Definisi dan klasifikasi proses benefisiasi secara lengkap: ilmu dan seni mengubah bijih menjadi konsentrat

Abstrak: Proses benefisiasi adalah jembatan utama antara bijih alam dan bahan industri. Tujuan dari artikel ini adalah untuk menganalisis secara mendalam definisi proses benefisiasi, tujuan utama dan klasifikasi sistematisnya, untuk memberi Anda pemahaman yang komprehensif tentang ilmu dan seni "menghilangkan kekasaran dan mengekstraksi esensi" sumber daya mineral.

Pertama, definisi dan tujuan inti dari teknologi pengolahan mineral

1. Apa itu teknologi pengolahan mineral?

Proses benefisiasi, juga dikenal sebagai pengolahan mineral, adalah serangkaian proses rekayasa berdasarkan prinsip-prinsip fisika atau kimia. Tujuan mendasarnya adalah untuk memisahkan mineral yang berguna dari urat-urat yang tidak diinginkan (batuan buangan) di dalam bijih yang ditambang dan memperkayanya menjadi produk konsentrat bermutu tinggi, sekaligus memaksimalkan pemulihan elemen-elemen yang berharga.

Anda dapat menganggapnya sebagai "kencan buta mineral" yang canggih: metode khusus digunakan untuk menyatukan mineral-mineral bermanfaat yang "saling mencintai" (bersifat serupa), sementara pengotor kalkopirit yang "tidak pada tempatnya" disatukan. Pengotor kalkopirit yang "tidak pada tempatnya" diundang keluar dari pertemuan.

2. Tujuan utama dari proses pemurnian

• Pengayaan dan pemurnian: Secara signifikan meningkatkan kandungan (kadar) mineral yang berguna untuk memenuhi persyaratan peleburan atau aplikasi industri selanjutnya. Sebagai contoh, kadar bijih tembaga yang ditambang mungkin serendah 0,5 persen, namun setelah dilakukan pemurnian, kadar konsentrat tembaga dapat ditingkatkan menjadi lebih dari 20 persen.

• Pemisahan dan Pemulihan: Memisahkan beberapa mineral yang berguna satu sama lain dan memperkaya serta memulihkan masing-masing mineral tersebut untuk mencapai pemanfaatan sumber daya yang komprehensif. Sebagai contoh, konsentrat timbal dan seng dipisahkan dari bijih timbal dan seng.

• Menghilangkan pengotor yang berbahaya: menghilangkan unsur-unsur yang berbahaya bagi peleburan atau kinerja produk selanjutnya, seperti fosfor, sulfur, arsenik, dll.

• Persiapan untuk proses selanjutnya: Menyediakan bahan baku dengan spesifikasi yang seragam dan komposisi yang stabil bagi industri hilir seperti industri peleburan dan industri kimia.

• Ekonomi dan perlindungan lingkungan: melalui pra-limbah, secara signifikan mengurangi jumlah transportasi dan peleburan, mengurangi biaya keseluruhan; pada saat yang sama, pengolahan tailing terpusat, mengurangi dampak terhadap lingkungan.

Kedua, klasifikasi sistematis proses pengolahan mineral

Proses benefisiasi diklasifikasikan dalam berbagai cara, intinya dibagi menurut prinsip yang menjadi dasar pemisahan. Terutama dapat dibagi menjadi metode benefisiasi fisik, metode benefisiasi fisik dan kimia dan metode benefisiasi kimia tiga sistem.

(A) metode manfaat fisik

Terutama didasarkan pada sifat fisik mineral (seperti kepadatan, kemagnetan, sifat listrik, warna, dll.) Perbedaan penyortiran, prosesnya tidak mengubah komposisi kimiawi mineral.

1. Metode pemisahan gravitasi

• Prinsip pemisahan: penggunaan partikel mineral yang berbeda antara perbedaan kepadatan dalam media fluida (air atau udara) dalam keadaan gerak yang berbeda (seperti kecepatan pengendapan yang berbeda) untuk pemilahan.

