لیچینگ (به انگلیسی: Leaching) یا استخراج مایع-جامد فرایندی است در شیمی و صنایع شیمیایی که طی آن ماده‌ای مشخص، با انحلال در حلال از ماده جامد جدا شده و سپس ماده هدف به روش‌های مختلف از حلال استخراج می‌شود.روش‌های هیدرومتالورژی تولید مس مانند لیچینگ و بیولیچینگ، بخش عمده‌ای از تولید مس در جهان را تشکیل می‌دهند. این روش‌ها هم به دلیل سازگاری‌شان با محیط‌زیست و هم بالا بودن صرفه اقتصادی‌شان، هر روز بیش از گذشته مورد توجه قرار می‌گیرند. لیچینگ و بیولیچینگ یکی از روش‌های مهم فراوری مس در مجتمع مس سرچشمه است زیرا ماده معدنی موجود در سرچشمه کانسنگی سخت است که نیاز به روش‌های جدید فراوری دارد.

اصول کلی بیولیچینگ مس

اکثر معادنی که از روش بیولیچینگ برای استحصال فلزات استفاده می‌کنند، معادنی هستند که در منطقه نیم‌کره جنوبی واقع شده‌اند. این به خاطر شرایط آب و هوایی خاص این مناطق است که برای رشد باکتری و عملیات آنها مفیدتر هستند. ماده معدنی مس استخراج شده تا ابعاد موردنظر خرد شده و به منظور آگلومره شدن ذرات ریز با ذرات درشت و کار با باکتری‌ها با اسیدسولفوریک در دستگاه‌های آگلومراسیون مخلوط می‌شوند. به منظور کاهش میزان رطوبت موجود برای خوب آگلومره شدن آب یا رافینت (رافینت محلولی است که از مسیر بازگشتی جدایش محلول الکترووینینگ به دست می‌آید) اضافه می‌شود. اگر ماده معدنی از نوع خیلی مصرف کننده اسید نباشد میزان اسید مصرفی برای آماده‌سازی ماده معدنی می‌تواند از محلول رافینت تامین شود.‏ رافینت معمولا شامل میزان کمی از باکتری است که منجر به اکسید شدن مس می‌شود (باکتری ابتدا توسط لوله‌هایی بر روی کپه‌های ماده معدنی ریخته می‌شوند تا سنگ سولفوری را به اکسیدی تبدیل کند. سنگ آگلومره و آماده شده برای اسیدشویی به محوطه‌ای فرستاده می‌شود که در محلی به ارتفاع ۶-۱۰ متر بر روی زمینی که قبلا مسطح شده است و یا بر بالای ماده معدنی که قبلا اسیدشویی شده است ریخته می‌شود. به منظور تامین هوای موردنیاز برای عملیات باکتری‌ها لوله‌های پلاستیکی با سوراخ‌های مخصوص هوادهی بر روی پد قرار داده می‌شوند.‏ بادبزن‌های فشار پایین هوای مورد نیاز برای سیستم تهویه زیر ماده معدنی را تامین می‌کنند.‏ پدهای ایجاد شده توسط میزان مشخصی از محلول که شامل باکتری نیز هستند مورد پاشش قرار می‌گیرند و این باکتری‌های موجود سنگ سولفوری را به اکسیدی تبدیل می‌کنند و در اسید حل می‌شوند، محلول باردار شده ‏‎(PLS)‎‏ (شامل مقدار مشخصی است) در زیر توده جمع می‌شوند و بعضا دوباره به بالای هیپ عملیات برگردانده می‌شوند و یا مستقیما اگر میزان مس در حد مورد نظر باشد به مرحله ‏EW/SX‏ (جدایش محلول/ الکترووینینگ) برای بازیابی مس فرستاده می‌شوند. رافینت دو مرتبه به توده‌های اسیدشویی قرار گرفته، بازگردانده می‌شوند. زمان اسیدشویی برای عملیات‌های مختلف متفاوت است اما به طور ایده‌آل در حدود ۲۰۰ روز برای ماده معدنی مس ثانویه است. بازیابی مس در حدود ۸۵-۷۵ درصد متغیر است.

در شرایط کنونی بازار مس تولید به روش لیچینگ، اقتصادی است؟

در روش لیچینگ آن‌چه اهمیت دارد نوع کانسنگ و عیار ماده معدنی است. این دو عامل هستند که تعیین می‌کنند استفاده از این روش برای تولید صرفه اقتصادی دارد یا خیر. حدود دو دهه پیش در معدن مس سرچشمه با توجه به وجود خاک‌های کم‌عیار اکسیدی مس، روش لیچینگ هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ سهولت انجام کار مناسب تشخیص داده شد و به همین دلیل کارخانه لیچینگ سرچشمه در سال‌های قبل احداث شد. در حال حاضر در معدن مس سرچشمه منابع اکسیدی تمام شده است و فقط منابع کم‌عیار سولفیدی مس می‌تواند در اختیار امور لیچینگ قرار گیرد. در روش لیچینگ، تولید کردن از منابع سولفیدی بسیار سخت‌تر از تولید از منابع اکسیدی است. همین محدودیت منابع در دسترس؛ یعنی تمام شدن منابع اکسیدی و منابع سولفیدی ثانویه و تنها موجود بودن منابع سولفیدی اولیه مس که نسبت به فرایند لیچینگ سرسخت هستند، باعث شده تولید لیچینگ سرچشمه از ظرفیت طراحی کارخانه که حدود ۱۴هزار تن مس کاتدی در سال بوده است، تقریباً کاهش ۵۰ درصدی داشته باشد. با این وجود تولید در این کارخانه همچنان سودآور است.در سال ۱۳۹۶ در این کارخانه ۷۱۷۰ تن مس کاتدی تولید شده است که حدود ۵۰۰۰ تن آن از لیچینگ خاک معدنی و مابقی تولید مس از دورریز الکترولیت پالایشگاه و لیچینگ غبار دودکش‌های کارخانه ذوب بوده که کارخانه آن در سال ۱۳۹۱ تأسیس شده است. میزان تولید پیش‌بینی‌شده برای امسال با توجه به کاهش خوراک لیچینگ و کم‌عیار شدن خاک معدنی، ۶۶۰۰ تن مس کاتدی است.

برنامه‌ای برای استفاده از روش‌های جدید لیچینگ

روش‌های جدید برای استحصال مس از کانی‌های سولفیدی انجام شده است. در چند سال گذشته هم در سطح شبه‌صنعتی و هم در مقیاس صنعتی از روش بیولیچینگ استفاده شده است . در سطح صنعتی اتفاق‌های خوبی در همین اواخر سال ۱۳۹۶ افتاده و قرار است این روش در چند فاز اجرایی، به مرحله صنعتی و عملی برسد.

صرفه اقتصادی روش بیولیچینگ مس

مقرون‌به‌صرفه بودن یک روش تولید مس، علاوه بر هزینه‌های سرمایه‌گذاری، بستگی به شرایطی نظیر قیمت جهانی مس، هزینه‌های جاری تولید و… دارد اما به‌طور خاص و در شرایط فعلی، برای خاک معدن سرچشمه طبق بررسی‌های انجام شده، استفاده از بیولیچینگ مقرون‌به‌صرفه است و سوددهی مناسبی خواهد داشت.