Obogaćivanje minerala: osnovne metode, tehnologije i oprema

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Kada se gledaju komercijalno vrijedni minerali, s pravom se postavlja pitanje kako se tako atraktivan komad nakita može dobiti iz primarne rude ili fosila. Posebno uzimajući u obzir činjenicu da je prerada same rase, ako ne jedna od završnih, onda barem proces oplemenjivanja koji prethodi završnoj fazi. Odgovor na pitanje će biti obogaćivanje minerala, pri čemu se odvija osnovna obrada stijene, koja omogućava odvajanje vrijednog minerala iz praznih podloga.

Opća tehnologija obogaćivanja

Prerada vrijednih minerala vrši se u posebnim preduzećima za obogaćivanje. Proces uključuje izvođenje nekoliko operacija, uključujući pripremu, direktno cijepanje i odvajanje stijene sa nečistoćama. Prilikom obogaćivanja dobijaju se različiti minerali, među kojima su grafit, azbest, volfram, rudni materijali itd. Ne moraju biti vredne stene - postoji mnogo fabrika koje prerađuju sirovine koje se kasnije koriste u građevinarstvu. Na ovaj ili onaj način, osnove prerade minerala zasnivaju se na analizi svojstava minerala, koja određuju i principe separacije. ToJednom riječju, potreba za odsijecanjem različitih struktura nastaje ne samo da bi se dobio jedan čisti mineral. Uobičajena je praksa kada se nekoliko vrijednih rasa izvodi iz jedne strukture.

Drobljenje kamena

U ovoj fazi, materijal se drobi u pojedinačne čestice. Proces drobljenja koristi mehaničke sile za prevazilaženje unutrašnjih mehanizama kohezije.

Kao rezultat, stijena je podijeljena na male čvrste čestice koje imaju homogenu strukturu. U ovom slučaju vrijedi razlikovati tehniku direktnog drobljenja i mljevenja. U prvom slučaju, mineralna sirovina prolazi kroz manje duboko odvajanje strukture, pri čemu se formiraju čestice s frakcijom većom od 5 mm. Zauzvrat, mljevenje osigurava formiranje elemenata promjera manjeg od 5 mm, iako ova brojka ovisi i 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 skrininga

Nakon što je proces drobljenja završen, požnjevena sirovina je podvrgnuta drugom tehnološkom uticaju, koji može biti i prosijavanje i vremenski uticaj. Prosijavanje je u suštini način klasifikacije dobijenih zrna prema veličinskoj karakteristici. Tradicionalni način realizacije ove faze podrazumeva upotrebu sita i sita sa mogućnošću kalibracije ćelija. Tokom procesa skrininga, oni se razdvajajusuprarešetke i podrešetke čestice. Na neki način, obogaćivanje minerala počinje već u ovoj fazi, jer se odvajaju neke nečistoće i miješani materijali. Fina frakcija veličine manja od 1 mm se prosijava i uz pomoć zraka - vremenskim utjecajem. Masa koja liči na fini pijesak se podiže umjetnim strujama zraka, nakon čega se taloži.

U budućnosti, čestice koje se sporije talože se odvajaju od veoma malih elemenata prašine koji se zadržavaju u vazduhu. Za dalje prikupljanje derivata takvog skrininga koristi se voda.

Procesi obogaćivanja

Proces oplemenjivanja ima za cilj da izoluje mineralne čestice iz sirovine. U toku takvih postupaka izdvaja se nekoliko grupa elemenata - korisni koncentrat, jalovina i drugi proizvodi. Princip odvajanja ovih čestica zasniva se na razlikama između svojstava korisnih minerala i otpadnih stijena. Takva svojstva mogu biti sljedeća: gustina, kvašenje, magnetska osjetljivost, veličina, električna provodljivost, oblik, itd. Dakle, procesi obogaćivanja koji koriste razliku u gustoći uključuju metode gravitacijske separacije. Ovaj pristup se koristi u preradi uglja, rude i nemetalnih sirovina. Obogaćivanje na osnovu karakteristika vlaženja komponenti je takođe prilično uobičajeno. U ovom slučaju se koristi metoda flotacije čija je karakteristika mogućnost odvajanja tankih zrna.

Takođe koristi magnetnu obradu minerala, kojaomogućava izolaciju željeznih nečistoća iz talka i grafitnih medija, kao i pročišćavanje volframa, titana, željeza i drugih ruda. Ova tehnika se zasniva na razlici u efektu magnetnog polja na fosilne čestice. Kao oprema se koriste specijalni separatori, koji se koriste i za obnavljanje magnetitnih suspenzija.

