Editorii noștri vor examina ceea ce ați trimis și vor stabili dacă să revizuiți articolul.

britannica

Prelucrarea mineralelor, arta de a trata minereuri brute și produse minerale pentru a separa mineralele valoroase de stânca reziduală sau gangă. Este primul proces pe care îl suferă majoritatea minereurilor după extracție pentru a oferi un material mai concentrat pentru procedurile de metalurgie extractivă. Operațiunile principale sunt mărunțirea și concentrarea, dar există alte operații importante într-o fabrică modernă de prelucrare a mineralelor, inclusiv prelevarea de probe și analiza și deshidratarea. Toate aceste operațiuni sunt discutate în acest articol.

Eșantionare și analiză

Eșantionarea de rutină și analiza materiei prime care sunt prelucrate sunt întreprinse pentru a obține informațiile necesare pentru evaluarea economică a minereurilor și concentratelor. În plus, instalațiile moderne au sisteme de control complet automate care efectuează analiza în flux a materialului pe măsură ce acesta este procesat și efectuează ajustări în orice etapă pentru a produce cel mai bogat concentrat posibil la cel mai mic cost de funcționare posibil.

Prelevarea de probe

Eșantionarea este îndepărtarea dintr-un anumit lot de material, o porțiune care este reprezentativă pentru întreg, dar de dimensiuni convenabile pentru analiză. Se face fie manual, fie cu mașina. Eșantionarea manuală este de obicei costisitoare, lentă și inexactă, astfel încât este aplicată în general numai în cazul în care materialul nu este potrivit pentru eșantionarea cu mașină (minereu slab, de exemplu) sau în care mașinile fie nu sunt disponibile, fie sunt prea scumpe pentru instalare.

Sunt disponibile multe dispozitive de eșantionare diferite, inclusiv lopeți, eșantioane de țevi și eșantioane automate de mașini. Pentru ca aceste mașini de prelevare de probe să ofere o reprezentare exactă a întregului lot, cantitatea unei singure probe, numărul total de probe și tipul de probe prelevate sunt de o importanță decisivă. O serie de modele de eșantionare matematică au fost concepute pentru a ajunge la criteriile adecvate pentru eșantionare.

Analiză

După ce una sau mai multe probe sunt prelevate dintr-o cantitate de minereu care trece printr-un flux de material, cum ar fi o bandă transportoare, probele sunt reduse la cantități adecvate pentru analize ulterioare. Metodele analitice includ mărimea chimică, mineralogică și a particulelor.

Analiza chimica

Chiar înainte de secolul al XVI-lea, erau cunoscute scheme cuprinzătoare de testare (măsurare a valorii) minereurilor, folosind proceduri care nu diferă în mod material de cele utilizate în epoca modernă. Deși metodele convenționale de analiză chimică sunt utilizate astăzi pentru a detecta și estima cantitățile de elemente din minereuri și minerale, acestea sunt lente și nu sunt suficient de exacte, în special la concentrații scăzute, pentru a fi pe deplin adecvate pentru controlul procesului. În consecință, pentru a obține o eficiență mai mare, instrumentele analitice sofisticate sunt utilizate într-o măsură din ce în ce mai mare.

În spectroscopia de emisie, o descărcare electrică este stabilită între o pereche de electrozi, dintre care unul este realizat din materialul analizat. Descărcarea electrică vaporizează o porțiune a probei și excită elementele din probă pentru a emite spectre caracteristice. Detectarea și măsurarea lungimilor de undă și intensităților spectrelor de emisie dezvăluie identitățile și concentrațiile elementelor din eșantion.

În spectroscopia cu fluorescență cu raze X, o probă bombardată cu raze X emite radiații X fluorescente ale lungimilor de undă caracteristice elementelor sale. Cantitatea de radiații X emise este legată de concentrația elementelor individuale din eșantion. Sensibilitatea și precizia acestei metode sunt slabe pentru elementele cu număr atomic redus (adică puțini protoni din nucleu, cum ar fi borul și beriliul), dar pentru zgură, minereuri, sintere și pelete unde majoritatea elementelor se află în o gamă mai mare de numere atomice, ca în cazul aurului și plumbului, metoda a fost în general adecvată.

