IZVODLJIVOST DOBIJANJA RETKIH ELEMENATA I INDUSTRIJSKIH MATERJALA IZ TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR (Trinaesti deo - IZVODLJIVOST PRERADE FLOTACIJSKE JALOVINE)

II.3. IZVODLJIVOST PRERADE FLOTACIJSKE JALOVINE

  Flotacijska jalovina je otpadni materjal iz proizvodnje bakra, koji je prošao sve faze usitnjavanja i klasiranja, a preko 50 % tog materjala sastoji se od čestica ispod 75 µm. Zbog relativno niskog prosečnog sadržaja bakra u rudi (0,3-0,4 %), tokom procesa koncentrisanja bakra u koncentratu (sa oko 20 % bakra), pri prosečnom iskorišćenju od oko 88 %, stvaraju se ogromne količine flotacijske jalovine.  Primera radi, samo na flotacijskom jalovištu Bor-Cerovo od 1995. do 1997. nastala jalovina iznosi oko 14.000.000 tona. Procena je da je u deponijama četiri flotacijskih jalovišta skladirano oko 600.000.000 t flotacijske jalovine u kojoj je zarobljeno oko 70 t zlata i oko 300 t srebra, što samo po tom osnovu vredi 500.000.000 dolara. Do sada je u okolini Bora skladirano oko 207.000.000 t flotacijske jalovine, od čega oko 120.000.000 tona jalovine ima na flotacijskim jalovištima flotacije V. Krivelj.

Zbog problema sa obezbeđenjem novih prostora za skladiranje flotacijske jalovine u uslovima sve strožijih ekoloških propisa, mnoge svetske kompanije iznalaze nove načine da se oslobode tog tehnološkog balasta. Zbog toga su sve brojniji primeri da se vrše dodatne prerade flotacijske jalovine radi dobijanja bakra, srebra, zlata, pirita, i čitave palete građevinskog materjala, a ostatak nakon tih prerada upotrebi kao građevinski materjal za nasipavanje trasa modernih puteva. 

Takođe, zbog svakodnevnog priliva novih količina flotacijsake jalovine i problema nalaženja pogodnih lokacija za odlaganje te flotacijske jalovine, nameće se potreba da se ta flotacijska jalovina tretira na nov način. U svetu se taj problem rešava tako što se oko 98 % nove količine flotacijske jalovine pre odlaganja pretvaraju u pastu, čime se postižu znatne uštede na prostoru i troškovima skladiranja. Izgled uređaja za proizvodnju flotacijske jalovine u obliku paste prikazan je na sl. II.3.1.

Prednosti odlaganja flotacijske jalovine u obliku paste su sledeće:

-smanjenje zapremine deponovane flotacijske jalovine,

-povraćaj u proces velikih količina vode,

- potpuno zapunjenje prostora za odlaganje, kao i mogućnost zapunjavanja napuštenih rudarskih prostora,

-mogućnost odlaganja na kosim površinama,

-mogućnost transporta pomoću pumpi,

-nema problema sa zaglavljivanjem materjala u cevima,

-minimalan prostor za instaliranje opreme,

-za oko 10 % niži troškovi proizvodnje i odlaganja paste,

-manji rizik od isticanja flotacijske jalovine iz jalovišta,

-smanjenje rizika od zagađenja životne sredine.

Da bi se odredila izvodljivost i način prerade flotacijske jalovine treba poći od njenog hemijskog sastava. Prema raspoloživim podacima, iz dostupne literature sa Interneta, prosečan hemijsko – mineraloški sastav flotacijske jalovine iz pogona RTB-a u Boru prikazan je u tabeli II.3.1. i II.3.2.

