التخصيب المعدني: الأساليب والتقنيات والمعدات الأساسية

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

عند النظر إلى المعادن القيمة التجارية ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه بشكل صحيح هو كيف يمكن الحصول على قطعة مجوهرات جذابة من الركاز الأساسي أو الأحفوري. مع الأخذ في الاعتبار على وجه الخصوص حقيقة أن معالجة السلالة على هذا النحو هي ، إن لم تكن عملية نهائية ، فعندئذ على الأقل عملية التكرير التي تسبق المرحلة النهائية. سيكون الجواب على السؤال هو إثراء المعادن ، والتي تتم خلالها المعالجة الأساسية للصخور ، والتي تنص على فصل المعدن الثمين عن الوسائط الفارغة.

تقنية التخصيب العامة

تتم معالجة المعادن الثمينة في مؤسسات تخصيب خاصة. تتضمن العملية أداء العديد من العمليات ، بما في ذلك التحضير والتقسيم المباشر وفصل الصخور مع الشوائب. في سياق التخصيب ، يتم الحصول على معادن مختلفة ، بما في ذلك الجرافيت والأسبستوس والتنغستن والمواد الخام ، وما إلى ذلك. ليس من الضروري أن تكون صخورًا ذات قيمة - فهناك العديد من المصانع التي تعالج المواد الخام ، والتي تستخدم لاحقًا في البناء. بطريقة أو بأخرى ، تستند أسس معالجة المعادن على تحليل خصائص المعادن ، والتي تحدد أيضًا مبادئ الفصل. إلىباختصار ، تظهر الحاجة إلى قطع الهياكل المختلفة ليس فقط من أجل الحصول على معدن نقي واحد. إنها ممارسة شائعة عندما يتم اشتقاق العديد من السلالات القيمة من بنية واحدة.

سحق الصخور

في هذه المرحلة ، يتم سحق المواد إلى جزيئات فردية. تستخدم عملية التكسير قوى ميكانيكية للتغلب على آليات التماسك الداخلي

نتيجة لذلك ، تنقسم الصخور إلى جزيئات صلبة صغيرة لها بنية متجانسة. في هذه الحالة ، يجدر التمييز بين تقنية التكسير والطحن المباشر. في الحالة الأولى ، تخضع المادة الخام المعدنية لفصل أقل عمقًا عن الهيكل ، تتشكل خلاله جزيئات يزيد حجمها عن 5 مم. بدوره ، يضمن الطحن تكوين عناصر بقطر أقل من 5 مم ، على الرغم من أن هذا الرقم يعتمد أيضًا على نوع الصخور التي يجب عليك التعامل معها. في كلتا الحالتين ، تتمثل المهمة في تعظيم تقسيم حبيبات مادة مفيدة بحيث يتم إطلاق مكون نقي بدون مزيج ، أي نفايات الصخور ، والشوائب ، وما إلى ذلك.

عملية الفرز

بعد اكتمال عملية التكسير ، تخضع المواد الخام المحصودة لتأثير تكنولوجي آخر ، والذي يمكن أن يكون عبارة عن غربلة وعوامل جوية. الفرز في جوهره هو طريقة لتصنيف الحبوب التي تم الحصول عليها وفقًا لخاصية الحجم. تتضمن الطريقة التقليدية لتنفيذ هذه المرحلة استخدام غربال ومنخل مزود بإمكانية معايرة الخلايا. أثناء عملية الفرز ، ينفصلونالجسيمات فوق السطحية والشبيكة. بطريقة ما ، يبدأ تخصيب المعادن بالفعل في هذه المرحلة ، حيث يتم فصل بعض الشوائب والمواد المختلطة. يتم فرز الأجزاء الدقيقة التي يقل حجمها عن 1 مم وبمساعدة الهواء - عن طريق التجوية. كتلة تشبه الرمل الناعم ترفع بواسطة التيارات الهوائية الاصطناعية ، ثم تستقر بعد ذلك.