Završne faze obogaćivanja

Glavni procesi ove faze uključuju dehidraciju, zgušnjavanje pulpe i sušenje nastalih čestica. Izbor opreme za dehidraciju vrši se na osnovu hemijskih i fizičkih 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. Pored tehnoloških procesa za pripremu proizvoda obogaćivanja za dalje procese prerade, potrebno je obezbijediti i odgovarajuću infrastrukturu za rukovanje mineralnim česticama. Posebno je u fabrici organizovana odgovarajuća proizvodna služba. Uvode se prodajna vozila, organizuje se snabdevanje vodom, toplotom i strujom.

Oprema za obogaćivanje

U fazama mljevenja i drobljenja uključene su posebne instalacije. To su mehaničke jedinice koje uz pomoć različitih pokretačkih sila razorno djeluju na stijenu. Dalje, u procesu prosijavanja koriste se sito i sito, koji obezbeđujumogućnost kalibracije rupa. Takođe, za prosijavanje se koriste složenije mašine koje se nazivaju sita. Direktno obogaćivanje se vrši električnim, gravitacionim i magnetnim separatorima koji se koriste u skladu sa specifičnim principom strukturne separacije. Nakon toga se koriste tehnologije drenaže za dehidraciju, u čijoj implementaciji se mogu koristiti ista sita, elevatori, centrifuge i uređaji za filtriranje. Završni korak obično uključuje korištenje toplinske obrade i sušenja.

Otpad iz procesa obogaćivanja

Kao rezultat procesa obogaćivanja formira se nekoliko kategorija proizvoda koji se mogu podijeliti u dvije vrste - korisni koncentrat i otpad. Štaviše, vrijedna supstanca ne mora nužno predstavljati istu rasu. Takođe se ne može reći da je otpad nepotreban materijal. Takvi proizvodi mogu sadržavati vrijedan koncentrat, ali u minimalnim količinama. Istovremeno, dalje obogaćivanje minerala koji se nalaze u strukturi otpada često se tehnološki i finansijski ne opravdava, pa se sekundarni procesi takve prerade rijetko obavljaju.

Optimalno obogaćivanje

U zavisnosti od uslova obogaćivanja, karakteristika polaznog materijala i same metode, kvalitet 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 potpuni nedostatak otpada u proizvodu. To znači da su u procesu obogaćivanja mješavine dobivene drobljenjem i prosijavanjem, čestice stelje iz jalovih stijena potpuno isključene iz ukupne mase. Međutim, nije uvijek moguće postići takav efekat.

Djelomična obrada minerala

Pod delimičnim obogaćivanjem podrazumeva se odvajanje klase veličine fosila ili odsecanje lako odvojivog dela 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 uglju. U procesu obogaćivanja, izoluje se velika klasa elemenata uz dalje miješanje neobogaćenog sijevnog koncentrata sa finom frakcijom.

Problem gubitka vrijedne stijene tokom obogaćivanja

Kako nepotrebne nečistoće ostaju u masi korisnog koncentrata, tako se vrijedna stijena može ukloniti zajedno sa otpadom. Da bi se uračunali takvi gubici, koriste se specijalni alati za izračunavanje dozvoljenog nivoa istih za svaki od tehnoloških procesa. Odnosno, za sve metode razdvajanja razvijaju se pojedinačne norme dozvoljenih gubitaka. Dozvoljeni procenat se uzima u obzir u bilansu prerađenih proizvoda kako bi se pokrile odstupanja u proračunu koeficijenta vlage i mehaničkih gubitaka. Ovo obračunavanje je posebno važno ako se planira obogaćivanje rude, pri čemu se koristi duboko drobljenje. Shodno tome, rizik od gubitka vrijednihkoncentrat. Pa ipak, u većini slučajeva, gubitak korisne stijene je posljedica kršenja u tehnološkom procesu.

Zaključak

Nedavno su vrijedne tehnologije obogaćivanja stijena napravile značajan korak u svom razvoju. Poboljšavaju se i pojedinačni procesi obrade i opšte šeme za implementaciju odjeljenja. Jedan od obećavajućih pravaca za dalje napredovanje je upotreba kombinovanih šema prerade koje poboljšavaju karakteristike kvaliteta koncentrata. Konkretno, kombinovani su magnetni separatori, zbog čega je proces obogaćivanja optimizovan. Nove metode ovog tipa uključuju magnetohidrodinamičko i magnetohidrostatičko odvajanje. Istovremeno, postoji opšta tendencija propadanja rudnih stijena, što ne može a da ne utiče na kvalitetu dobivenog proizvoda. Povećanje nivoa nečistoća može se suzbiti aktivnom upotrebom delimičnog obogaćivanja, ali generalno, povećanje sesija obrade čini tehnologiju neefikasnom.