Tabela II.3.1: Hemijski sastav flotacijske jalovine

Hemijski sastav flotacijske jalovine	Količina
SiO2	58,03 %
Al2O3	12.04 %
Gvožđe	8,86  %
Sumpor	9,87  %
Sulfidni bakar	0,12 %
Oksidni bakar	0,03 %
Bakar ukupno	0,16 %
Srebro	2,14 gr/t
Zlato	0,3 gr/t

Tabela II.3.2. Mineraloški sastav flotacijske jalovine

Mineraloški sastav flotacijske jalovine	Količina
Minerali jalovine	80,63 %
Pirit	14,27 %
Kovelin	0,03 %
Enargit	0,01 %
Halkozin	0,01 %
Kuprit	0,01 %
Ostalo	4,88 %
Bornit	U tragu
Azurit	U tragu

  Rezultati brojnih istraživanja pokazali su da je izvodljivo dobijanje bakra iz flotacijske jalovine hidrometalurškim postupcima uz iskorišćenje na metalu od oko 60% za sat vremena, odnosno oko 90% za 32 sata luženja, što je ilustrativno prikazano na Slici II.3.2.

Kako se vidi sa slike II.3.1. za vreme trajanja procesa od 26 sati, u laboratorijskim uslovima su postignuta izluženja bakra od preko 70%, odnosno oko 88% za 32 sata luženja, nakon čega je predložena šema hidrometalurškog postupka dobijanja bakra iz flotacijske jalovine – slika II.3.3.

Sem toga, izvodljiva je i neutralizacija izlaznih efluenata iz procesa reprocesiranja flotacijske jalovine, pre njihovog deponovanja. Ilustrativno je ovaj postupak prikazan na slici II.3.4.

Na osnovu navedenog, postupak prerade flotacijske jalovine se može vršiti kombinacijom sledećih postupaka:

·  hidrometalurški postupak dobijanja bakra iz flotacijske jalovine, prikazan na sl. II.3.3.,

·  deponovanje flotacijske jalovine u prostor napuštenog površinskog kopa u vidu paste, koja se proizvodi na način prikazan na sl. II.3.1.,

·  uvođenje procesa pretkoncentracije (flotacijska koncentracija) i neutralizacije izlaznih efluenata prikazan na sl. II.3.4.

Predloženom kombinacijom postupaka mogao bi da se obezbedi i samofinansirajući postupak za raščišćavanje korita borske reke (u delu koji je zapunjen flotacijskom jalovinom), uz ostvarivanje pozitivnih ekonomskih rezultata. Zbog sve strožih ekoloških zahteva ovakvo rešenje će se u bliskoj budućnosti nametnuti kao neminovnost, a napredak tehnologije će pomoći u ostvarenju tog projekta.

Do sada razvijene tehnologije, pomoću kojih je moguće reciklirati samo bakar iz flotacijske jalovine, potvrđene su u laboratorijskim uslovima, ali takve tehnologije nemaju pouzdanu ekonomsku opravdanost, mada je je najveći stepen izluženja bakra (oko 90%) postignut pri sledećim parametrima: odnos čvrsto : tečnom = 1:4, temperatura luženja oko 50 ⁰ C, a luženje je vršeno sa 1M sumpornom kiselinom oko 40 minuta, vreme sulfatizacije je oko 1 čas pri temperaturi od oko 250 ⁰ C. U smislu ekonomske neopravdanosti prerade flotacijske jalovine samo radi dobijanja bakra obeshrabrujući je i podatak da se u RTB-u Bor po toni katodnog bakra proizvede oko 515 t flotacijske jalovine, dok je svetski prosek oko 120 t. Ali i pored navedenog, povećana tražnja bakra na svetskom tržištu usloviće i porast cene bakra, što će onda moći da finansira i proizvodnju bakra iz siromašnijih ruda, pa i iz flotacijske jalovine.  Tehnološka šema jedne od takvih alternativnih tehnologija prikazana je na sl. II.3.5.

