Εμπλουτισμός ορυκτών: βασικές μέθοδοι, τεχνολογίες και εξοπλισμός

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Όταν εξετάζουμε εμπορικά πολύτιμα ορυκτά, εύλογα τίθεται το ερώτημα πώς μπορεί να αποκτηθεί ένα τόσο ελκυστικό κόσμημα από πρωτογενές μετάλλευμα ή απολιθώματα. Ιδιαίτερα λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι η επεξεργασία της φυλής αυτή καθαυτή είναι, αν όχι μία από τις τελικές, τότε τουλάχιστον η διαδικασία εξευγενισμού που προηγείται του τελικού σταδίου. Η απάντηση στο ερώτημα θα είναι ο εμπλουτισμός ορυκτών, κατά τον οποίο γίνεται η βασική επεξεργασία του πετρώματος, η οποία προβλέπει τον διαχωρισμό ενός πολύτιμου ορυκτού από τα άδεια μέσα.

Γενική τεχνολογία εμπλουτισμού

Η επεξεργασία πολύτιμων ορυκτών πραγματοποιείται σε ειδικές επιχειρήσεις εμπλουτισμού. Η διαδικασία περιλαμβάνει την εκτέλεση πολλών εργασιών, συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας, της άμεσης διάσπασης και του διαχωρισμού του πετρώματος με ακαθαρσίες. Κατά τη διάρκεια του εμπλουτισμού, λαμβάνονται διάφορα ορυκτά, όπως γραφίτης, αμίαντος, βολφράμιο, μεταλλεύματα κ.λπ. Δεν χρειάζεται να είναι πολύτιμα πετρώματα - υπάρχουν πολλά εργοστάσια που επεξεργάζονται πρώτες ύλες, οι οποίες αργότερα χρησιμοποιούνται στην κατασκευή. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, τα θεμέλια της επεξεργασίας ορυκτών βασίζονται στην ανάλυση των ιδιοτήτων των ορυκτών, η οποία καθορίζει επίσης τις αρχές του διαχωρισμού. Προς τηνΜε μια λέξη, η ανάγκη αποκοπής διαφορετικών δομών προκύπτει όχι μόνο για να ληφθεί ένα καθαρό ορυκτό. Είναι κοινή πρακτική όταν πολλές πολύτιμες φυλές προέρχονται από μια δομή.

Συντριβή βράχου

Σε αυτό το στάδιο, το υλικό συνθλίβεται σε μεμονωμένα σωματίδια. Η διαδικασία σύνθλιψης χρησιμοποιεί μηχανικές δυνάμεις για να ξεπεράσει τους μηχανισμούς εσωτερικής συνοχής.

Σαν αποτέλεσμα, ο βράχος χωρίζεται σε μικρά στερεά σωματίδια που έχουν ομοιογενή δομή. Σε αυτή την περίπτωση, αξίζει να γίνει διάκριση μεταξύ τεχνικής άμεσης σύνθλιψης και λείανσης. Στην πρώτη περίπτωση, η ορυκτή πρώτη ύλη υφίσταται λιγότερο βαθύ διαχωρισμό της δομής, κατά τον οποίο σχηματίζονται σωματίδια με κλάσμα άνω των 5 mm. Με τη σειρά του, η λείανση εξασφαλίζει το σχηματισμό στοιχείων με διάμετρο μικρότερη από 5 mm, αν και αυτός ο αριθμός εξαρτάται επίσης από το είδος του βράχου που έχετε να αντιμετωπίσετε. Και στις δύο περιπτώσεις, ο στόχος είναι να μεγιστοποιηθεί η διάσπαση των κόκκων μιας χρήσιμης ουσίας, έτσι ώστε να απελευθερωθεί ένα καθαρό συστατικό χωρίς ανάμειξη, δηλαδή απόβλητα πετρώματα, ακαθαρσίες κ.λπ.

