Obohacovanie minerálmi: základné metódy, technológie a zariadenia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Pri pohľade na komerčne cenné minerály sa oprávnene vynára otázka, ako možno takýto atraktívny šperk získať z primárnej rudy alebo fosílie. Predovšetkým s prihliadnutím na fakt, že spracovanie plemena ako také je ak už nie záverečné, tak aspoň proces zušľachťovania predchádzajúci finálnej fáze. Odpoveďou na otázku bude obohacovanie minerálov, pri ktorom dochádza k základnému spracovaniu horniny, ktoré zabezpečuje oddelenie cenného minerálu od prázdnych médií.

Všeobecná technológia obohacovania

Spracovanie cenných nerastov sa vykonáva v špeciálnych obohacovacích podnikoch. Proces zahŕňa vykonanie niekoľkých operácií vrátane prípravy, priameho štiepenia a separácie horniny s nečistotami. Pri obohacovaní sa získavajú rôzne nerasty vrátane grafitu, azbestu, volfrámu, rudných materiálov atď. Nemusí ísť pritom o cenné horniny – existuje veľa tovární, ktoré spracúvajú suroviny, ktoré sa neskôr využívajú v stavebníctve. Tak či onak, základy spracovania nerastov sú založené na rozbore vlastností nerastov, ktoré určujú aj princípy separácie. KomuJedným slovom, potreba odrezať rôzne štruktúry vzniká nielen s cieľom získať jeden čistý minerál. Je bežnou praxou, keď niekoľko cenných plemien pochádza z jednej štruktúry.

Drvenie kameňa

V tejto fáze sa materiál rozdrví na jednotlivé častice. Proces drvenia využíva mechanické sily na prekonanie mechanizmov vnútornej súdržnosti.

V dôsledku toho je hornina rozdelená na malé pevné častice, ktoré majú homogénnu štruktúru. V tomto prípade stojí za to rozlišovať medzi technikou priameho drvenia a mletia. V prvom prípade minerálna surovina prechádza menej hlbokou separáciou štruktúry, pri ktorej vznikajú častice s frakciou väčšou ako 5 mm. Brúsenie zase zabezpečuje tvorbu prvkov s priemerom menším ako 5 mm, aj keď tento údaj závisí aj od toho, s akým druhom horniny sa musíte vysporiadať. V oboch prípadoch je úlohou maximalizovať štiepenie zŕn užitočnej látky tak, aby sa uvoľnila čistá zložka bez zmesi, teda odpadová hornina, nečistoty atď.

Proces preverovania

Po ukončení procesu drvenia je zozbieraná surovina podrobená ďalšiemu technologickému vplyvu, ktorým môže byť triedenie aj zvetrávanie. Preosievanie je v podstate spôsob klasifikácie získaných zŕn podľa veľkostnej charakteristiky. Tradičný spôsob realizácie tejto fázy zahŕňa použitie sita a sita s možnosťou kalibrácie buniek. Počas procesu skríningu sa oddeliasupramriežkové a podmriežkové častice. Určitým spôsobom sa obohacovanie minerálov začína už v tejto fáze, pretože niektoré nečistoty a zmiešané materiály sú oddelené. Jemná frakcia menšia ako 1 mm sa preosieva a pomocou vzduchu - zvetrávaním. Hmota pripomínajúca jemný piesok je zdvíhaná umelými vzdušnými prúdmi, po ktorých sa usadí.

V budúcnosti sa častice, ktoré sa usadzujú pomalšie, oddeľujú od veľmi malých prachových častíc, ktoré sa nachádzajú vo vzduchu. Na ďalší zber derivátov takéhoto triedenia sa používa voda.

Procesy obohatenia

Cieľom procesu obohacovania je izolovať minerálne častice zo suroviny. V priebehu takýchto postupov sa rozlišuje niekoľko skupín prvkov - úžitkový koncentrát, hlušina a iné produkty. Princíp separácie týchto častíc je založený na rozdieloch medzi vlastnosťami úžitkových nerastov a odpadovej horniny. Takéto vlastnosti môžu byť nasledovné: hustota, zmáčavosť, magnetická susceptibilita, veľkosť, elektrická vodivosť, tvar atď. Procesy obohacovania, ktoré využívajú rozdiel v hustote, teda zahŕňajú metódy gravitačnej separácie. Tento prístup sa využíva pri spracovaní uhlia, rúd a nerudných surovín. Obohatenie založené na vlastnostiach zmáčavosti komponentov je tiež celkom bežné. V tomto prípade sa používa flotačná metóda, ktorej vlastnosťou je možnosť oddeľovania tenkých zŕn.

Využíva tiež magnetické spracovanie minerálov, ktoréumožňuje izolovať železité nečistoty z mastenca a grafitových médií, ako aj čistiť volfrám, titán, železo a iné rudy. Táto technika je založená na rozdiele v účinku magnetického poľa na fosílne častice. Ako zariadenia sa používajú špeciálne separátory, ktoré sa používajú aj na obnovu magnetitových suspenzií.