Analiza mineralogică

O separare reușită a unui mineral valoros de minereul său poate fi determinată prin testarea lichidului greu, în care o fracțiune de o singură dimensiune a minereului măcinat este suspendată într-un lichid cu greutate specifică ridicată. Particulele cu densitate mai mică decât lichidul rămân pe linia de plutire, în timp ce particulele mai dense se scufundă. Se pot produce mai multe fracțiuni diferite de particule cu aceeași densitate (și, prin urmare, o compoziție similară), iar componentele minerale valoroase pot fi apoi determinate prin analiza chimică sau prin analiza microscopică a secțiunilor lustruite.

Analiza dimensiunilor

Mineralele măcinate grosier pot fi clasificate în funcție de mărime, trecându-le prin site speciale sau ecrane, pentru care au fost acceptate diferite standarde naționale și internaționale. Un standard vechi (acum învechit) era Seria Tyler, în care ecranele de sârmă erau identificate după dimensiunea ochiurilor, măsurate în fire sau deschideri pe inch. Standardele moderne clasifică acum sitele în funcție de dimensiunea diafragmei, măsurată în milimetri sau micrometri (10-6 metri).

Particulele minerale mai mici de 50 micrometri pot fi clasificate prin diferite metode optice de măsurare, care utilizează raze de lumină sau laser de diferite frecvențe.

Pulverizare

Pentru a separa componentele valoroase ale unui minereu de roca reziduală, mineralele trebuie eliberate din starea lor de blocare fizică prin măcinare. De regulă, mărunțirea începe prin zdrobirea minereului sub o anumită dimensiune și se termină prin măcinarea acestuia în pulbere, a cărei finețe finală depinde de finețea diseminării mineralului dorit.

În vremurile primitive, zdrobitoarele erau pistoare și mortare mici, acționate manual, iar măcinarea se făcea cu pietre de moară transformate de bărbați, cai sau putere de apă. Astăzi, aceste procese se desfășoară în concasoare și mori mecanizate. În timp ce zdrobirea se face mai ales în condiții uscate, morile de măcinat pot fi acționate atât în ​​uscat, cât și în umed, predominând măcinarea umedă.

Zdrobitor

Unele minereuri apar în natură ca amestecuri de particule minerale discrete, cum ar fi aurul în straturile de pietriș și fluxurile și diamantele din mine. Aceste amestecuri necesită zdrobire mică sau deloc, deoarece valorile sunt recuperabile folosind alte tehnici (spargerea materialului de plasare în șaibe de bușteni, de exemplu). Cu toate acestea, majoritatea minereurilor sunt formate din mase de roci dure și dure care trebuie zdrobite înainte ca mineralele valoroase să poată fi eliberate.

Pentru a produce un material zdrobit adecvat pentru utilizare ca hrană a morii (100 la sută din bucăți trebuie să aibă mai puțin de 10 până la 14 milimetri sau 0,4 până la 0,6 inci în diametru), zdrobirea se face în etape. În etapa primară, dispozitivele utilizate sunt în mare parte zdrobitoare de maxilar cu deschideri de până la doi metri. Acestea zdrobesc minereul la mai puțin de 150 de milimetri, ceea ce este o dimensiune adecvată pentru a servi drept furaj pentru etapa de strivire secundară. În această etapă, minereul este zdrobit în concasoare de con până la mai puțin de 10 până la 15 milimetri. Acest material este alimentarea morii de măcinare.

Măcinare

În această etapă a procesului, materialul zdrobit poate fi dezintegrat în continuare într-o moară de cilindri, care este un container cilindric construit la raporturi variabile lungime-diametru, montat cu axa substanțial orizontală și parțial umplut cu corpuri de măcinare (de exemplu, pietre de silex), bile de fier sau de oțel) care sunt cauzate să cadă, sub influența gravitației, prin rotirea containerului.

O dezvoltare specială este moara autogenă sau semiautogenă. Morile autogene funcționează fără corpuri de măcinat; în schimb, partea mai grosieră a minereului se macină pur și simplu și fracțiile mai mici. La morile semiautogene (care s-au răspândit), se adaugă 5 până la 10% corpuri de măcinare (de obicei sfere metalice).

Zdrobire/măcinare

O altă dezvoltare, care combină procesele de zdrobire și măcinare, este concasorul cu role. Acesta constă în esență din doi cilindri montați pe arbori orizontali și conduși în direcții opuse. Cilindrii sunt presați împreună sub presiune ridicată, astfel încât să se producă mărunțirea în patul material între ele.