Διαδικασία διαλογής

Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας σύνθλιψης, η συγκομιζόμενη πρώτη ύλη υπόκειται σε μια άλλη τεχνολογική επίδραση, η οποία μπορεί να είναι τόσο κοσκίνισμα όσο και καιρικές συνθήκες. Η διαλογή στην ουσία είναι ένας τρόπος ταξινόμησης των λαμβανόμενων κόκκων σύμφωνα με το χαρακτηριστικό μέγεθος. Ο παραδοσιακός τρόπος υλοποίησης αυτού του σταδίου περιλαμβάνει τη χρήση ενός κόσκινου και ενός κόσκινου που παρέχεται με τη δυνατότητα βαθμονόμησης των κυψελών. Κατά τη διαδικασία διαλογής, χωρίζονταιυπερδικτυωτά και υποδικτυωτά σωματίδια. Κατά κάποιο τρόπο, ο εμπλουτισμός των ορυκτών ξεκινά ήδη σε αυτό το στάδιο, αφού μερικές από τις ακαθαρσίες και τα μικτά υλικά διαχωρίζονται. Λεπτό κλάσμα μεγέθους μικρότερου από 1 mm πλένεται και με τη βοήθεια του αέρα - από τις καιρικές συνθήκες. Μια μάζα που μοιάζει με λεπτή άμμο ανυψώνεται από τεχνητά ρεύματα αέρα και μετά καθιζάνει.

Στο μέλλον, τα σωματίδια που κατακάθονται πιο αργά διαχωρίζονται από πολύ μικρά στοιχεία σκόνης που παραμένουν στον αέρα. Για περαιτέρω συλλογή παραγώγων αυτής της διαλογής, χρησιμοποιείται νερό.

Διαδικασίες εμπλουτισμού

Η διαδικασία εμπλουτισμού στοχεύει στην απομόνωση ορυκτών σωματιδίων από την πρώτη ύλη. Κατά τη διάρκεια τέτοιων διαδικασιών, διακρίνονται διάφορες ομάδες στοιχείων - χρήσιμο συμπύκνωμα, απορρίμματα και άλλα προϊόντα. Η αρχή του διαχωρισμού αυτών των σωματιδίων βασίζεται στις διαφορές μεταξύ των ιδιοτήτων των χρήσιμων ορυκτών και των αποβλήτων πετρωμάτων. Τέτοιες ιδιότητες μπορεί να είναι οι εξής: πυκνότητα, διαβρεξιμότητα, μαγνητική επιδεκτικότητα, μέγεθος, ηλεκτρική αγωγιμότητα, σχήμα κ.λπ. Έτσι, οι διαδικασίες εμπλουτισμού που χρησιμοποιούν τη διαφορά στην πυκνότητα περιλαμβάνουν μεθόδους βαρυτικού διαχωρισμού. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται στην επεξεργασία άνθρακα, μεταλλεύματος και μη μεταλλικών πρώτων υλών. Ο εμπλουτισμός με βάση τα χαρακτηριστικά διαβρεξιμότητας των εξαρτημάτων είναι επίσης αρκετά συνηθισμένος. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιείται η μέθοδος επίπλευσης, χαρακτηριστικό της οποίας είναι η δυνατότητα διαχωρισμού λεπτών κόκκων.

Χρησιμοποιεί επίσης μαγνητική επεξεργασία ορυκτών, η οποίασας επιτρέπει να απομονώνετε σιδηρούχα ακαθαρσίες από μέσα τάλκη και γραφίτη, καθώς και να καθαρίζετε βολφράμιο, τιτάνιο, σίδηρο και άλλα μεταλλεύματα. Αυτή η τεχνική βασίζεται στη διαφορά στην επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου στα σωματίδια απολιθωμάτων. Ως εξοπλισμός χρησιμοποιούνται ειδικοί διαχωριστές, οι οποίοι χρησιμοποιούνται επίσης για την αποκατάσταση αναρτήσεων μαγνητίτη.

