غنی سازی مواد معدنی: روش ها، فناوری ها و تجهیزات اساسی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

وقتی به مواد معدنی با ارزش تجاری نگاه می کنیم، به درستی این سوال مطرح می شود که چگونه می توان چنین قطعه جواهری جذابی را از سنگ معدن یا فسیل اولیه به دست آورد. به خصوص با در نظر گرفتن این واقعیت که پردازش نژاد به عنوان چنین است، اگر یکی از مراحل نهایی نباشد، حداقل فرآیند تصفیه قبل از مرحله نهایی است. پاسخ این سوال غنی سازی مواد معدنی خواهد بود که طی آن فرآوری اساسی سنگ انجام می شود که جداسازی یک کانی با ارزش از محیط خالی را فراهم می کند.

فناوری غنی‌سازی عمومی

فرآوری مواد معدنی با ارزش در شرکت های غنی سازی ویژه انجام می شود. این فرآیند شامل انجام چندین عملیات از جمله آماده سازی، شکافتن مستقیم و جداسازی سنگ با ناخالصی ها می باشد. در دوره غنی سازی، مواد معدنی مختلفی از جمله گرافیت، آزبست، تنگستن، مواد معدنی و غیره به دست می آید. لزومی ندارد که سنگ های ارزشمندی باشند - کارخانه های زیادی وجود دارند که مواد خام را پردازش می کنند که بعداً در ساخت و ساز استفاده می شود. به هر حال، پایه های فرآوری مواد معدنی بر اساس تجزیه و تحلیل خواص مواد معدنی است که اصول جداسازی را نیز تعیین می کند. بهدر یک کلام، نیاز به قطع ساختارهای مختلف نه تنها برای به دست آوردن یک ماده معدنی خالص ایجاد می شود. زمانی که چندین نژاد با ارزش از یک ساختار مشتق می شوند، معمول است.

خرد کردن سنگ

در این مرحله، مواد به صورت ذرات جداگانه خرد می شوند. فرآیند خرد کردن از نیروهای مکانیکی برای غلبه بر مکانیسم‌های انسجام داخلی استفاده می‌کند.

در نتیجه، سنگ به ذرات جامد کوچکی تقسیم می شود که ساختاری همگن دارند. در این مورد، ارزش تمایز بین روش خرد کردن مستقیم و آسیاب را دارد. در حالت اول، ماده خام معدنی دچار جداسازی ساختاری کمتری می شود که طی آن ذرات با کسری بیش از 5 میلی متر تشکیل می شوند. به نوبه خود، سنگ زنی تشکیل عناصر با قطر کمتر از 5 میلی متر را تضمین می کند، اگرچه این رقم نیز بستگی به نوع سنگی دارد که باید با آن مقابله کنید. در هر دو مورد، وظیفه به حداکثر رساندن شکافتن دانه های یک ماده مفید است تا یک جزء خالص بدون مخلوط آزاد شود، یعنی سنگ ضایعات، ناخالصی ها و غیره.

فرایند غربالگری

پس از تکمیل فرآیند خرد کردن، ماده خام برداشت شده تحت تأثیر تکنولوژیکی دیگری قرار می گیرد که می تواند هم غربالگری و هم هوازدگی باشد. غربالگری در اصل راهی برای طبقه بندی دانه های بدست آمده بر اساس مشخصه اندازه است. روش سنتی اجرای این مرحله شامل استفاده از غربال و غربال با امکان کالیبراسیون سلول ها می باشد. در طی مراحل غربالگری، آنها از هم جدا می شوندذرات فوق شبکه و زیرشبکه. به نوعی، غنی سازی مواد معدنی از همین مرحله آغاز می شود، زیرا برخی از ناخالصی ها و مواد مخلوط جدا می شوند. کسری ریز با اندازه کمتر از 1 میلی متر به کمک هوا - با هوازدگی - غربال می شود. توده ای شبیه ماسه ریز توسط جریان هوای مصنوعی بلند می شود و پس از آن ته نشین می شود.

در آینده، ذراتی که کندتر ته نشین می شوند از عناصر غبار بسیار کوچک موجود در هوا جدا می شوند. برای جمع آوری بیشتر مشتقات چنین غربالگری، از آب استفاده می شود.