 

U zavisnosti od od mineraloškog sastava, flotacijska jalovina se  može koristiti i kao dodatak u betonskoj mešavini ili delom kao supstitut pri proizvodnji Portland cementa.  Pored zahteva granulosastava, mogućnost primene flotacijske jalovine u industriji cementa, kao supstituta za određeni deo cementa, određuje se preko sume sadržaja tri oksida (CaO+SiO₂+FeO), u poređenju sa prirodnim pucolanom ASTM C 618-92a. Ova vrednost poredi stepen reaktivnosti različitih pucolana prema klasi C letećeg pepela i neophodno je da bude što veća - obično preko 70%. Ove komponente uslovljavaju kvalitet cementa odnosno vezivna svojstva cementa. U cilju korišćenja flotacijske jalovine u ove svrhe neophodno je, prema utvrđivanju sadržaja ovih komponenti, izvršiti određenu pripremu, uz eventualnu korekciju sadržaja (CaO, SiO₂, FeO), kako bi se sadržaji ovih komponenti doveli do potrebnih vrednosti.

  Zbog toga, eventualna lokacija za izgradnju cementare, koja bi kao sirovinu koristila i flotacijsku jalovinu iz pogona RTB-a Bor, mogla bi biti na tromeđi Slatina – Zagrađe – Donja Bela Reka, zato što se taj prostor ne nalazi u neposrednoj blizini većih naselja i velikih površina obradivog zemljišta, ali se nalazi u blizini pruge sa kružnim saobraćajnim tokom (Niš – Bor – Majdanpek – Požarevac – Beograd – Niš, a jedan krak dužine oko 50 km. pomenutu prugu spaja i sa lukom u Prahovu).

Pomenuta lokacija se nalazi u blizini rudnika kvarca (Donja Bela Reka) i rudnika krečnjaka (Zagrađe), u blizini elektroenergetskog prenosnika - dalekovod Đerdap – Bor, a u Boru i okolini ima dovoljno kvalifikovane radne snage, koja je osposobljena za rad sa specifičnim proizvodnim agregatima (peći, elektrofilteri, kotlovi).

Izgradnjom cementare na navedenom prostoru obezbedio bi se njen dug proizvodni vek samo na osnovu sirovinske baze gomilane u prethodnih 100 godina, ne računajući nov svakodnevni sirovinski priliv iz pogona RTB-a u iznosu od najmanje 15.000 tona flotacijske jalovine, a u zimskom periodu i šljake i pepela iz Toplane Bor.  

  Flotacijska jalovina se može koristi i za dobijanje raznih opekarskih proizvoda . Isto tako postoji dosta primera gde se flotacijska jalovina koristi i kao građevinski materijal za izgradnju autoputeva.

Eventualna mogućnost korišćenja flotacijske jalovine RTB-a Bor za izgradnju puteva bila bi izvodljiva u slučaju ostvarenja ideje o izgradnji Multimodelarnog saobraćajnog koridora „Istok“ – sl. II.3.6. 

Po ovom projektu navedenim auto putem bi, bio povezan Požarevac sa Negotinom i tromeđom Srbije, Bugarske i Rumunije. Ovaj put bi imao ogroman značaj za Istočnu Srbiju, ali i za celu Evropu.

Takođe, realna i izvodljiva mogućnost bilo bi korišćenje flotacijske jalovine za proizvodnju staklokeramike.