Τελικά στάδια εμπλουτισμού

Οι κύριες διαδικασίες αυτού του σταδίου περιλαμβάνουν αφυδάτωση, πάχυνση πολτού και ξήρανση των σωματιδίων που προκύπτουν. Η επιλογή του εξοπλισμού για την αφυδάτωση πραγματοποιείται με βάση τα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά του ορυκτού. Κατά κανόνα, αυτή η διαδικασία εκτελείται σε πολλές συνεδρίες. Ωστόσο, δεν είναι πάντα απαραίτητο να το κάνετε. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιήθηκε ηλεκτρικός διαχωρισμός στη διαδικασία εμπλουτισμού, τότε δεν απαιτείται αφυδάτωση. Εκτός από τις τεχνολογικές διεργασίες για την προετοιμασία του προϊόντος εμπλουτισμού για περαιτέρω διεργασίες επεξεργασίας, θα πρέπει επίσης να παρέχεται κατάλληλη υποδομή για το χειρισμό των ορυκτών σωματιδίων. Συγκεκριμένα, στο εργοστάσιο οργανώνεται η κατάλληλη υπηρεσία παραγωγής. Εισάγονται οχήματα εντός καταστημάτων και οργανώνονται οι παροχές νερού, θερμότητας και ηλεκτρισμού.

Εξοπλισμός για εμπλουτισμό

Στα στάδια λείανσης και σύνθλιψης εμπλέκονται ειδικές εγκαταστάσεις. Πρόκειται για μηχανικές μονάδες που με τη βοήθεια διαφόρων κινητήριων δυνάμεων έχουν καταστροφική επίδραση στο βράχο. Περαιτέρω, στη διαδικασία διαλογής, χρησιμοποιούνται ένα κόσκινο και ένα κόσκινο, τα οποία παρέχουντη δυνατότητα βαθμονόμησης των οπών. Επίσης, για τον έλεγχο χρησιμοποιούνται πιο πολύπλοκα μηχανήματα, τα οποία ονομάζονται οθόνες. Ο άμεσος εμπλουτισμός πραγματοποιείται με ηλεκτρικούς, βαρυτικούς και μαγνητικούς διαχωριστές, οι οποίοι χρησιμοποιούνται σύμφωνα με την ειδική αρχή του διαχωρισμού των δομών. Μετά από αυτό, χρησιμοποιούνται τεχνολογίες αποστράγγισης για την αφυδάτωση, για την εφαρμογή των οποίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ίδιες οθόνες, ανελκυστήρες, φυγοκεντρητές και συσκευές φιλτραρίσματος. Το τελικό βήμα συνήθως περιλαμβάνει τη χρήση θερμικής επεξεργασίας και ξήρανσης.

Απόβλητα από τη διαδικασία εμπλουτισμού

Σαν αποτέλεσμα της διαδικασίας εμπλουτισμού, σχηματίζονται διάφορες κατηγορίες προϊόντων, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους - χρήσιμο συμπύκνωμα και απόβλητα. Επιπλέον, μια πολύτιμη ουσία δεν πρέπει απαραίτητα να αντιπροσωπεύει την ίδια φυλή. Δεν μπορεί επίσης να ειπωθεί ότι τα απόβλητα είναι περιττό υλικό. Τέτοια προϊόντα μπορεί να περιέχουν πολύτιμο συμπύκνωμα, αλλά σε ελάχιστες ποσότητες. Ταυτόχρονα, ο περαιτέρω εμπλουτισμός των ορυκτών που βρίσκονται στη δομή των αποβλήτων συχνά δεν δικαιολογεί τον εαυτό του τεχνολογικά και οικονομικά, επομένως οι δευτερεύουσες διεργασίες μιας τέτοιας επεξεργασίας πραγματοποιούνται σπάνια.

Βέλτιστος εμπλουτισμός

Ανάλογα με τις συνθήκες εμπλουτισμού, τα χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης και την ίδια τη μέθοδο, η ποιότητα του τελικού προϊόντος μπορεί να ποικίλλει. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε ένα πολύτιμο συστατικό σε αυτό και όσο λιγότερες ακαθαρσίες, τόσο το καλύτερο. Ο ιδανικός εμπλουτισμός μεταλλεύματος, για παράδειγμα, προβλέπει την πλήρη απουσία αποβλήτων στο προϊόν. Αυτό σημαίνει ότι κατά τη διαδικασία εμπλουτισμού του μείγματος που λαμβάνεται με σύνθλιψη και κοσκίνισμα, τα σωματίδια απορριμμάτων από άγονα πετρώματα εξαιρέθηκαν εντελώς από τη συνολική μάζα. Ωστόσο, δεν είναι πάντα δυνατό να επιτευχθεί ένα τέτοιο αποτέλεσμα.

