שיטת עיבוד מינרלים
מהו עיבוד מינרלים?
עיבוד מינרלים, המכונה גם הטבת מינרלים, מתייחס לתהליך המפריד בין מינרלים יקרי ערך ממינרלי גנגה בעפרות ומעשיר מינרלים יקרי ערך על ידי ניצול הבדלים בתכונות הפיזיקליות והפיזיקליות של מינרלים בעזרת ציוד עיבוד שונים.
מדע עיבוד מינרלים הוא דיסציפלינה המתמקדת בהפרדת מינרלים, ומדע טכני להפרדה, העשרה וניצול מקיף של משאבי מינרלים. במוצרים מעובדים, אלה עם רכיבי ערך מרוכזים נקראים תרכיזים; העשירים ברכיבים חסרי תועלת הם זנב; ולבינות יש תכולת רכיבים חשובה בין תרכיזים לזנב ודורשים טיפול נוסף.
תרכיזים של מינרלים מתכתיים משמשים בעיקר כחומרי גלם להתכת והפקת מתכות. תרכיזים של מינרלים לא-מתכתיים משמשים כחומרי גלם לתעשיות אחרות. המוצר המנקה של פחם הוא פחם נקי.
מטרות ומשמעות של עיבוד מינרלים
מטרת עיבוד המינרלים היא להסיר כמויות גדולות של גנוג ואלמנטים מזיקים מעפרות, להעשיר מינרלים יקרי ערך, או להפריד מינרלים יקרי ערך קשורים זה מזה כדי להשיג תרכיזים של מינרל שימושי אחד או יותר.
בדרך כלל, לא ניתן להשתמש ברצף-של-עפרות מכרה ישירות לייצור מתכת או ליישומים אחרים ועליה לעבור עיבוד מינרלים. לדוגמה, לרצף-של-עפרות ברזל יש בדרך כלל ציון נמוך. יש לעבד אותו לתרכיזי ברזל עם ציון מעל 65% לפני ההיתוך והעיבוד הבאים. לכן, לעיבוד מינרלים יש משמעות רבה לניצול מלא ורציונלי של משאבי המינרלים ולפיתוח הכלכלה הלאומית.
מאילו פעולות בסיסיות מורכב תהליך עיבוד המינרלים בדרך כלל?
תהליך עיבוד המינרלים מורכב בדרך כלל מהכנת עפרות לפני-עיבוד, פעולות הפרדה ופעולות שלאחר-עיבוד של פיזור מים.
(1) פעולות הכנת עפרות לפני-הטיפול כוללות ריסוק והקרנה של עפרות, טחינה וסיווג, המכונים בדרך כלל פירוק. מטרתם היא להשיג שחרור של מינרלים יקרי ערך ממינרלי גנגה או להפריד מינרלים יקרי ערך שונים לדגנים בודדים, ולהבטיח שגודל החלקיקים של החומרים עומד בדרישות פעולות ההפרדה.
(2) פעולות ההפרדה מאמצות שיטת עיבוד מינרלים אחת או יותר כדי להפריד מינרלים יקרי ערך משוחררים ממינרלי גנגה, וכן סוגים שונים של מינרלים יקרי ערך זה מזה.
(3) פעולות שלאחר-עיבוד של הסרת מים כוללות עיבוי, סינון וייבוש של תרכיזים. הם נועדו להסיר לחות מתרכיזים כדי להקל על אחסון, הובלה ומכירה.
מהן השיטות הנפוצות לעיבוד מינרלים?
שיטות עיבוד מינרלים נפוצות כוללות בעיקר הפרדת כבידה, הפרדה מגנטית, הפרדה אלקטרוסטטית, ציפה, הטבה כימית, מיון ידני, הטבת חיידקים, הטבת שדה כוח מורכב, ושיטות הטבה מיוחדות וכו'.
מהי הפרדת כוח הכבידה?
הפרדת כבידה, הידועה גם בשם ריכוז הכבידה, היא שיטת עיבוד מינרלים. הוא מפריד בין חלקיקי מינרלים לפי צפיפות בהתבסס על הבדלי הצפיפות שלהם, שכן חלקיקים נתונים לכוח משיכה משתנה, כוח נוזל וכוחות מכניים אחרים בתווך נע. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב להפרדה של מתכות ברזליות, מתכות לא-ברזליות, מתכות נדירות ופחם.
מהי הפרדה מגנטית?