Naime, staklokeramika je razvijena 1957.godine. To je polikristalni materijal dobijen kontrolisanom devitrifikacijom stakla odabranog sastava. Nakon oblikovanja predmet je u stanju običnog stakla. Da bi se provela kontrolisana devitrifikacija potrebno je u staklu stvoriti veliki broj centara kristalizacije, 1012-1015 po cm³, jednoliko raspodeljenih po celoj zapremini predmeta. Pod centrima kristalizacije podrazumevamo mesta na kojima počinje rast kristala. Kažemo da tu nastaju kristalni nukleusi, pa taj prvi korak nazivamo nukleacija. Nukleacija se može pri odgovarajućoj temperaturi dogoditi spontano. Takvu nukleaciju nazivamo homogenom. Nukleacija se može izazvati i veštački, tako što se staklu dodaju oksidi kao što su TiO₂, P₄O₁₀ i ZrO₂. Ovi su oksidi pri visokoj tempraturi rastvorljivi u istopljenom staklu, ali se izlučuju pri nižoj temperaturi. To je heterogena nukleacija.Kod proizvodnje staklokeramičkih predmeta staklo se proizvede uobičajenim postupkom, tj. topljenjem sa dodacima, koji pomažu stvaranje centara kristalizacije. Otopina se formira u željeni oblik, a predmeti se zatim zagrevaju pri temepraturi na kojoj je najveća brzina nukleacije. Zatim se staklo zagreje na višu temepraturu, pri kojoj je brzina rasta kristala maksimalna. Pri toj se temperaturi staklo održava tako dugo dok većina materijala iskristališe u obliku sitnih kristalića različitog sastava i strukture (različite faze). Budući da je broj centara kristalizacije veliki, nastali kristalići su vrlo malih dimenzija, reda veličine 0,1 - 1 µm. Preobražaj stakla u keramiku prikazan je na sl. II.3.7.

Komercijalno najvažniji staklokeramički sastavi su smeše oksida Li₂O, Al₂O₃ i SiO₂, a kao sredstva za nukleaciju dodaju se TiO₂ i P₂O₅. Kao glavna kristalna faza u takvoj staklokeramici su litijumovi silikati, Li₂SiO₃ i Li₂Si₂O₅. U staklokeramikama, koje sadrže MgO ili ZnO javljaju se faze različitog sastava, npr. Li₂MgSiO₄, Zn₂SiO₄, MgSiO₃, Mg₂SiO₄₃[AlSi₃O₁₀F₂], koji nastaje prilikom  termičke obrade staklokeramike.

Proizvodnja staklokeramike od flotacijske jalovine bi imala ekonomsko opravdanje zbog činjenice da se može koristiti u raznim oblastima i za razne primene. Tako naprimer, staklokeramika  otporna na termički šok upotrebljava se za izradu kuhinjskog posuđa, koje već ima ugrađen električni grejač, ili za izradu grejnih ploča modernih električnih šporeta (šporeti sa ravnom pločom). Zbog otpornosti na termički šok i stabilnost pri visokoj temperaturi, od staklokeramike se izrađuju i konusni vrhovi raketa. Zatim, staklokeramika se koristi u proizvodnji štampanih kola u elektronskoj industriji. Od staklokeramike se izrađuju implatanti, kojima se zamenjuju delovi ljudskih kostiju. Organizam puno bolje prihvata implatante od staklokeramike nego od metala, jer se sastav staklokeramike može podesiti, tako da najbolje imitira prirodnu kost. Pogodnim izborom sastava može se napraviti staklokeramika, koja ima negativni termički koeficijent rastezanja, tj. takav materijal, koji zagrevanjem smanjuje zapreminu. Staklokeramika iz koje nastaju veštački minerali grupe tinjaca može se obraditi u željenu formu na mašinama za obradu metala (npr. strugovi, glodalice, bušilice). Staklokeramika za mašinsku obradu sastoji se od natrijumovog flogopita – NaMg. Tehnološka šema izvodljivosti proizvodnje staklokeramike od flotacijske jalovine prikazana je na sl. II.3.8.

 

Iz Tabele II.3.2. (Mineraloški sastav flotacijske jalovine) vidi se da flotacijska jalovina, između ostalog, sadrži i oko 14,27 % pirita, što znači da se flotacijska jalovina može iskoristiti i za proizvodnju koncentrata pirita, jer je pirit sve traženija strateška sirovina za proizvodnju sumporne kiseline, gvožđa i čelika. Izgled skladsišta pirita prikazan je na sl. II.3.9.