في المستقبل ، يتم فصل الجسيمات التي تستقر ببطء أكبر عن عناصر الغبار الصغيرة جدًا العالقة في الهواء. لمزيد من جمع مشتقات مثل هذا الغربلة ، يتم استخدام الماء.

عمليات الإثراء

تهدف عملية التخصيب إلى عزل الجزيئات المعدنية من المواد الخام. في سياق هذه الإجراءات ، يتم تمييز عدة مجموعات من العناصر - التركيز المفيد والمخلفات والمنتجات الأخرى. يعتمد مبدأ فصل هذه الجسيمات على الاختلافات بين خصائص المعادن المفيدة ونفايات الصخور. يمكن أن تكون هذه الخصائص كالتالي: الكثافة ، قابلية البلل ، القابلية المغناطيسية ، الحجم ، التوصيل الكهربائي ، الشكل ، إلخ. وبالتالي ، فإن عمليات التخصيب التي تستخدم الاختلاف في الكثافة تتضمن طرق فصل الجاذبية. يستخدم هذا النهج في معالجة الفحم والخام والمواد الخام غير المعدنية. كما أن التخصيب القائم على خصائص قابلية البلل للمكونات أمر شائع أيضًا. في هذه الحالة ، يتم استخدام طريقة التعويم ، ومن سماتها إمكانية فصل الحبيبات الرقيقة.

يستخدم أيضًا المعالجة المعدنية المغناطيسية ، والتييسمح لك بعزل الشوائب الحديدية عن وسائط التلك والجرافيت ، وكذلك تنقية التنجستن والتيتانيوم والحديد وغيرها من الخامات. تعتمد هذه التقنية على الاختلاف في تأثير المجال المغناطيسي على الجسيمات الأحفورية. تستخدم فواصل خاصة كمعدات ، والتي تستخدم أيضًا لاستعادة معلقات المغنتيت.

المراحل النهائية للتخصيب

العمليات الرئيسية لهذه المرحلة تشمل الجفاف ، سماكة اللب وتجفيف الجزيئات الناتجة. يتم اختيار معدات التجفيف على أساس الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمعادن. كقاعدة عامة ، يتم تنفيذ هذا الإجراء في عدة جلسات. ومع ذلك ، ليس من الضروري دائمًا القيام بذلك. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام الفصل الكهربائي في عملية الإثراء ، فلن يكون الجفاف ضروريًا. بالإضافة إلى العمليات التكنولوجية لتحضير منتج التخصيب لمزيد من عمليات المعالجة ، ينبغي أيضًا توفير بنية تحتية مناسبة لمناولة الجسيمات المعدنية. على وجه الخصوص ، يتم تنظيم خدمة الإنتاج المناسبة في المصنع. يتم إدخال السيارات داخل المتجر ، ويتم تنظيم إمدادات المياه والتدفئة والكهرباء.

معدات الإثراء

في مراحل الطحن والسحق ، يتم تضمين التركيبات الخاصة. هذه هي الوحدات الميكانيكية التي لها تأثير مدمر على الصخور بمساعدة قوى دافعة مختلفة. علاوة على ذلك ، في عملية الغربلة ، يتم استخدام غربال ومنخل ، مما يوفرامكانية معايرة الثقوب. أيضًا ، يتم استخدام آلات أكثر تعقيدًا للفحص ، والتي تسمى الشاشات. يتم التخصيب المباشر بواسطة أجهزة الفصل الكهربائية والجاذبية والمغناطيسية ، والتي يتم استخدامها وفقًا للمبدأ المحدد لفصل الهيكل. بعد ذلك ، يتم استخدام تقنيات الصرف الصحي للجفاف ، حيث يمكن استخدام نفس الشاشات والمصاعد وأجهزة الطرد المركزي وأجهزة الترشيح. عادة ما تتضمن الخطوة الأخيرة استخدام المعالجة الحرارية والتجفيف.