הפרדה מגנטית היא שיטת עיבוד מינרלים המפרידה בין מינרלים שונים בזכות ההבדלים המגנטיים שלהם בשדה מגנטי לא הומוגני. הוא מיושם בעיקר על הפרדה של מתכות ברזליות ומתכות נדירות. זה יכול גם להסיר זיהומי ברזל מחומרי גלם מינרלים לא-מתכתיים, לטהר מים תעשייתיים וביתיים, ולשחזר מגנטיט ממערכות הפרדת פחם כבדות-בינוניות.
מהי הפרדה חשמלית?
הפרדה חשמלית היא שיטת עיבוד מינרלים פיזיקלית הממיינת מינרלים וחומרים על סמך ההבדלים ביניהם בתכונות החשמליות. ניתן ליישם אותו על הפרדת עפרות מתכת לא-, עפרות מתכת נדירות, עפרות מתכת ברזליות (ברזל, מנגן, כרום), כמו גם עפרות לא-מתכתיות כולל אבקת פחם, יהלום, גרפיט, אסבסט, קאולין וטלק.
מה זה הנפה?
ציפה, הידועה גם כציפת קצף, היא תהליך הפרדת מינרלים המפריד בין מינרלים לעיסה בזכות ציפה של בועות על סמך הבדלים בתכונות הפיזיקוכימיות של משטחי מינרלים. זהו תהליך ריכוז לצוף מינרלים מוצקים מתוך תרחיפים מימיים (המכונה בדרך כלל עיסת עפרות), ותהליך הפרדה סלקטיבי המתרחש בממשק הגז -נוזל-מוצק תלת-.
כשיטת עיבוד המינרלים הנפוצה ביותר, הציפה ישימה כמעט לכל סוגי העפרות. הוא אומץ להפרדה של מינרלים גופרתיים כגון עפרות זהב, עפרות כסף, גלנה, ספלריט, כלקופיריט, כלקוציט ומוליבדניט, פנטלנדיט, כמו גם מינרלים תחמוצתיים כולל מלכיט, צרוסיט, סמיתסוניט, המימורפיט, המטיט, קסטיריט, וולפרמיט, אדמה נדיר, וולפרמיט, וולפרמיט, אדמה נדיר, וולפרמיט, עפרות אורניום.
מהו עיבוד מינרלים כימיים?
עיבוד מינרלים כימיים היא שיטת הפרדה המשתמשת בטכניקות כימיות או פיזיקוכימיות כדי לחלץ ולהחזיר רכיבים יקרי ערך מעפרות גולמיות או חומרי ביניים, בהתבסס על ההבדלים בתכונות הכימיות בין מינרלים יקרי ערך ומינרלים גנגו. זוהי גישה יעילה לעיבוד חומרים מינרליים עקשן ומורכבים בדרגה נמוכה-, עדין-, וכן הסרת זיהומים מתרכיזים גסים שקשה-ל-טיפול בהם.
ההליכים הבסיסיים שלה כוללים צלייה, שטיפה של חומרים מינרליים, הפרדת נוזלים מוצקים-, טיהור תשטוף וייצור מוצרים סופיים. שיטה זו כוללת יכולת הסתגלות חזקה וביצועי הפרדה מצוינים, אך היא כרוכה בעלויות ייצור גבוהות יחסית.
מה זה מיון?
מיון היא שיטת עיבוד מינרלים. הוא מנצל את ההבדלים במאפיינים האופטיים של עפרות, מוליכות חשמלית, מגנטיות, רדיואקטיביות, כמו גם מאפייני ההשתקפות והבליעה שלהם תחת קרינה של קרניים שונות (כגון קרני גמא, קרני נויטרונים, קרני בטא, קרני X-, קרני אולטרה סגול, קרני אינפרא אדום וקרני רדיו). חלקיקים המסודרים בשכבה או קו בודד מתגלים בזה אחר זה. האותות הנרכשים מוגברים ומנתחים, ולאחר מכן משתמשים במפעילים הכוללים הפעלה ידנית, בלבולים אלקטרומגנטיים או אוויר בלחץ גבוה- כדי להפריד עפרות יקרות ערך מהגנגה (פסולת אבן).
שיטה זו מיושמת על הפרדה של גוש וחומרים גרגירים. הוא משמש בדרך כלל לריכוז מוקדם-, חיספוס וניקוי עפרות. נכון לעכשיו, המיון מאומץ לעיבוד מתכות ברזליות, מתכות לא-ברזליות, מתכות נדירות, מתכות יקרות, עפרות לא-מתכתיות, עפרות רדיואקטיביות, פחם, חומרי בניין, זרעים, מזון וחומרים אחרים.