Iz svega navedenog, vidi se da postoji izvodljiva i finansijski opravdana mogućnost da se flotacijska jalovina iz pogona RTB-a Bor iskoristi bez ostatka, tako što bi se prvo vršila njena reflotacija radi dobijanja koncentrata pirita, zatim bi se vršilo luženje radi izdvajanja preostalog metalnog sadržaja, ostatak bi se mogao iskoristiti za proizvodnju cementa i staklokeramike, a otpadni deo bi se mogao koristiti za proizvodnju raznih građevinskih materjala, dok bi se ostatak otpadnog dela flotacijske jalovine mogao iskoristiti za nasipavanje puteva ili za proizvodnju paste za zapunjavanje napuštenih rudarskih prostora. Izvodljivost Održive tehnološke šeme prerade flotacijske jalovine bez ostatka prikazana je na sl. II.3.10.

Nenad Radulović

 

IZVODLJIVOST DOBIJANJA RETKIH ELEMENATA I INDUSTRIJSKIH MATERJALA IZ TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR (Dvanaesti deo - IZVODLJIVOST PRERADE TOPIONIČKE ŠLJAKE)

II.2. IZVODLJIVOST PRERADE TOPIONIČKE ŠLJAKE

Tokom jednovekovne proizvodnje finalnih proizvoda RTB-a Bor, kao nužnost primenjenih tehnologija, nagomilale su se količine tehnološkog otpada u vidu šljake u kojoj su ostale zarobljene i velike količine neiskorišćenih retkih i drugih korisnih elemenata, kao što su bakar, plemeniti metali, gvožđe itd. Deluje paradoksalno činjenica da se danas bakar dobija iz rude, koja sadrži prosečno 0,25 – 0,35 % bakra, i 0,4 - 8 gr/t plemenitih metala, a iz procesa topljenja odlazi, kao tehnološki otpad, usijana šljaka sa temperaturom oko 1.200 ⁰ C i sadržajem bakra preko 0,8 %, sa 7,5 gr/t srebra, 0,4 gr/t zlata i preko 37  % gvožđa – videti tabelu II.2.1. 

Tabela II.2.1: Hemijski sastav bakarne šljake

Hemijski sastav šljake	Količina
SiO2	34,76 %
Al2O3	5,38 %
Oksidno gvožđe kao Fe3O4	9,68 %
Oksidno gvožđe kao Fe2O3	3,02 %
Gvožđe ukupno	38,45 %
Sumpor	2,03 %
Kalcijum	3,21 %
Magnezijum	0,62 %
Elementarni bakar	0,38 %
Sulfidni bakar	0,30
Oksidni bakar	0,16 %
Bakar ukupno	0,84%
Srebro	7,5 gr/t
Zlato	0,4 gr/t

  

Za protekli period na deponiji je skladirano oko 16,5 miliona tona šljake, u kojoj se nalaze korisni metali u optimalnoj vrednosti od preko 970 miliona dolara, a ne treba zaboraviti da se na deponiju šljake dnevno izlivaju nove količine šljake od 700-1000 tona

U periodu do 70-tih godina prošlog veka ta se šljaka koristila za nasipavanje puteva na teritoriji borske opštine. Međutim, kada je 1968 godine prestala sa radom pruga uzanog koloseka Bor - Zaječar, nakon uklanjanja koloseka, a radi izgradnje kraćeg puta do sela Metovnica, trasa bivše pruge je umesto rizlom bila nasuta otpadnom šljakom. Tim povodom je radio “Glas Amerike” objavio da je Opština Bor izgradila najskuplju deonicu makadamskog puta na svetu po jednom kilometru, zbog toga, što je u kolovoz ugrađena velika količina bakra i zlata. Možda je upravo takva vest bila povod da se u RTB-u Bor shvati prava vrednost tog tehnološkog otpada, nakon čega se prestalo sa njegovim korišćenjem za nasipavanje puteva.   

            Pošto je utvrđeno da šljaka iz pogona RTB-a Bor predstavlja bogatu sirovinsku bazu za dobijanje korisnih elemenata, potrebno je razmotriti tehnološke mogućnosti za njihovo izdvajanje. Teoretski gledano najbolji način za selektivno izdvajanje korisnih elemenata iz šljake bila bi primena tehnologije fuzijske plazme, koja se može koristiti i za dobijanje energije i za dobijanje čistih metala.   