فرایندهای غنی‌سازی

فرایند بهینه سازی با هدف جداسازی ذرات معدنی از مواد اولیه است. در طی چنین روشهایی، چندین گروه از عناصر متمایز می شوند - کنسانتره مفید، باطله و سایر محصولات. اصل جداسازی این ذرات بر اساس تفاوت بین خواص مواد معدنی مفید و سنگ های باطله است. چنین خواصی می تواند به شرح زیر باشد: چگالی، ترشوندگی، حساسیت مغناطیسی، اندازه، هدایت الکتریکی، شکل و غیره. بنابراین، فرآیندهای غنی سازی که از تفاوت چگالی استفاده می کنند شامل روش های جداسازی گرانشی می شوند. این رویکرد در فرآوری زغال سنگ، سنگ معدن و مواد خام غیرفلزی استفاده می شود. غنی سازی بر اساس ویژگی های ترشوندگی اجزا نیز بسیار رایج است. در این مورد از روش فلوتاسیون استفاده می شود که از ویژگی های آن امکان جداسازی دانه های نازک است.

همچنین از پردازش مواد معدنی مغناطیسی استفاده می کند کهبه شما امکان می دهد ناخالصی های آهنی را از تالک و گرافیت جدا کنید و همچنین تنگستن، تیتانیوم، آهن و سایر سنگ ها را تصفیه کنید. این تکنیک بر اساس تفاوت در اثر میدان مغناطیسی بر ذرات فسیلی است. جداکننده های ویژه به عنوان تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرند که برای بازیابی سیستم تعلیق مگنتیت نیز استفاده می شود.

مراحل پایانی غنی سازی

فرایندهای اصلی این مرحله شامل آبگیری، ضخیم شدن خمیر و خشک شدن ذرات به دست آمده است. انتخاب تجهیزات برای آبگیری بر اساس ویژگی های شیمیایی و فیزیکی ماده معدنی انجام می شود. به عنوان یک قاعده، این روش در چندین جلسه انجام می شود. با این حال، انجام این کار همیشه ضروری نیست. به عنوان مثال، اگر جداسازی الکتریکی در فرآیند بهره‌برداری استفاده شده باشد، نیازی به آب‌گیری نیست. علاوه بر فرآیندهای فن آوری برای آماده سازی محصول غنی سازی برای فرآیندهای فرآوری بعدی، زیرساخت مناسب برای جابجایی ذرات معدنی نیز باید فراهم شود. به ویژه، خدمات تولید مناسب در کارخانه سازماندهی شده است. وسایل نقلیه داخلی در حال معرفی هستند و تامین آب، گرما و برق در حال ساماندهی هستند.

تجهیزات غنی‌سازی

در مراحل آسیاب و خرد کردن، تاسیسات ویژه ای درگیر است. اینها واحدهای مکانیکی هستند که با کمک نیروهای محرکه مختلف اثر مخربی بر روی سنگ می گذارند. علاوه بر این، در فرآیند غربالگری، از یک الک و یک الک استفاده می شود که فراهم می کندامکان کالیبره کردن سوراخ ها همچنین برای غربالگری از ماشین های پیچیده تری استفاده می شود که به آنها اسکرین می گویند. غنی سازی مستقیم توسط جداکننده های الکتریکی، گرانشی و مغناطیسی انجام می شود که مطابق با اصل خاص جداسازی سازه استفاده می شود. پس از آن از فناوری های زهکشی برای آبگیری استفاده می شود که در اجرای آن می توان از همان صفحه نمایش ها، آسانسورها، سانتریفیوژها و دستگاه های فیلتراسیون استفاده کرد. مرحله نهایی معمولاً شامل استفاده از عملیات حرارتی و خشک کردن است.

ضایعات حاصل از فرآیند غنی‌سازی

در نتیجه فرآیند غنی سازی، چندین دسته از محصولات تشکیل می شود که می توان آنها را به دو نوع کنسانتره مفید و ضایعات تقسیم کرد. علاوه بر این، یک ماده ارزشمند لزوماً نباید نشان دهنده همان نژاد باشد. همچنین نمی توان گفت که زباله یک ماده غیر ضروری است. چنین محصولاتی ممکن است حاوی کنسانتره ارزشمند باشد، اما در مقادیر کم. در عین حال، غنی سازی بیشتر مواد معدنی موجود در ساختار زباله اغلب خود را از نظر فنی و مالی توجیه نمی کند، بنابراین فرآیندهای ثانویه چنین فرآوری به ندرت انجام می شود.

