Источник: Британская энциклопедия
Переработка минерального сырья , искусство обработки сырой руды и полезных ископаемых, с тем чтобы отделить ценные минералы от пустой породы, или пустой породы.Это первый процесс, что большинство руд пройти после добычи полезных ископаемых в целях обеспечения более концентрированный материал для процедуры извлечения металлов. Основной операции измельчения и концентрации, но есть и другие важные операции в современном завода по переработке минерального, в том числе отбор проб и анализ и обезвоживания. Все эти операции рассматриваются в этой статье.
Отбор проб и анализ
Текущее отбор и анализ проб сырья обрабатывается проводится с целью получения информации, необходимой для экономической оценки руд и концентратов. Кроме того, современные растения полностью автоматический контроль системы , которые проводят в потоке анализ материала, как это обрабатывается и вносить коррективы на любом этапе с целью получения концентрата богатых возможно при минимальных эксплуатационных затрат.
Выборка является удаление из данной партии материала часть, которая является представителем всего еще удобного размера для анализа. Это делается вручную или машинным способом. Рука выборки, как правило, дорого, медленно и неточно, так что он, как правило, применяется только там, где материал не подходит для машин выборки (слизистый руды, например) или там, где машины либо отсутствует, либо слишком дорогими, чтобы установить.
Много различных устройств выборки доступны, в том числе лопаты, труб отбора проб, а также автоматические пробоотборники машины. По этой выборки машин, чтобы обеспечить точное представление о всей партии, количество одного образца, общее число проб, и вид проб имеют решающее значение. Ряд математических моделей выборки были разработаны для того, чтобы прибыть в соответствующих критериев для отбора проб.
После одного или нескольких образцов, взятых из количества руды, проходящих через поток материала, таких как ленточный конвейер, образцы сводятся к количества пригодных для последующего анализа. Аналитические методы включают в себя химические, минералогические и размера частиц.
Еще до 16-го века, всеобъемлющей схемы опробования (измерение стоимости) руды были известны, с использованием процедур, которые не могут существенно отличаться от тех, кто работает в современную эпоху. Хотя традиционные методы химического анализа используются сегодня для обнаружения и оценки количества элементов в рудах и минералах, они медленно и не достаточно точны, особенно при низких концентрациях, чтобы быть полностью подходит для управления процессом. Как следствие, для достижения большей эффективности, современные аналитические приборы в настоящее время используется в большей степени.
В эмиссионной спектроскопии , электрического разряда устанавливается между двумя электродами, один из которых изготовлена из материала анализа. Электрический разряд испаряет часть образца и возбуждает элементов в образце выделяют характерные спектры.Обнаружение и измерение длины волны и интенсивности спектров излучения раскрыть личности и концентрации элементов в образце.
В рентгеновской флуоресцентной спектроскопии, образца, облученного ионамирентгеновское излучение испускает флуоресцентного рентгеновского излучения с длиной волны характеристика ее элементов. Количество испускаемого рентгеновского излучения связана с концентрацией отдельных элементов в образце. Чувствительность и точность этого метода бедны для элементов низкий атомный номер ( например, несколько протонов в ядре, например, бора и бериллия), но для шлаков, руд, агломераты и окатыши, где большинство элементов в более высоким атомным диапазон номеров, как и в случае золота и свинца методом была в целом подходит.
Успешное разделение ценного минерала из руды может быть определена по тяжелой жидкости тестирования, в которых один размера доли земли руду, взвешенных в жидкости высоким удельным весом . Частицы меньше плотность, чем жидкость остаться на плаву, в то время как более плотные частицы тонут. Несколько различных фракций частиц с одинаковой плотностью (и, следовательно, подобные композиции) могут быть получены, и ценных минеральных компонентов может быть определена с помощью химического анализа или микроскопический анализ шлифов.
Грубо земли полезные ископаемые могут быть классифицированы в зависимости от размера, проведя их через специальные сита или экраны, на которых различные национальные и международные стандарты были приняты. Один старый стандарт (устарело) был Тайлер серии, в которой провода экранов были определены сетки, измеряемая в проводах или отверстия на дюйм. Современные стандарты в настоящее время классификации сит в зависимости от размеров проема, а измеряется в миллиметрах или микрометрах (10 -6метра).
Минеральные частицы размером менее 50 мкм могут быть классифицированы по различным оптические методы измерения, которые используют свет или лазерных лучей разной частоты.
Для того, чтобы отделить ценные компоненты руды из пустой породы, минералы должны быть освобождены от своих блокировкой состоянии физически измельчения. Как правило, начинается с измельчения дробления руды до уровня ниже определенного размера и заканчивается измельчением его в порошок, конечная тонкость которого зависит от тонкости распространения желаемого полезных ископаемых.