            Fuzijske plazme su vreli jonizovani gasovi na temperaturama od 50 do 200 miliona stepeni, zbog čega se svaka supstanca može dobiti u svom atomskom obliku. Ova tehnologija je još u eksperimentalnoj fazi, tako što se izvodljivost njene primene vrši pomoću mnogih uređaja i postupaka radi ovladavanja tehnologijom fuzije (tokamak naprave, stellaratori, „Elmo Bumpy Torus“ - Neravni prsten „Elmo“, „z-pinch“, i dr.).

            Znači, fuzija je proces koji stvara visoke temperature, koje mogu da oslobode atomsko jezgro od elektrona sa negativnim nabojem, kao i da razbiju molekularne veze u hemijskim jedinjenjima minerala, tako da nastane gas visokog naboja, zvani plazma, iz koga se selektivno mogu izdvojiti svi prisutni elementi u elementarnom stanju. Poznate su dve osnovne metode kontrole fuzije: magnetno ograničenje i inercijalno ograničenje.

Magnetno ograničenje. Kod ove metode magnetna polja se koriste da „drže“ fuzijsku plazmu na mestu. Najobičniji uređaj magnetnog reaktora zove se tokamak, po ruskim rečima za prstenastu komoru. Fuzijsku plazmu ograničuje na prstenasti prostor jako magnetno polje, koje stvara splet prstenastih i „poloidnih“ magnetnih polja (prvo se odnosi na duži hod oko prstena a drugo na kraći). Rezultirajuće magnetno polje tera čestice fuzije na spiralni hod oko polja magnetnih silnica (Slika II.2.1.).

Inercijalno ograničenje. Kod inercijalnog ograničenja, poznatog i kao laserska fuzija, laseri ili snopovi elektrona se fokusiraju na malu kuglicu fuzijskog goriva, rasplamsavajući je u sitnu kontrolisanu fuzijsku eksploziju (Slika II.2.2.). Izraz „inercijalni“ odnosi se na činjenicu da atomi moraju koristiti svoju vlastitu inerciju da se ne razlete pre nego se stope.

            Tehnologija fuzije ima primenu i za dobijanje korisnih elemenata iz čvrstog otpada pomoću tzv. “Fuzijske baklje” (Slika II.2.3.). 

 

Kompletan proces se sastoji od drobljenja, sušenja i klasiranja polazne sirovine, koja se ubrizgava u plazmu fuzijske baklje da bi organske materije sagorele, a neorganske disocirale i na kraju jonizovale. Krajnji proizvod je plazma, koja napušta područje III “Fuzijske baklje”, koja zatim na nižim temperaturama, elektromagnetskim postupkom, oslobađa sastavne elemente u elementarnom obliku. Zbog rada “Fuzijske baklje” na visokim temperaturama bio bi izvodljiv i povraćaj uložene energije za proizvodnju plazme. 

Pošto je tehnologija “Fuzijske baklje”, zbog visoke cene još uvek daleko od izvodljivosti primene u Srbiji, sem za izdvajanje elemenata iz čvrstog komunalnog otpada, u konkretnom slučaju za dobijanje bakra iz šljake, kao jedna od izvodljivih mogućnosti je primena tehnologije, po kojoj se šljaka višestepeno usitnjuje (poželjno je usitnjavanje ispod 75 µm), a zatim flotira radi dobijanja koncentrata bakra. Prilikom rada flotacije samo sa šljakom, utvrđeno je da gustina topioničke šljake iznosi oko 3.500 kg/m³, tj da je ta gustina za oko 500-700 kg/m³ veća od prosečne gustine rude bakra, zbog čega je brzina sedimentacije čestica šljake veća od brzine sedimentacije rude bakra, što negativno utiče na % iskorišćenja bakra iz šljake prilikom flotiranja.