Záverečné fázy obohacovania

Hlavné procesy tejto fázy zahŕňajú dehydratáciu, zahusťovanie buničiny a sušenie výsledných častíc. Výber zariadenia na dehydratáciu sa vykonáva na základe chemických a fyzikálnych vlastností minerálu. Spravidla sa tento postup vykonáva v niekoľkých reláciách. Nie vždy to však treba robiť. Napríklad, ak sa v procese spracovania použila elektrická separácia, potom nie je potrebná dehydratácia. Okrem technologických procesov na prípravu produktu obohatenia na ďalšie procesy spracovania by mala byť zabezpečená aj vhodná infraštruktúra na manipuláciu s minerálnymi časticami. V továrni je organizovaná najmä príslušná výrobná služba. Zavádzajú sa vozidlá v obchode a organizujú sa dodávky vody, tepla a elektriny.

Zariadenie na obohatenie

V etapách mletia a drvenia sa používajú špeciálne zariadenia. Ide o mechanické jednotky, ktoré za pomoci rôznych hnacích síl pôsobia na horninu deštruktívne. Ďalej sa v procese preosievania používa sito a sito, ktoré poskytujúmožnosť kalibrácie otvorov. Na triedenie sa používajú aj zložitejšie stroje, ktoré sa nazývajú sitá. Priame obohacovanie sa uskutočňuje elektrickými, gravitačnými a magnetickými separátormi, ktoré sa používajú v súlade so špecifickým princípom separácie štruktúr. Potom sa na odvodnenie využívajú drenážne technológie, pri ktorých realizácii možno použiť rovnaké sitá, elevátory, odstredivky a filtračné zariadenia. Posledný krok zvyčajne zahŕňa použitie tepelného spracovania a sušenia.

Odpad z procesu obohacovania

V dôsledku procesu obohacovania vzniká niekoľko kategórií produktov, ktoré možno rozdeliť do dvoch typov – úžitkový koncentrát a odpad. Navyše, hodnotná látka nemusí nevyhnutne predstavovať to isté plemeno. Nemožno tiež povedať, že odpad je nepotrebný materiál. Takéto produkty môžu obsahovať hodnotný koncentrát, ale v minimálnom množstve. Zároveň ďalšie obohacovanie minerálov, ktoré sú v odpadovej štruktúre, sa často technologicky a finančne neospravedlňuje, takže sekundárne procesy takéhoto spracovania sa vykonávajú len zriedka.

Optimálne obohatenie

V závislosti od podmienok obohatenia, vlastností východiskového materiálu a samotnej metódy sa kvalita konečného produktu môže líšiť. Čím vyšší je obsah hodnotnej zložky v nej a čím menej nečistôt, tým lepšie. Ideálne zhodnotenie rudy napríklad zabezpečuje úplnú absenciu odpadu v produkte. To znamená, že v procese obohacovania zmesi získanej drvením a preosievaním boli častice steliva z neúrodných hornín úplne vylúčené z celkovej hmoty. Nie vždy je však možné dosiahnuť takýto efekt.

Čiastočné spracovanie minerálov

Pod čiastočným obohatením sa rozumie oddelenie veľkostnej triedy fosílie alebo odrezanie ľahko oddelenej časti nečistôt z produktu. To znamená, že tento postup nemá za cieľ úplne vyčistiť produkt od nečistôt a odpadu, ale iba zvyšuje hodnotu východiskového materiálu zvýšením koncentrácie užitočných častíc. Takéto spracovanie nerastných surovín je možné využiť napríklad na zníženie obsahu popola v uhlí. V procese obohacovania sa izoluje veľká trieda prvkov ďalším miešaním neobohateného preosievacieho koncentrátu s jemnou frakciou.

Problém straty cennej horniny počas obohacovania

Keďže v mase užitočného koncentrátu zostávajú zbytočné nečistoty, spolu s odpadom možno odstrániť aj cennú horninu. Na zohľadnenie takýchto strát sa používajú špeciálne nástroje na výpočet ich prípustnej úrovne pre každý z technologických procesov. To znamená, že pre všetky spôsoby oddeľovania sú vyvinuté individuálne normy prípustných strát. Prípustné percento sa zohľadňuje v bilancii spracovaných výrobkov, aby sa pokryli nezrovnalosti vo výpočte koeficientu vlhkosti a mechanických strát. Toto účtovanie je dôležité najmä vtedy, ak sa plánuje obohacovanie rudy, pri ktorom sa používa hlboké drvenie. V súlade s tým, riziko straty cennékoncentrát. A napriek tomu je vo väčšine prípadov strata užitočnej horniny spôsobená porušením technologického procesu.

Záver

Technológie na obohacovanie cenných hornín urobili v poslednom čase významný krok vo svojom vývoji. Zdokonaľujú sa tak jednotlivé procesy spracovania, ako aj všeobecné schémy implementácie oddelenia. Jedným zo sľubných smerov ďalšieho napredovania je použitie kombinovaných schém spracovania, ktoré zlepšujú kvalitatívne charakteristiky koncentrátov. Kombinujú sa najmä magnetické separátory, čím sa optimalizuje proces obohacovania. Medzi nové metódy tohto typu patrí magnetohydrodynamická a magnetohydrostatická separácia. Zároveň existuje všeobecná tendencia k znehodnocovaniu rudných hornín, čo nemôže neovplyvňovať kvalitu výsledného produktu. Zvýšeniu úrovne nečistôt možno bojovať aktívnym využívaním čiastočného obohatenia, ale vo všeobecnosti zvýšenie počtu relácií spracovania robí technológiu neefektívnou.