Обогащение - Beneficiation

в добыча полезных ископаемых промышленность или добывающая металлургия, обогащение любой процесс, который улучшает (приносит пользу) экономическая ценность руды путем удаления порода минералы, в результате получается продукт более высокого качества (концентрировать ) и поток отходов (хвосты ). Существует множество различных типов обогащения, на каждом этапе которых происходит обогащение исходной руды.


История

Обогащение железом было очевидным с 800 г. до н.э. в Китае с использованием цветущий.[1] Блумеры - это первоначальная форма плавки, позволяющая разводить огонь настолько горячим, что оксиды плавятся в жидкость, которая отделяется от железа. Хотя цветение было быстро прекращено с изобретением доменная печь, до начала второго тысячелетия на него все еще сильно полагались в Африке и Европе. Доменная печь стала следующим шагом в плавка железо, которое произвело чугун.[2] Первые доменные печи в Европе появились в начале 1200-х годов в Швеции и Бельгии, а не до конца 1400-х годов в Англии. Чугун, полученный из доменной печи, содержит большое количество углерода, что делает его твердым и хрупким, что затрудняет работу с ним. В 1856 г. Бессемеровский процесс был изобретен, который превращал хрупкий чугун в сталь, более ковкий металл.[2] С тех пор было изобретено множество различных технологий для замены бессемеровского процесса, например электродуговая печь, кислородное производство стали, и железо прямого восстановления (DRI).[3]

Для сульфидных руд применяется другой процесс обогащения. Перед началом плавки из руды необходимо удалить серу. Жарка Это основной метод разделения, при котором древесину кладут на груды руды и поджигают, чтобы помочь с окислением.[4][5]

2 Cu2S + 3 О2 → 2 Cu2O + 2 SO2

Самые ранние методы обжарки проводились на открытом воздухе, что позволяло большим облакам диоксида серы разноситься над землей, нанося серьезный ущерб окружающим экосистемам, как водным, так и наземным. Облака диоксида серы в сочетании с местной вырубкой лесов для получения древесины, необходимой для обжига, наносят серьезный ущерб окружающей среде,[4] как показано на Садбери, Онтарио и Инко Суперстек.[5]

Типы разделения

Дезагрегирование

Обогащение может начаться в самой шахте. На большинстве рудников дробилка находится внутри самой шахты, где происходит разделение руды и пустой породы и, как побочный эффект, становится легче транспортировать. После дробилки руда проходит через измельчитель или мельницу, чтобы измельчить руду в мелкие частицы. Разделение плотной среды (DMS) используется для дальнейшего отделения желаемой руды от горных пород и жильных минералов. Это расслоит измельченный заполнитель по плотности, облегчая разделение. Там, где DMS возникает в процессе, может быть важным, измельчители или мельницы будут обрабатывать гораздо меньше пустой породы, если DMS произойдет заранее. Это снизит износ оборудования, а также эксплуатационные расходы, так как пропускаемый объем будет меньше.[6]

Физическое разделение

После стадии измельчения руду можно дополнительно отделить от породы. Одним из способов достижения этого является использование физических свойств руды для отделения ее от остальной породы. Эти процессы гравитационное разделение, флотация и магнитная сепарация. Гравитационная сепарация использует центробежные силы и удельный вес руды и пустой породы для их разделения.[7] Магнитная сепарация используется для отделения магнитной пустой породы от желаемой руды или, наоборот, для удаления магнитной целевой руды из немагнитной пустой породы.[8] DMS также считается физическим разделением.

Химическое разделение

При разделении некоторых физических свойств руды нельзя полагаться на то, что для отделения руды от породы используются химические процессы. Пенная флотация, выщелачивание, и электровыделение являются наиболее распространенными видами химического разделения. Пенная флотация использует гидрофобные и гидрофильные свойства для отделения руды от пустой породы. Гидрофобные частицы поднимутся на верхнюю часть раствора, который нужно снять.[9][10] Изменения pH в растворе могут повлиять на то, какие частицы будут гидрофильными. Выщелачивание работает путем растворения желаемой руды в растворе из породы.[11] Электролитическое извлечение не является основным методом разделения, но требуется для извлечения руды из раствора после выщелачивания.

Примеры кейсов

В случае золота, после адсорбции на угле, его помещают в раствор гидроксида натрия и цианида. В растворе золото вытягивается из углерода и попадает в раствор. Ионы золота удаляются из раствора на стальных катодах из электролизера. Затем золото идет на переплавку.[11]

Литий трудно отделить от пустой породы из-за сходства минералов. Для отделения лития используются как физические, так и химические методы разделения. Используется первая пенная флотация. Из-за сходства в минералогии полное разделение после флотации не происходит. Пустые породы, которые обнаруживаются с литием после флотации, часто содержат железо. Концентрат флотации проходит магнитную сепарацию для удаления магнитной примеси из немагнитного лития.[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вагнер, Дональд Б. (1999). «Самое раннее использование железа в Китае». Металлы в древности: 1–9 - через Оксфорд: Археопресс.
  2. ^ а б Вагнер, Дональд Б. (2008). «Наука и цивилизация в Китае, том 5-11». Черная металлургия - через Cambridge University Press.
  3. ^ «Вторичное производство стали: принципы и применение». CRC Press. Получено 2020-04-08.
  4. ^ а б Гринвуд, Норман Н. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-08-037941-8.
  5. ^ а б "Фотоистория стрессовой среды Садбери". users.vianet.ca. Получено 2020-04-08.
  6. ^ Халдар, С. (2017). Платино-никель-хромовые месторождения. Elsevier Inc. ISBN  978-0-12-802041-8.
  7. ^ Фалконер, Эндрю (2003). «РАЗДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕСТИ: СТАРАЯ ТЕХНИКА / НОВЫЕ МЕТОДЫ» (PDF). Физическое разделение в науке и технике. 12: 31–48. Дои:10.1080/1478647031000104293.
  8. ^ Ю, Цзянвэнь (2017). «Обогащение мелочи железной руды обжигом намагничивания и магнитной сепарацией». Международный журнал по переработке полезных ископаемых. 168: 102–108. Дои:10.1016 / j.minpro.2017.09.012.
  9. ^ «Введение в переработку полезных ископаемых: пенная флотация». Получено 2 сентября, 2017.
  10. ^ Рамачандра Рао, С. (2006). «Физические и физико-химические процессы». Серия управления отходами. 7: 35–69. Дои:10.1016 / S0713-2743 (06) 80088-7. ISBN  9780080451312 - через Enslevier.
  11. ^ а б Vinal, J .; Juan, E .; Руис, М .; Ferrando, E .; Cruells, M .; Roca, A .; Касадо, Дж. (2006). «Выщелачивание золота и палладия водным озоном в разбавленных хлоридных средах». Гидрометаллургия. 81 (2): 142–151. Дои:10.1016 / j.hydromet.2005.12.004 - через Elsevier Science Direct.
  12. ^ тадесс, Богале; Макуэй, Фиделе; Альбиянич, Борис; Дайер, Лоуренс (2019). «Обогащение литиевых минералов из твердых горных пород: обзор». Минерал Инжиниринг. 131: 170–184. Дои:10.1016 / j.mineng.2018.11.023.

дальнейшее чтение