Μερική επεξεργασία ορυκτών

Υπό μερικό εμπλουτισμό εννοείται ο διαχωρισμός της κατηγορίας μεγέθους του απολιθώματος ή η αποκοπή του εύκολα διαχωρισμένου τμήματος των ακαθαρσιών από το προϊόν. Δηλαδή, αυτή η διαδικασία δεν στοχεύει στον πλήρη καθαρισμό του προϊόντος από ακαθαρσίες και απόβλητα, αλλά αυξάνει μόνο την αξία του αρχικού υλικού αυξάνοντας τη συγκέντρωση χρήσιμων σωματιδίων. Μια τέτοια επεξεργασία ορυκτών πρώτων υλών μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για παράδειγμα, για τη μείωση της περιεκτικότητας σε τέφρα του άνθρακα. Κατά τη διαδικασία εμπλουτισμού, μια μεγάλη κατηγορία στοιχείων απομονώνεται με περαιτέρω ανάμιξη του μη εμπλουτισμένου συμπυκνώματος διαλογής με ένα λεπτό κλάσμα.

Πρόβλημα απώλειας πολύτιμου βράχου κατά τον εμπλουτισμό

Καθώς οι περιττές ακαθαρσίες παραμένουν στη μάζα του χρήσιμου συμπυκνώματος, τόσο πολύτιμοι βράχοι μπορούν να αφαιρεθούν μαζί με τα απόβλητα. Για τον υπολογισμό τέτοιων απωλειών, χρησιμοποιούνται ειδικά εργαλεία για τον υπολογισμό του επιτρεπόμενου επιπέδου αυτών για κάθε μία από τις τεχνολογικές διεργασίες. Δηλαδή, για όλες τις μεθόδους διαχωρισμού, αναπτύσσονται μεμονωμένα πρότυπα επιτρεπόμενων απωλειών. Το επιτρεπόμενο ποσοστό λαμβάνεται υπόψη στο ισοζύγιο των μεταποιημένων προϊόντων για την κάλυψη αποκλίσεων στον υπολογισμό του συντελεστή υγρασίας και των μηχανικών απωλειών. Αυτή η λογιστική είναι ιδιαίτερα σημαντική εάν προγραμματίζεται εμπλουτισμός μεταλλεύματος, κατά τη διάρκεια της οποίας χρησιμοποιείται βαθιά σύνθλιψη. Αντίστοιχα, ο κίνδυνος απώλειας πολύτιμωνσυγκεντρώνομαι. Και όμως, στις περισσότερες περιπτώσεις, η απώλεια χρήσιμου βράχου οφείλεται σε παραβιάσεις στην τεχνολογική διαδικασία.

Συμπέρασμα

Πρόσφατα, πολύτιμες τεχνολογίες εμπλουτισμού πετρωμάτων έχουν κάνει ένα σημαντικό βήμα στην ανάπτυξή τους. Τόσο οι επιμέρους διαδικασίες επεξεργασίας όσο και τα γενικά σχήματα για την υλοποίηση του τμήματος βελτιώνονται. Μία από τις πολλά υποσχόμενες κατευθύνσεις για περαιτέρω πρόοδο είναι η χρήση συνδυασμένων σχημάτων επεξεργασίας που βελτιώνουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των συμπυκνωμάτων. Συγκεκριμένα, συνδυάζονται μαγνητικοί διαχωριστές, με αποτέλεσμα να βελτιστοποιείται η διαδικασία εμπλουτισμού. Οι νέες μέθοδοι αυτού του τύπου περιλαμβάνουν μαγνητοϋδροδυναμικό και μαγνητοϋδροστατικό διαχωρισμό. Ταυτόχρονα, υπάρχει μια γενική τάση για αλλοίωση των μεταλλευτικών πετρωμάτων, η οποία δεν μπορεί παρά να επηρεάσει την ποιότητα του προκύπτοντος προϊόντος. Η αύξηση του επιπέδου των ακαθαρσιών μπορεί να καταπολεμηθεί με την ενεργό χρήση του μερικού εμπλουτισμού, αλλά γενικά, η αύξηση των συνεδριών επεξεργασίας καθιστά την τεχνολογία αναποτελεσματική.