מהו עיבוד מינרלים מיקרוביאליים?
עיבוד מינרלים מיקרוביאליים, הידוע גם כעיבוד מינרלים חיידקיים, משתמש בעיקר במיקרואורגניזמים כמו ברזל-חיידקים מחמצנים, חיידקים מחמצנים גופרית- וחיידקי סיליקט כדי להסיר ברזל, גופרית, סיליקון וחומרים אחרים מהמינרלים. חיידקים מחמצנים בברזל יכולים לחמצן ברזל, חיידקים מחמצנים גופרית- יכולים לחמצן גופרית, וחיידקי סיליקט יכולים להסיר סיליקון מבוקסיט באמצעות פירוק. מלבד דה-סולפוריזציה, דה-גיהוץ וסיליקוניזציה, שיטה זו מיושמת גם לשחזור נחושת, אורניום, קובלט, מנגן, זהב ומתכות אחרות.
מהו עיבוד מינרלים בשדה כוח משולב?
עיבוד מינרלים בשדה כוח משולב היא שיטת הפרדת מינרלים המשלבת שדה מגנטי, שדה כבידה, כוח ואן דר ואלס, כוח אלקטרוסטטי, אינטראקציה הידרופוביה וציפה. הוא מיישם שני עקרונות הפרדה או יותר בו זמנית. הטכניקות העיקריות כוללות הפרדת נוזלים מגנטית, הפרדת מיטה נוזלית בינונית צפופה באוויר, הפרדת צבירה מגנטית, הפרדת צבירה נפט, הפרדת מכונות ציפה-מגנטיות, הפרדת כבידה-מגנטית, הפרדת ציפה-מגנטית וציפה ציקלון.
מהו עיבוד מינרלים מיוחד?
עיבוד מינרלים מיוחדים מתייחס לשיטות עיבוד מינרלים מלבד הפרדת כבידה, הפרדה מגנטית, הפרדה חשמלית, ציפה, עיבוד מינרלים כימיים, מיון, עיבוד מינרלים מיקרוביאליים ועיבוד מינרלים משולבים בשדה כוח, כמו גם הטכנולוגיות המשולבות שלהם.
טכניקות עיקריות לעיבוד מינרלים כוללות ציפה מבוקרת אלקטרוכימית, הצפת הבזק, הפרדת צפיפות סלקטיבית, הפרדת צבירה, הצפת נשא, הצפת מיקרו-בועות, הפרדת חיכוך-ו-הפרדה, הפרדת זרם מערבולת, הצפת פני השטח, הפרדת נפט וציפת אירוסול.
מדדי עיבוד מינרלים
מהם מדדי עיבוד המינרלים הנפוצים?
מדדי עיבוד מינרלים משמשים להערכת יעילות ההפרדה ויכולת העיבוד של פעולות עיבוד מינרלים. בגיליונות זרימה של עיבוד מינרלים, המדדים הנפוצים כוללים תשואה, ציון, שיעור התאוששות, יחס ריכוז ויחס העשרה. המעבדות מיישמות בעיקר את שלושת המדדים הראשונים כדי לשקף את המאפיינים הכמותיים והאיכותיים של עפרות בעיבוד, כדי לקבוע את פוטנציאל הניצול התעשייתי שלהן.
מהי תשואה?
תשואה מתייחסת ליחס בין מסת המוצר למסת העפר הגולמית, מסומן בדרך כלל בסמל .
בייצור עיבוד מינרלים, ניתן למדוד את מסת העפרות הגולמיות המוזנות לתהליך באמצעות מאזני חגורה או מכשירי מדידה אחרים, בעוד שקילה ישירה של התרכיז היא קשה למדי. בדרך כלל, הרכזים משיגים את דרגת העפר הגולמי (א), דרגת התרכיז ( ) ודרגת הזנב (θ) באמצעות דגימה ובדיקה, ולאחר מכן מחשבים את תפוקת הרכז. באמצעות הנוסחה למטה.
מה זה ציון?
ציון מתייחס ליחס בין המסה של מתכות או רכיבים יקרי ערך במוצר לבין המסה הכוללת של המוצר, שבדרך כלל מתבטאת באחוזים. בְּדֶרֶך כְּלַל, מייצג רצת-של-דרגת עפרות שלי, עבור כיתה ריכוז וθעבור דרגת זנב.