В первобытные времена, дробилки были маленькие, ручные пестики и минометов, шлифовальные делали жернова повернуть на людей, лошадей, или гидроэнергия. Сегодня эти процессы осуществляются в механизированных дробилки и мельницы. Принимая во внимание, дробление осуществляется главным образом в сухих условиях, мельницы могут работать как сухой и влажный, с мокрого помола быть преобладающим.
Некоторые руды встречаются в природе в виде смеси дискретных частиц минерала, такие как золото в гравия и ручьев и алмазов в шахтах. Эти смеси практически не требуют дробления, поскольку ценности могут быть взысканы с помощью других методов (разбивая россыпного материала в журнале шайбы, например). Большинство руд, однако, состоят из твердых, жестких массивов, которые должны быть раздавлены до полезных ископаемых могут быть освобождены.
Для получения дробленого материала подходят для использования в качестве комбикормовый завод (100 процентов частей должны быть не менее 10 до 14 миллиметров, или от 0,4 до 0,6 дюйма в диаметре), дробление проводится в несколько этапов. В начальной стадии, устройства, используемые в основном дробилки с отверстиями шириной с двух метров. Эти раздавить руды до менее чем 150 миллиметров, который является подходящим размером в качестве корма для вторичного дробления этапе. На этом этапе, руда измельчается в конусных дробилок до менее чем 10 до 15 миллиметров. Этот материал является корм для шлифовальных мельницы.
В этой стадии процесса, измельченный материал может быть дальше распался в цилиндре мельница, которая представляет собой цилиндрический контейнер построена в разной длины и диаметра отношения, установленные с оси, горизонтальные, и частично заполненной мелющих тел ( например, кремневые камни , железные или стальные шарики), которые вызвали падать под действием силы тяжести, путем вращения контейнера.
Особое развитие это автогеном или полусамоизмельчения мельницы. Автогенная заводы работают без мелющих тел, вместо грубой части рудного просто перемалывает себя и более мелкие фракции. Для мельницы полусамоизмельчения (которые получили широкое распространение), от 5 до 10 процентов мелющих тел (как правило, металлические сферы) добавляются.
Еще одна разработка, сочетающая процессы дробления и измельчения, это дробилка. Это по существу состоит из двух цилиндров, которые монтируются на горизонтальных валов и отвезли в противоположных направлениях. Цилиндры прижаты друг к другу под высоким давлением, так что измельчение происходит в слой материала между ними.
Концентрация заключается в выделении ценных минералов от других сырьевых материалов , полученных от мельницы. В крупномасштабной операции это достигается за счет использования различных свойств минералов должны быть разделены. Эти свойства могут быть цвета (оптической сортировки), плотности (гравитационное разделение), магнитного или электрического (магнитного и электростатического разделения), а также физико-химическими (флотация отделение).
Этот процесс используется для концентрации частиц, которые имеют достаточно различныецвета (лучший контраст быть черно-белой), чтобы быть обнаружены невооруженным глазом. Кроме того, электро-оптические датчики собирают данные о реакции минералов под воздействием инфракрасного, видимого и ультрафиолетового света . Тот же принцип, только с помощью гамма-излучение , называется радиометрической сепарации.
Гравитация методы используют разницу в плотности минералов концентрации агента.
В тяжелых средах (также называемая раковиной и обращении отделение), используемой среды представляет собой суспензию в воде, мелко измельченные тяжелых минералов (например, магнетит или арсенопирит) или технический продукт (например, ферросилиций).Такая подвеска может имитировать жидкости с более высокой плотностью, чем вода. Когда земля руды подаются в подвеску, пустой породы частицы, имеющие меньшую плотность, как правило, всплывают и удаляются, как хвосты, в то время как частицы ценные минералы, имеющие более высокую плотность, раковиной и также удаляются. Магнетита или ферросилиция могут быть удалены из хвостов магнитной сепарации и переработанных.
В процессе, называемом отсадки, водный поток пульсирует, или перемещены на поршни вверх и вниз, через слой материала. Под влиянием этого колебательного движения, кровать разделяется на слои различной плотности, самый тяжелый концентрат формирования нижнего слоя и легкий продукт самого высокого. Важно, чтобы этот процесс тщательной классификации кормов, так как частицы менее одного миллиметра не может быть отделена от отсадки.
Более четкое частиц (от 1 мм до 50 мкм) может быть эффективно разделены на текущий поток воды на горизонтальной или наклонной плоскости. Большинство систем используют дополнительные силы, например, центробежная сила на спирали или ударные нагрузки при встряхивании таблицы. Спирали представляют собой вертикальный канал спираль с овальным сечением . В целлюлозно течет от вершины ко дну канала, более тяжелые частицы концентрируются на внутренней стороне ручья, где они могут быть удалены через специальные отверстия. Благодаря своей низкой стоимости энергии и простотой в эксплуатации, использование спирали резко возросло. Они особенно эффективны при концентрации тяжелых песков минерального и золотых руд.
