Obogaćivanje minerala: osnovne metode, tehnologije i oprema

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Kada se gledaju komercijalno vrijedni minerali, s pravom se postavlja pitanje kako se tako atraktivan komad nakita može dobiti iz primarne rude ili fosila. Pogotovo uzimajući u obzir činjenicu da je obrada pasmine kao takva, ako ne jedna od završnih, onda barem proces oplemenjivanja koji prethodi završnoj fazi. Odgovor na pitanje bit će obogaćivanje minerala, pri čemu se odvija osnovna obrada stijene koja omogućuje odvajanje vrijednog minerala iz praznog medija.

Opća tehnologija obogaćivanja

Prerada vrijednih minerala obavlja se u posebnim poduzećima za obogaćivanje. Proces uključuje izvođenje nekoliko operacija, uključujući pripremu, izravno cijepanje i odvajanje stijene s nečistoćama. Prilikom obogaćivanja dobivaju se različiti minerali, uključujući grafit, azbest, volfram, rudni materijali itd. Ne moraju biti vrijedne stijene - postoji mnogo tvornica koje prerađuju sirovine koje se kasnije koriste u građevinarstvu. Na ovaj ili onaj način, temelji prerade minerala temelje se na analizi svojstava minerala koja određuju i principe separacije. DoJednom riječju, potreba za odsijecanjem različitih struktura javlja se ne samo da bi se dobio jedan čisti mineral. Uobičajena je praksa kada se nekoliko vrijednih pasmina izvodi iz jedne strukture.

Drobljenje stijena

U ovoj fazi, materijal se drobi u pojedinačne čestice. Proces drobljenja koristi mehaničke sile za prevladavanje unutarnjih kohezijskih mehanizama.

Kao rezultat, stijena je podijeljena na male čvrste čestice koje imaju homogenu strukturu. U ovom slučaju vrijedi razlikovati tehniku izravnog drobljenja i mljevenja. U prvom slučaju, mineralna sirovina prolazi kroz manje duboko odvajanje strukture, tijekom koje se formiraju čestice s udjelom većim od 5 mm. Zauzvrat, mljevenje osigurava stvaranje elemenata promjera manjeg od 5 mm, iako ova brojka također ovisi o vrsti stijene s kojom se morate nositi. U oba slučaja zadatak je maksimizirati cijepanje zrna korisne tvari tako da se čista komponenta oslobodi bez mješavine, odnosno otpadne stijene, nečistoća, itd.

Proces provjere

Nakon što je proces drobljenja završen, ubrana sirovina je podvrgnuta drugom tehnološkom utjecaju, koji može biti i prosijavanje i vremenski uvjeti. Prosijavanje je u biti način razvrstavanja dobivenih zrna prema veličinskoj karakteristici. Tradicionalni način provedbe ove faze uključuje korištenje sita i sita s mogućnošću kalibracije ćelija. Tijekom procesa probira odvajaju sesuprarešetke i podrešetke čestice. Na neki način, obogaćivanje minerala počinje već u ovoj fazi, budući da se odvajaju neke nečistoće i miješani materijali. Fina frakcija veličine manja od 1 mm se prosijava i uz pomoć zraka - vremenskim utjecajem. Masa nalik finom pijesku podiže se umjetnim strujama zraka, nakon čega se taloži.

U budućnosti se čestice koje se sporije talože odvajaju od vrlo malih elemenata prašine koji se zadržavaju u zraku. Za daljnje prikupljanje derivata takvog probira koristi se voda.

Procesi obogaćivanja

Proces obogaćivanja ima za cilj izolirati mineralne čestice iz sirovine. Tijekom takvih postupaka izdvaja se nekoliko skupina elemenata - korisni koncentrat, jalovina i drugi proizvodi. Princip odvajanja ovih čestica temelji se na razlikama između svojstava korisnih minerala i otpadne stijene. Takva svojstva mogu biti sljedeća: gustoća, kvašenje, magnetska osjetljivost, veličina, električna vodljivost, oblik itd. Dakle, procesi obogaćivanja koji koriste razliku u gustoći uključuju metode gravitacijske separacije. Ovaj pristup se koristi u preradi ugljena, rude i nemetalnih sirovina. Obogaćivanje temeljeno na karakteristikama vlaženja komponenti također je prilično uobičajeno. U ovom slučaju koristi se metoda flotacije čija je značajka mogućnost odvajanja tankih zrna.

Također koristi magnetsku obradu minerala, štoomogućuje izolaciju željeznih nečistoća iz talka i grafitnih medija, kao i pročišćavanje volframa, titana, željeza i drugih ruda. Ova se tehnika temelji na razlici u učinku magnetskog polja na fosilne čestice. Kao oprema koriste se posebni separatori koji se također koriste za obnavljanje magnetitnih suspenzija.