מהו שיעור ההחלמה?
שיעור ההתאוששות מתייחס ליחס בין המסה של רכיבים יקרי ערך בתרכיז לזו בהרצה-של-עפרות מכרה. זה מסומן בדרך כלל על ידיε. ניתן לחשב את שיעור ההחלמה לפי הנוסחה הבאה:
שיעור השחזור של רכיבים יקרי ערך הוא אינדיקטור מרכזי להערכת היעילות של תהליכי הפרדה (או פעולות). שיעור התאוששות גבוה יותר פירושו רכיבים בעלי ערך רב יותר מוחזרים במהלך עיבוד מינרלים. לכן, בהנחה של הבטחת איכות התרכיז, יש לעשות כל מאמץ להעלות את שיעור ההחלמה של רכיבים יקרי ערך בעיבוד מינרלים.
מה יחס הריכוז?
יחס הריכוז מתייחס ליחס בין מסת העפר הגולמית למסת הרכז. הוא משמש לחישוב הטונה של עפר גולמי הנדרש לייצור טון אחד של תרכיז. זה מסומן בדרך כלל על ידי הסמלK.
מהו יחס ההעשרה?
יחס ההעשרה מתייחס ליחס בין דרגת תרכיז לדרגת עפרה גולמית, מסומן בדרך כלל על ידיE. מתבטא כE = / , הוא מציין כמה פעמים גדלה תכולת הרכיבים בעלי הערך בתרכיז בהשוואה לזו שבעפרה גולמית, כלומר מידת ההעשרה של רכיבים יקרי ערך במהלך עיבוד מינרלים.
מהי תפוקת עפרות גולמיות?
תפוקת עפרות גולמיות מתייחסת לכמות העפרות הגולמיות המוזנות למפעל לעיבוד מינרלים. מאזני חגורה מכניים ומאזני חגורה אלקטרוניים משמשים בדרך כלל למדידת תפוקת עפרות גולמיות. צמחים מסוימים גורפים בקביעות כמות קבועה של עפרה מסולם החגורה עם מגרדים לשקילה וחישוב. מכיוון שתהליכי מיון מוקדמים, שטיפה, הסרת הרזיה ותהליכים אחרים מאומצים לפני ההפרדה במפעלים מסוימים, הטונאז' של פסולת סלעים ממיון- מראש, עפרות מוסמכות וגלישה מפירוק כריכה ייכללו כולם בעת חישוב תפוקת העפר הגולמי.
מהי יכולת עיבוד העפרות היומית?
הנפח הממוצע של עפרות גולמיות המעובדות ליום עבודה במפעל לעיבוד מינרלים מוגדר כיכולת עיבוד העפרות היומית (t/d). זהו אינדיקטור המשקף את יכולת העיבוד של המפעל. נוסחת החישוב היא כדלקמן:
מהי תפוקת העבודה הפיזית הכוללת של מפעל לעיבוד מינרלים?
פריון העבודה הפיזי הכולל של מפעל לעיבוד מינרלים, נמדד בטון לאדם לחודש (רבעון או שנה), מתייחס לנפח הממוצע של עפרות גולמיות שעובדו על ידי כל עובד במפעל בתוך תקופה סטטיסטית. זהו אינדיקטור מקיף המשקף את רמת המיכון ויעילות העבודה של מפעל עיבוד המינרלים. שיטת החישוב הספציפית היא כדלקמן:
מהי פריון העבודה הפיזי של עובדי עיבוד מינרלים?
נמדד בטונות לנפש לחודש (רבעון או שנה), פריון העבודה הפיזי של עובדי עיבוד מינרלים מתייחס לכמות הממוצעת של עפרות גולמיות שעובדו על ידי כל עובד ייצור במפעל לעיבוד מינרלים במהלך התקופה הסטטיסטית. זהו אינדיקטור מקיף המשקף את רמת הציוד של המפעל ואת יעילות העבודה של עובדי עיבוד מינרלים. נוסחת החישוב היא כדלקמן:
כיצד מסווג קנה המידה של מפעל לעיבוד מינרלים?
קנה המידה של מפעל לעיבוד מינרלים מסווג בדרך כלל לפי תפוקת העפרות הגולמיות. תקני הסיווג שונים במקצת בין מפעלי עיבוד מינרלים לא-ברזליים וברזליים. הסיווג וסוגי קשקשי הצמחים מוצגים בטבלה 1-1.