Гравитационного обогащения на наклонных плоскостях осуществляется при встряхивании таблиц, которые могут быть сглажены или канавками и которые вибрировали взад и вперед под прямым углом к потоку воды. В целлюлозно стекает наклона, земля материал расслаивается на тяжелые и легкие слои воды, кроме того, под действием вибрации, частицы разделяются в направление удара. Тряска таблицы часто используются для концентрирования мелкозернистой руды олова, вольфрама, ниобия и тантала.
Флотация является наиболее широко используемым методом для концентрации мелкозернистых минералов. Он использует различные физико-химические свойства поверхности минералов, в частности, их смачиваемость, которая может быть естественным свойством или одного искусственно изменены химических реагентов. Изменяя гидрофобные (водоотталкивающие) и гидрофильных (воды привлечения) условий их поверхностей, минеральных частиц, взвешенных в воде могут быть вызваны придерживаться пузырьки воздуха, проходящего через флотационной камере или остаться в пульпе.Пузырьки воздуха переходит к верхней поверхности пульпы и образуют пену, которая вместе с прилагаемыми гидрофобных минералов, могут быть удалены. Отходы, содержащие гидрофильные полезных ископаемых, могут быть удалены из нижней части камеры.
Флотация делает возможным обработку сложных сросшихся руд, содержащих медь, свинец, цинк и пирита в отдельных концентратов и хвостов, невыполнимую задачу с гравитационных, магнитных, электрических или методов разделения. В прошлом эти металлы были возмещению только с дорогими металлургических процессов.
Магнитное разделение основано на различной степенью привлечения, действующих на различных минералов по магнитным полям . Успех требует подачи частицы попадают в специальный спектр размеров (от 0,1 до 1 миллиметра). С хорошими результатами, сильно магнитные минералы, такие как магнетит, franklinite и пирротин может быть удален из жильных минералов низкой интенсивности магнитных сепараторов. Высокая интенсивность устройства можно разделить оксида железа руды, такие как лимонит и сидерит, а также железосодержащих марганца, титана и вольфрамовых руд и железосодержащих силикатов.
Электростатический метод отделяет частицы различных электрических зарядов и, по возможности, разных размеров. Когда частицы разной полярности были приведены в электрическое поле, они следуют различные траектории движения и может быть пойман в отдельности. Электростатической сепарации используется во всех растениях, что процесс тяжелые пески минеральных несущих циркон, рутил, монацит. Кроме того, очистка специальным железной руды и концентраты касситерит, а также разделение касситерит-шеелит руд проводятся электростатических методов.
Концентраты и хвосты производства методы, описанные выше, должны быть обезвоживание, чтобы преобразовать целлюлозы на переносной государства. Кроме того, вода может быть переработана в существующих схемах воды завода, что значительно снижает спрос на дорогие пресной воды .
Фильтрация является разделение суспензии на твердую фильтре и жидкого фильтрата, пропуская ее через проницаемые фильтрующего материала. Важными факторами в этом процессе являются свойства подвески ( например, распределение по размерам, концентрации), свойства фильтрующих материалов ( например, ширину и форму пор), а силы, действующие на подвеску. Фильтрация осуществляется в тяжести фильтры (экраны, обезвоживание бункеров), в центробежный фильтр (экран центрифуги), в вакуум-фильтры (барабанные фильтры клетки, дисковые фильтры), или в напорные фильтры (фильтр-прессов). Такие устройства позволяют производить торты фильтр, содержащий 8 до 15 процентов влаги.
В процессе сгущения (также называется осаждение), твердых частиц в суспензии оседают под действием силы тяжести в баке и образуют густой пульпы. Это целлюлоза и прозрачной жидкости в верхней части резервуара, могут быть удалены непрерывно или с перерывами. По сравнению с фильтрацией, утолщение имеет то преимущество, низкие эксплуатационные расходы, а с другой стороны, он имеет тот недостаток, оставляя более высокой влажности в пульпе. По этой причине обезвоживания целлюлозы, содержащие мелкие частицы часто включает в себя комбинацию сгущения и фильтрации. Утолщение мелкозернистой целлюлоза часто помогает применение флокулянтов.
Удаление воды из твердых материалов термической сушки играет важную роль в современной обработке полезных ископаемых. Большое количество сушилки типов.Конвекционные сушилки, используя поток горячих газов сгорания для удаления влаги из целлюлозы потока, являются наиболее распространенными. К этому типу принадлежат вращающегося барабана, конвейер, и в кипящем слое сушилки.