• Proses dan peralatan utama:

  • Jigging: dalam pengangkatan vertikal aliran air kecepatan variabel, sehingga lapisan mineral longgar, sesuai dengan kepadatan stratifikasi.

  • Manfaat meja gemetar: dalam gerakan bolak-balik asimetris tempat tidur, penggunaan air dan getaran mekanis dari efek gabungan mineral sesuai dengan kepadatan dan pita ukuran partikel.

  • Manfaat saluran spiral: aliran bubur dalam saluran spiral, dalam gaya sentrifugal, gravitasi, gesekan di bawah aksi bersama dari kepadatan partikel mineral yang berbeda untuk mencapai pemisahan.

  • Konsentrator sentrifugal: Menggunakan medan gaya sentrifugal yang kuat untuk memperkuat pemulihan mineral berat dalam ukuran partikel mikro-halus.

• Mineral yang berlaku: emas, timah, tungsten, timbal, seng, besi, mangan, batu bara, dan mineral lain dengan perbedaan kepadatan yang signifikan.

2. Pemisahan magnetik

• Prinsip pemisahan: menggunakan perbedaan sifat magnetik antara partikel mineral, dalam medan magnet yang tidak rata dengan gaya magnet yang berbeda, untuk mencapai pemisahan.

• Klasifikasi:

  • Pemisahan magnetik medan magnet lemah: untuk mineral magnetik yang kuat (seperti magnetit).

  • Pemisahan magnetik medan magnet yang kuat: digunakan untuk mineral magnetik lemah (seperti hematit, ilmenit, bijih mangan).

  • Pemisahan magnetik gradien tinggi: dapat memisahkan mineral magnetik lemah berbutir sangat halus.

• Mineral yang berlaku: magnetit, ilmenit, bijih tantalum-niobium, dll., Juga banyak digunakan dalam kuarsa, feldspar, dan mineral non-logam lainnya selain pemurnian besi.

3. Metode pemisahan elektrostatik

• Prinsip pemisahan: penggunaan mineral dalam sifat listrik (konduktivitas, konstanta dielektrik) pada perbedaan medan listrik tegangan tinggi oleh gaya listrik yang berbeda untuk pemisahan.

• Mineral yang dapat digunakan: Umumnya digunakan dalam pemisahan scheelite dan cassiterite, pemilahan bijih titanium zirkon, pemilahan berlian, dll. 4.

4. Metode penerima manfaat fotolistrik / metode penyortiran

• Prinsip Penyortiran: Dengan menggunakan perbedaan sifat optik (warna, reflektifitas, fluoresensi, transmitansi sinar-X, dll.) mineral di permukaan, sensor mendeteksi dan menginstruksikan aktuator (seperti senapan angin bertekanan tinggi) untuk meledakkan partikel mineral target.

• Mineral yang dapat digunakan: berlian, batu mulia, limbah pra-pemolesan bijih, dari bijih untuk menghilangkan potongan-potongan besar batuan buangan.

(ii) Pemurnian fisika-kimia (flotasi)

Ini adalah yang paling banyak digunakan, salah satu metode pemurnian yang paling penting, proses pemilahan melibatkan aksi fisik dan aksi kimia permukaan.

• Prinsip pemisahan: penggunaan partikel mineral pada permukaan hidrofobisitas dari perbedaan sifat fisik dan kimia. Hidrofobisitas mineral yang berguna secara selektif ditingkatkan dengan penambahan bahan kimia flotasi. Dalam bubur yang diangin-anginkan, partikel mineral hidrofobik dapat menempel pada gelembung udara dan kemudian mengapung ke permukaan bubur untuk membentuk lapisan busa, yang dikikis dan dikumpulkan; sedangkan partikel vena hidrofilik tetap berada di dalam bubur.

• Elemen Kunci:

  • Bahan perangkap: Secara selektif menyerap ke permukaan mineral target, membuatnya hidrofobik.