Završne faze obogaćivanja

Glavni procesi ove faze uključuju dehidraciju, zgušnjavanje pulpe i sušenje nastalih čestica. Odabir opreme za dehidraciju provodi se na temelju kemijskih i fizikalnih karakteristika minerala. U pravilu se ovaj postupak izvodi u nekoliko sesija. Međutim, nije uvijek potrebno to učiniti. Na primjer, ako je u procesu obogaćivanja korišteno električno odvajanje, tada dehidracija nije potrebna. Uz tehnološke postupke za pripremu proizvoda za obogaćivanje za daljnje procese prerade, potrebno je osigurati i odgovarajuću infrastrukturu za rukovanje mineralnim česticama. Konkretno, u tvornici je organizirana odgovarajuća proizvodna služba. Uvode se prodajna vozila, organizira se opskrba vodom, toplinom i strujom.

Oprema za obogaćivanje

U fazama mljevenja i drobljenja uključene su posebne instalacije. Riječ je o mehaničkim jedinicama koje uz pomoć raznih pokretačkih sila razorno djeluju na stijenu. Nadalje, u procesu prosijavanja koriste se sito i sito, koji osiguravajumogućnost kalibracije rupa. Također, za prosijavanje se koriste složeniji strojevi koji se nazivaju sita. Izravno obogaćivanje vrši se električnim, gravitacijskim i magnetskim separatorima koji se koriste u skladu sa specifičnim principom odvajanja strukture. Nakon toga se za dehidraciju koriste tehnologije odvodnje, u čijoj se provedbi mogu koristiti ista sita, elevatori, centrifuge i uređaji za filtriranje. Posljednji korak obično uključuje korištenje toplinske obrade i sušenja.

Otpad iz procesa obogaćivanja

Kao rezultat procesa obogaćivanja nastaje nekoliko kategorija proizvoda koji se mogu podijeliti u dvije vrste - korisni koncentrat i otpad. Štoviše, vrijedna tvar ne mora nužno predstavljati istu pasminu. Također se ne može reći da je otpad nepotreban materijal. Takvi proizvodi mogu sadržavati vrijedan koncentrat, ali u minimalnim količinama. Pritom, daljnje obogaćivanje minerala koji se nalaze u strukturi otpada često se tehnološki i financijski ne opravdava, pa se sekundarni procesi takve prerade rijetko obavljaju.

Optimalno obogaćivanje

Ovisno o uvjetima obogaćivanja, karakteristikama polaznog materijala i samoj metodi, kvaliteta konačnog proizvoda može varirati. Što je veći sadržaj vrijedne komponente u njemu i što je manje nečistoća, to bolje. Idealno obogaćivanje rude, na primjer, osigurava potpunu odsutnost otpada u proizvodu. To znači da su u procesu obogaćivanja smjese dobivene drobljenjem i prosijavanjem, čestice stelje iz neplodnih stijena bile potpuno isključene iz ukupne mase. Međutim, nije uvijek moguće postići takav učinak.

Djelomična obrada minerala

Pod djelomičnim obogaćivanjem podrazumijeva se odvajanje klase veličine fosila ili odsijecanje lako odvojivog dijela nečistoća iz proizvoda. Odnosno, ovaj postupak nema za cilj potpuno pročišćavanje proizvoda od nečistoća i otpada, već samo povećava vrijednost izvornog materijala povećanjem koncentracije korisnih čestica. Takva prerada mineralnih sirovina može se koristiti, na primjer, za smanjenje sadržaja pepela u ugljenu. U procesu obogaćivanja izdvaja se velika klasa elemenata uz daljnje miješanje neobogaćenog sijevnog koncentrata s finom frakcijom.

Problem gubitka vrijedne stijene tijekom obogaćivanja

Kako nepotrebne nečistoće ostaju u masi korisnog koncentrata, tako se vrijedna stijena može ukloniti zajedno s otpadom. Za obračun takvih gubitaka koriste se posebni alati za izračun dopuštene razine istih za svaki od tehnoloških procesa. To jest, za sve metode odvajanja razvijaju se pojedinačne norme dopuštenih gubitaka. Dopušteni postotak uzima se u obzir u bilanci prerađenih proizvoda kako bi se pokrile odstupanja u izračunu koeficijenta vlage i mehaničkih gubitaka. Ovo obračunavanje je posebno važno ako se planira obogaćivanje rude, pri čemu se koristi duboko drobljenje. Sukladno tome, rizik od gubitka vrijednihkoncentrat. Pa ipak, u većini slučajeva, gubitak korisne stijene nastaje zbog kršenja u tehnološkom procesu.

Zaključak

Nedavno su vrijedne tehnologije obogaćivanja stijena napravile značajan korak u svom razvoju. Poboljšavaju se i pojedinačni procesi obrade i opće sheme provedbe odjela. Jedan od obećavajućih smjerova za daljnji napredak je korištenje kombiniranih shema prerade koje poboljšavaju karakteristike kvalitete koncentrata. Konkretno, kombiniraju se magnetski separatori, zbog čega se optimizira proces obogaćivanja. Nove metode ovog tipa uključuju magnetohidrodinamičko i magnetohidrostatičko odvajanje. Istodobno, postoji opća tendencija propadanja rudnih stijena, što ne može ne utjecati na kvalitetu dobivenog proizvoda. Povećanje razine nečistoća može se suzbiti aktivnom uporabom djelomičnog obogaćivanja, ali općenito, povećanje sesija obrade čini tehnologiju neučinkovitom.