غنی سازی بهینه

بسته به شرایط غنی‌سازی، ویژگی‌های ماده اولیه و خود روش، کیفیت محصول نهایی ممکن است متفاوت باشد. هر چه محتوای یک جزء ارزشمند در آن بیشتر باشد و ناخالصی کمتری داشته باشد، بهتر است. به عنوان مثال، استخراج ایده آل از سنگ معدن، عدم وجود ضایعات کامل در محصول را فراهم می کند.به این معنی که در فرآیند غنی‌سازی مخلوط به‌دست‌آمده از خرد کردن و غربال‌گری، ذرات بستر از سنگ‌های بایر به طور کامل از جرم کل حذف شدند. با این حال، دستیابی به چنین اثری همیشه ممکن نیست.

فرآوری جزئی مواد معدنی

تحت غنی سازی جزئی به معنای جداسازی طبقه اندازه فسیل یا بریدن قسمتی از ناخالصی ها که به راحتی جدا می شوند از محصول است. یعنی هدف از این روش پاکسازی کامل محصول از ناخالصی ها و ضایعات نیست، بلکه تنها با افزایش غلظت ذرات مفید، ارزش ماده منبع را افزایش می دهد. چنین پردازش مواد خام معدنی می تواند مورد استفاده قرار گیرد، به عنوان مثال، برای کاهش محتوای خاکستر زغال سنگ. در فرآیند غنی‌سازی، دسته بزرگی از عناصر با اختلاط بیشتر کنسانتره غربالگری غنی‌نشده با یک کسر ریز جدا می‌شوند.

مشکل از بین رفتن سنگ ارزشمند در طول غنی سازی

از آنجایی که ناخالصی‌های غیرضروری در توده کنسانتره مفید باقی می‌مانند، سنگ‌های ارزشمند را می‌توان همراه با زباله‌ها حذف کرد. برای محاسبه چنین تلفاتی، از ابزارهای ویژه ای برای محاسبه سطح مجاز آنها برای هر یک از فرآیندهای تکنولوژیکی استفاده می شود. یعنی برای همه روش های جداسازی، هنجارهای فردی ضررهای مجاز ایجاد می شود. درصد مجاز در تراز محصولات فرآوری شده در نظر گرفته می شود تا مغایرت در محاسبه ضریب رطوبت و تلفات مکانیکی پوشش داده شود. این حسابداری به ویژه در صورت برنامه ریزی غنی سازی سنگ معدن که در طی آن از خرد کردن عمیق استفاده می شود، اهمیت دارد. بر این اساس، خطر از دست دادن ارزشتمرکز. و با این حال، در بیشتر موارد، از دست دادن سنگ مفید به دلیل تخلف در فرآیند فن آوری است.

نتیجه گیری

اخیراً فناوری‌های ارزشمند غنی‌سازی سنگ گام مهمی در توسعه خود برداشته‌اند. هر دو فرآیند پردازش فردی و طرح های کلی برای اجرای بخش در حال بهبود هستند. یکی از جهت گیری های امیدوارکننده برای پیشرفت بیشتر، استفاده از طرح های پردازش ترکیبی است که ویژگی های کیفی کنسانتره ها را بهبود می بخشد. به طور خاص، جداکننده های مغناطیسی ترکیب می شوند که در نتیجه فرآیند غنی سازی بهینه می شود. روش های جدید از این نوع شامل جداسازی مگنتوهیدرودینامیکی و مگنتوهیدرواستاتیکی است. در عین حال، تمایل کلی به زوال سنگ های سنگ معدن وجود دارد که نمی تواند بر کیفیت محصول حاصل تأثیر بگذارد. با افزایش سطح ناخالصی ها می توان با استفاده فعال از غنی سازی جزئی مبارزه کرد، اما به طور کلی، افزایش جلسات پردازش باعث ناکارآمدی فناوری می شود.