Takođe, utvrđeno je da šljaka ima duplo veću otpornost na usitnjavanje u odnosu na rudu bakra, što povećava troškove prerade šljake u odnosu na rudu bakra (odnos potrošnje el. energije je 31 kWh/t kod šljake i 10 – 15 kWh/t za rudu bakra), a poznato je da se bolje iskorišćenje prilikom procesa obogaćivanja postiže ukoliko je prosečna veličina usitnjenih čestica ispod 75 µm.

Zbog navedenih negativnih razlika između troškova prerade šljake i bakarne rude eksperimentalno je utvrđeno da se poboljšanje osobina šljake tokom njene prerade može ostvariti ako se ona pomeša sa flotacijskom jalovinom u količini 9:1 (90 % šljake i 10 % flotacijske jalovine). Hemijski sastav flotacijske jalovine prikazan je u tabeli II.2.2.

Tabela II.2.2: Hemijski sastav flotacijske jalovine

Hemijski sastav flotacijske jalovine	Količina
SiO2	58,030 %
Al2O3	12.040 %
Gvožđe	8,860  %
Sumpor	9,870  %
Sulfidni bakar	0,122 %
Oksidni bakar	0,033 %
Bakar ukupno	0,155 %
Srebro	2,140 gr/t
Zlato	0,300 gr/t

Iz Tabele II.2.2 vidi se da flotacijska jalovina ima prosečan sadržaj SiO₂ 58,03 %, Al₂O₃ 12,04 %, sumpora 9,87 %, gvožđa od 8,86 %, bakra 0,155 %, srebra 2,14 gr/t i zlata 0,3 gr/t, što je kao i šljaku  čini vrednom sirovinom za dodatnu preradu.  Analizom je utvrđeno da flotacijska jalovina ima prosečnu gustinu od 2.844 kg/m³. Razlika između gustine šljake (3.500 kg/m³) i gustine flotacijske jalovine (2.844 kg/m³), potiče zbog razlika u njihovim hemijskim sastavima, jer u šljaci dominantno učešće imaju fero-silikati većih gustina (oko 3.700-3.900 kg/m³), a u flotacijskoj jalovini najveće učešće imaju alumo-silikati (oko 2.500-2.600 kg/m³).

Pošto uspeh flotacijskog procesa zahteva održavanje čvrste faze pulpe u disperznom stanju, eksperimentalno je utvđeno da navedena mešavina šljake i flotacijske jalovine u odnosu 9:1 ispunjava potrebne uslove za uspešnu flotacijsku preradu, čime se ostvaruje veće iskorišćenje na metalu i potrošnji energije za oko 15 %,  što na kraju dovodi do smanjenja ukupnih troškova prerade za 10-15 %. Tehnološka šema prerade mešavine topioničke šljake i flotacijske jalovine prikazana je na sl. II.2.4. 

Eksperimentalno je utvrđeno da flotiranjem navedene mešavine tehnološko iskorišćenje bakra ne prelazi 75 %, zbog čega je poželjna dodatna prerada flotacijske jalovine iz tog procesa, tako što se vrši njeno luženje sa sumpornom kiselinom, čime se ostvaruje povećanje ukupnog iskorišćenja bakra za oko 11,25 %, što znači da ukupno iskorišćenje na bakru iznosi 86,25 %.

            Druga izvodljiva mogućnost prerade bakarne šljake podrazumeva operacije usitnjavanja, mafnetne i gravitacione separacije uz mogućnost vazdušnog transporta između tehnoloških uređaja.

Naime, dosadašnja tehnologija prerade bakra u RTB-u Bor je šljaku tretirala kao nužni otpadni materjal za neku eventualnu perspektivnu dodatnu preradu, pri čemu se nije vodilo dovoljno računa da se ta perspektivna prerada olakša, tako što bi se šljaka odlagala u granulisanom obliku, već se šljaka jednostavno izlivala na deponiju – sl.  II.2.5. 

