار ورودی کارخانه ثبت میگردد.
مواد در روی سرندهای لرزان که دو طبقه می‌باشند جدا سازی شده و مواد زیر یک سانتی‌متر از سرند زیرین عبور و وارد سیلو یا بونکر ذخیره کارخانه که ظرفیت آن ۹۰ تن است می‌گردند.
مواد درشتتر وارد سنگ‌شکن ثانویه یا مخروطی شده و پس از خردایش تا زیر یک سانتی‌متر مجددا به قسمت سرندهای لرزان بازگشت می‌نمایند. این عمل آنقدر ادامه پیدا می‌کند تا کلیه مواد به ابعاد زیر یک سانتی‌متر برسند.
مواد خردایش شده مستقیماً وارد آسیای گلوله‌ای و سپس توسط پمپ به سیکلون هدایت می‌شوند. مواد در سیکلون با نیروی گریز از مرکز جداسازی می‌شود. ته‌ریز سیکلون مجدداً به آسیا گلوله‌ای منتقل شده و در آنجا بشکل پودر در آمده و به سیکلون بر می‌گردند. این عمل آنقدر ادامه پیدا کرده تا کلیه مواد به ابعاد ۷۵ تا ۱۰۰ میکرون تبدیل شده و وارد سیلوهای آماده‌سازی فلوتاسیون شوند.
مواد ذخیره شده در سیلو از طریق یک نوارنقاله با تنظیم میزان مورد نیاز وارد قسمت فرآوری می‌شوند. در این قسمت مواد بدو روش جداسازی می‌گردند:
- اول روش گراویمتری
- دوم روش فلوتاسیون
۱ـ روش گراویمتری
در این روش مواد وارد جیک‌های مرحله اول شده و در این مرحله پس از جداسازی اولیه باطله، خاک پـر عیار از یک سری توری مشبک به ابعاد یک میلیمتر عبور می‌کنند (سرریز جیک باطله می‌باشد) ابعاد بالای یک میلیمتر وارد آسیای میله‌ای شده و پس از خردایش (بین ۴۰ تا ۰ میلیمتر) وارد پمپ شده و به جیک‌های مرحله دوم هدایت می‌شوند. در این مرحله ته ریز این جیک‌ها کنسانتره نهایی گراویمتری با عیار ۵۴ تا ۵۲ درصد می‌باشد که به انبار فروش متنقل می‌شوند.
سرریز جیک مرحله دوم پس از عبور از توری یک میلی‌متری وارد جیک مرحله سوم شده که ته ریز آن وارد آسیای میله‌ای و پس از خردایش مجدداً به جیک مرحله دوم باز می‌گردند و سرریز آن بعنوان باطله از مسیر کارخانه خارج می‌شوند. البته ابعاد زیر یک میلیمتر توسط توری قبلاً جدا سازی شده‌اند.
۲ـ روش فلوتاسیون
کلیه مواد زیر یک میلیمتر جدا سازی شده توسط توری وارد پمپ C100 شده و سپس به سیکلون پمپاژ میگردد. در سیکلون توسط نیروی گریز از مرکر ابعاد بین ۱۰۰ تا ۷۵ میکرون توسط دو لوله وارد مخازن تیکنر شده و ابعاد درشتتر که ته ریز سیکلون می‌باشند وارد آسیای گلوله‌ای شده که پس از خردایش مجدداً وارد پمپ C100 و به سیکلون منتقل می‌گردند.
در تیکنرها پس از آب گیری پالپ موجود توسط دو دستگاه پمپ لجن‌کش از کف تیکنر پمپاژ و به همزن شماره یک وارد می‌شود. در مسیر خروجی همزن شماره یک سولفور سدیم جهت تبدیل کربنات به سولفور اضافه شده و سپس وارد همزن شماره دو شده که در مسیر خروجی بوتیل اکسانتات و سیلیکات سدیم جهت پایداری حباب و بازداشت باطله اضافه میگردد.
مواد وارد سلول شماره یک فلوتاسیون شده که سریز آن کنسانتره نهایی فلوتاسیون با عیار بین ۶۴ تا۶۲ درصد می‌باشد و ته ریز آن وارد سلول‌های بعدی جهت پر عیار شدن و بازگشت مجددبه سلول شماره یک می‌شوند.