نفايات من عملية التخصيب

نتيجة لعملية التخصيب ، يتم تكوين عدة فئات من المنتجات ، والتي يمكن تقسيمها إلى نوعين - المركز المفيد والنفايات. علاوة على ذلك ، ليس بالضرورة أن تمثل المادة القيمة نفس السلالة. لا يمكن القول أيضًا أن النفايات مادة غير ضرورية. قد تحتوي هذه المنتجات على مركزات قيمة ، ولكن بكميات قليلة. في الوقت نفسه ، فإن الإثراء الإضافي للمعادن الموجودة في هيكل النفايات غالبًا لا يبرر نفسه من الناحية التكنولوجية والمالية ، لذلك نادرًا ما يتم تنفيذ العمليات الثانوية لهذه المعالجة.

الإثراء الأمثل

اعتمادًا على ظروف التخصيب وخصائص مادة البداية والطريقة نفسها ، قد تختلف جودة المنتج النهائي. كلما زاد محتوى المكون القيم فيه وقلت الشوائب ، كان ذلك أفضل. إثراء الخام المثالي ، على سبيل المثال ، يوفر الغياب التام للنفايات في المنتج.هذا يعني أنه في عملية تخصيب الخليط الناتج عن التكسير والغربلة ، تم استبعاد جزيئات القمامة من الصخور القاحلة تمامًا من الكتلة الكلية. ومع ذلك ، ليس من الممكن دائمًا تحقيق مثل هذا التأثير.

معالجة المعادن الجزئية

يقصد بالتخصيب الجزئي فصل فئة الحجم من الحفرية أو قطع الجزء المنفصل بسهولة من الشوائب عن المنتج. أي أن هذا الإجراء لا يهدف إلى تنقية المنتج تمامًا من الشوائب والنفايات ، ولكنه يزيد فقط من قيمة المادة المصدر عن طريق زيادة تركيز الجزيئات المفيدة. يمكن استخدام معالجة المواد الخام المعدنية ، على سبيل المثال ، لتقليل محتوى الرماد في الفحم. في عملية التخصيب ، يتم عزل فئة كبيرة من العناصر مع مزيد من الخلط لمركز الغربلة غير المخصب مع كسر جيد.

مشكلة فقدان الصخور الثمينة أثناء التخصيب

مع بقاء الشوائب غير الضرورية في كتلة المركز المفيد ، لذلك يمكن إزالة الصخور القيمة مع النفايات. لحساب هذه الخسائر ، يتم استخدام أدوات خاصة لحساب المستوى المسموح به لكل من العمليات التكنولوجية. أي ، بالنسبة لجميع طرق الفصل ، يتم تطوير القواعد الفردية للخسائر المسموح بها. تؤخذ النسبة المسموح بها في الاعتبار في ميزان المنتجات المعالجة من أجل تغطية التناقضات في حساب معامل الرطوبة والخسائر الميكانيكية. هذا الحساب مهم بشكل خاص إذا تم التخطيط لتخصيب الخام ، حيث يتم استخدام التكسير العميق. تبعا لذلك ، فإن خطر فقدان القيمةتركز. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، يعود فقدان الصخور المفيدة إلى انتهاكات في العملية التكنولوجية.

الخلاصة

في الآونة الأخيرة ، حققت تقنيات تخصيب الصخور القيمة خطوة مهمة في تطويرها. يجري تحسين كل من عمليات المعالجة الفردية والمخططات العامة لتنفيذ القسم. أحد الاتجاهات الواعدة لمزيد من التقدم هو استخدام مخططات المعالجة المشتركة التي تعمل على تحسين خصائص الجودة للمركزات. على وجه الخصوص ، يتم الجمع بين الفواصل المغناطيسية ، ونتيجة لذلك يتم تحسين عملية التخصيب. تتضمن الطرق الجديدة من هذا النوع الفصل المغنطيسي الهيدروديناميكي والمغناطيسي الهيدروستاتيكي. في الوقت نفسه ، هناك اتجاه عام لتدهور صخور الركاز ، والذي لا يمكن إلا أن يؤثر على جودة المنتج الناتج. يمكن مكافحة الزيادة في مستوى الشوائب من خلال الاستخدام النشط للتخصيب الجزئي ، ولكن بشكل عام ، فإن الزيادة في جلسات المعالجة تجعل التكنولوجيا غير فعالة.