            Investicija u opremu za granulisanje šljake pre ili prilikom njenog skladiranja na deponiju obezbedila bi niže troškove njenog kasnijeg usitnjavanja i transporta, kao i bolje iskorišćenje na metalu, jer bi se usitnjavanje svelo na manji broj operacija, uz jednostavniji i jeftiniji transport, a pri čemu bi iskorišćenje prisutnih metala bilo u zadovoljavajućem finansijskom obimu, ako se uzme u obzir da bi se izbegao proces flotiranja šljake.

Granulisanje šljake prilikom njenog izlivanja na deponiju izvodljivo je, tako što se u mlaz usijane šljake ubacuje mlaz vode ili vazduha pod pritiskom, zbog čega se šljaka usled naglog hlađenja razdvaja na sitne kapi – kuglice, a pored toga zagrejani vazduh ili voda se mogu iskoristiti za proizvodnju toplotne energije pogodne za zagrevanje drugih tehnoloških medija, čija radna temperatura ne prelazi 100 ⁰ C (naprimer za zagrevanje elektrolita za elektrolitičku rafinaciju bakra, proizvodnju tople vode, za grejanje objekata itd.).

Ovde treba napomenuti da granulacija šljake pomoću vazduha predstavlja ekonomičnije i ekološki povoljnije rešenje, zbog uštede vode, zbog finije granulacije, zbog eleminacije emitovanja sumpornih gasova, zbog boljeg iskorišćenja toplotne energije i jeftinijeg pneumatskog transporta granulisane šljake. Tehnološka šema izvodljivosti granulisanja šljake prikazana je na sl. II.2.6.

            Da bi se popravila efikasnost procesa mlevenja šljake na veličinu čestica ispod 75 µm, izvodljivo je da se postupak pražnjenja mlinova, takođe vrši pomoću fluida (vazduh ili voda). I pri ovom postupku jeftinije je upotrebiti vazduh pod malim pritiskom, što obezbeđuje efikasno pražnjenje mlina od sitnih čestica, a to ujedno smanjuje troškove. Umesto višestepenog mlevenja, izvodljivo je vršiti istovremeno paralelno mlevenje sa istim brojem mlinova, jer se tako efekat višestepenog mlevenja u jednoj liniji približno izjednačuje sa efektom jednostepenog mlevenja sa istim brojem mlinova u nekoliko linija. Zahvaljujući ovom postupku, izvodljivo je da se samlevena šljaka, pre otprašivanja podvrgne magnetnoj separaciji sa automatskim pražnjenjem pokretnog magneta (naizmenično pražnjenje leve i desne strane pokretnog magneta), radi izdvajanja (koncentrisanja) magnetičnih čestica (gvožđa, kobalta, nikla, koji bi se u vidu mešanog koncentrata mogli prerađivati u železari u Smederevu) – vidi sl. II.2.7.  

            Nakon magnetne separacije ostatak samlevene šljake izvodljivo je podvrgnuti gravitacionoj separaciji u nekom od medijuma (vazduh ili voda) radi izdvajanja (koncentrisanja) plemenitihmetala i koncetrisanja teških obojenih metala (bakar, olovo, cink). Ekonomski je povoljnija gravitaciona separacija pomoću vazduha. Na sl. II.8. prikazana je izvodljivost gravitacione separacije pomoću vazduha.

Dobijene pojedinačne frakcije nakon gravitacione separacije pomoću vazduha izvodljivo je podvrgnuti daljim postupcima prerade u zavisnosti od njihovog sastava i koncentracija korisnih elemenata, radi dobijanja plemenitih metala, dobijanja bakra, kao i dobijanja pojedinih industrijskih materjala, kao što su kvarcni pesak i glina, a navedeni industrijski materjali mogu se zatim upotrebiti za dobijanje cementa, staklo-keramike i čitave palete građevinskih materjala (cevi, blokova, cigle, crepa itd.), što znači da je valorizacija topioničke šljake ovim postupkom izvodljiva bez ostatka (bez nove flotacijske jalovine). Tehnološka šema navedene prerade šljake prikazana je na sl. II.9.  

 Nenad Radulović