  • Bahan pembusa : Mempromosikan pembentukan gelembung berukuran sedang yang stabil dalam bubur.

  • Bahan peny esuai : Menyesuaikan sifat permukaan mineral dan lingkungan kimiawi bubur untuk meningkatkan selektivitas penyortiran.

• Mineral yang dapat digunakan: sebagian besar logam non-besi (tembaga, timbal, seng, molibdenum, nikel), logam mulia langka, mineral sulfida, dan bijih non-logam seperti grafit, apatit, fluorit. Berbagai macam mineral yang ditangani, sehingga telah menjadi "kartu truf" dari proses pemurnian.

(C) metode benefisiasi kimiawi

Ketika mineral yang tertanam dalam ukuran partikel yang sangat halus atau sifat fisik yang sangat mirip, perlu menggunakan reaksi kimia untuk memisahkan dan mengekstrak.

• Prinsip pemisahan: penggunaan mineral dalam sifat kimiawi yang berbeda, melalui pelarut kimiawi (zat pelindian) dan reaksi bijih, komponen berharga dalam bentuk ion dilarutkan ke dalam larutan, dan kemudian dari larutan tersebut akan diperoleh kembali.

• Proses utama:

  • Pelindian : Penggunaan pelarut seperti asam, alkali, dan garam untuk melarutkan logam target (misalnya, pelindian emas dengan sianida, tembaga oksida dengan asam sulfat).

  • Pengendapan/Penggantian: Logam diendapkan dari larutan pelindian dengan penggantian bahan kimia atau penyesuaian pH.

  • Ekstraksi pelarut-elektrowinning: Pengayaan selektif ion logam dalam larutan menggunakan pelarut organik, diikuti dengan elektrolisis pada katoda untuk mengendapkan logam dengan kemurnian tinggi (misalnya proses SX-EW untuk tembaga).

  • Pemanggangan : Mengubah komposisi kimiawi bijih pada suhu tinggi agar lebih sesuai untuk pemrosesan selanjutnya (misalnya, memanggang hematit yang sulit dipilih menjadi magnetit yang mudah dipilih).

• Mineral yang dapat digunakan: tembaga oksida, emas, uranium, bauksit, dan sebagainya.

Ketiga, proses pemurnian yang khas

Pabrik pengolahan mineral modern yang lengkap biasanya merupakan kombinasi optimal dari metode-metode di atas untuk membentuk sistem yang sinergis dan efisien. Proses yang biasa dilakukan meliputi:

1. Persiapan: Penghancuran dan penyaringan - menghancurkan bijih mentah ke ukuran yang sesuai untuk pemisahan.

2. Penyortiran: Penggilingan dan Klasifikasi - produk yang dihancurkan digiling hingga mencapai ukuran di mana mineral dipisahkan dari monomer dan sirkuit tertutup dibentuk dengan pengklasifikasi. Ini diikuti dengan proses pemilahan utama (pemilihan ulang, pemisahan magnetik, pengapungan atau kombinasi dari proses-proses ini).

3. Pengolahan produk: Pengentalan, penyaringan, pengeringan - pengeringan konsentrat untuk mendapatkan produk padat untuk pengangkutan dan penyimpanan. Pembuangan tailing secara aman juga dilakukan.

Pengolahan mineral merupakan disiplin ilmu yang kompleks dan mendalam, yang mengintegrasikan geologi, fisika, kimia, mekanika fluida, dan ilmu material. Tidak ada proses "satu ukuran untuk semua" yang dapat menangani semua bijih, dan solusi pemurnian yang berhasil pasti didasarkan pada pemahaman yang mendalam mengenai sifat bijih, penerapan berbagai prinsip proses secara fleksibel, dan dengan demikian merancang solusi teknis dan ekonomis yang terbaik. Ini adalah teknologi inti utama yang memastikan penggunaan sumber daya mineral secara efisien dan bersih dan pada akhirnya mengubahnya menjadi kekayaan sosial.