Karibu metali zote na vifaa vingine vya isokaboni ambavyo vimetumiwa hutokea kama misombo ambayo hufanyiza madini ambayo hufanyiza ganda la dunia. Nguvu na michakato ambayo imeunda uso wa dunia imelimbikiza madini haya kwa viwango tofauti sana. Wakati mkusanyiko huu ni mkubwa vya kutosha ili madini yaweze kunyonywa na kurejeshwa kiuchumi, amana hurejelewa kama ore au orebody. Hata hivyo, hata hivyo madini hayapatikani kwa kawaida katika fomu na usafi muhimu kwa usindikaji wa haraka kwa bidhaa ya mwisho inayotakiwa. Katika kazi yake ya karne ya kumi na sita juu ya usindikaji wa madini, Agricola (1950) aliandika: "Kwa kawaida asili hutengeneza metali katika hali chafu, ikichanganywa na udongo, mawe, na juisi zilizoimarishwa, ni muhimu kutenganisha uchafu mwingi kutoka kwa madini mbali mbali. iwe, kabla hazijayeyushwa.”

Madini yenye thamani lazima kwanza yatenganishwe na yale yasiyo na thamani ya kibiashara, ambayo huitwa gangue. Usindikaji wa madini unarejelea matibabu haya ya awali ya nyenzo za kuchimbwa ili kutoa mkusanyiko wa madini wa kiwango cha juu cha kutosha ili kuchakatwa kwa kuridhisha zaidi kwa chuma safi au bidhaa nyingine ya mwisho. Sifa tofauti za madini zinazounda madini hayo hutumiwa kuzitenganisha kutoka kwa kila mmoja kwa mbinu mbalimbali za kimaumbile ambazo kwa ujumla huacha utungaji wa kemikali ya madini hayo bila kubadilika. (Usindikaji wa makaa ya mawe unajadiliwa haswa katika kifungu "Maandalizi ya makaa ya mawe")

Kusagwa na Kusaga

Saizi ya chembe ya nyenzo inayofika kwenye kiwanda cha usindikaji itategemea operesheni ya uchimbaji iliyoajiriwa na aina ya madini, lakini itakuwa kubwa kiasi. Utekelezaji, upunguzaji unaoendelea wa saizi ya chembe ya ore bonge, unafanywa kwa sababu mbili: kupunguza nyenzo kwa saizi inayofaa zaidi na kukomboa sehemu muhimu kutoka kwa taka kama hatua ya kwanza kuelekea utengano wake mzuri na urejeshaji. Katika mazoezi, comminution kawaida hujumuisha kusagwa kwa nyenzo za ukubwa mkubwa, ikifuatiwa na kuvunjika kwa nyenzo kwa saizi nzuri zaidi kwa kuitupa kwenye vinu vya chuma vinavyozunguka.

Kusagwa

Haiwezekani kuendelea kutoka kwa uvimbe mkubwa hadi nyenzo nzuri katika operesheni moja au kutumia mashine moja. Kusagwa hivyo kwa kawaida ni operesheni kavu ambayo kwa kawaida hufanyika katika hatua ambazo zimebainishwa kuwa za msingi, za upili na za juu.

Vipuli vya msingi hupunguza madini kutoka kwa kitu chochote kikubwa kama 1.5 m hadi 100 hadi 200 mm. Mashine kama vile taya na vipondaji vya gyratory hutumia nguvu ya kuvunjika kwa chembe kubwa, na kuvunja ore kwa kukandamiza.

Katika kiponda taya, madini huanguka kwenye nafasi yenye umbo la kabari kati ya sahani ya kusagwa isiyobadilika na inayosonga. Nyenzo huchujwa na kubanwa hadi ipasuke na kutolewa na kukatwa tena chini huku taya zikifunguka na kuziba, hadi hatimaye itoke kupitia mwanya uliowekwa chini.

Katika mashine ya kusaga, kusokota kwa muda mrefu hubeba kipengee kizito, ngumu cha chuma cha kusaga ambacho husogezwa kwa siri na mshipa wa chini wa kuzaa ndani ya chemba au ganda la kusaga. Mwendo wa jamaa wa nyuso za kusagwa hutolewa na gyration ya koni iliyowekwa eccentrically dhidi ya chumba cha nje. Kawaida mashine hii hutumiwa ambapo uwezo wa juu wa upitishaji unahitajika.

Kusagwa kwa sekondari hupunguza ukubwa wa chembe hadi 5 hadi 20 mm. Vipuli vya koni, rolls na mill ya nyundo ni mifano ya vifaa vilivyotumika. Kisagaji cha koni ni kipondaji kilichorekebishwa na spindle fupi ambayo haijasimamishwa, lakini inayoungwa mkono kwa kuzaa chini ya kichwa. Kisagaji cha roli huwa na mitungi miwili ya mlalo inayozunguka kuelekea kila mmoja, roli zinazochora madini hayo kwenye pengo kati yao na baada ya nip moja kutoa bidhaa. Kinu cha nyundo ni kinu cha kawaida cha kusaga. Comminution ni kwa athari ya makofi makali yanayotumiwa kwa kasi ya juu na nyundo zilizounganishwa na rotor ndani ya nafasi ya kazi.

kusaga

Kusaga, hatua ya mwisho ya kuendelea, hufanywa katika vyombo vinavyozunguka vya chuma vya silinda vinavyojulikana kama vinu vinavyoporomoka. Hapa chembe za madini hupunguzwa hadi kati ya 10 na 300 μm. Chombo cha kusagia, kama vile mipira ya chuma, vijiti au kokoto (mabonge ya madini yenye ukubwa wa awali zaidi ya malisho mengi ya nyenzo), huongezwa kwenye kinu ili madini yavunjwe hadi saizi inayohitajika. Matumizi ya kokoto huitwa kusaga otomatiki. Ambapo aina ya ore inafaa, milling ya kukimbia-ya-mgodi (ROM) inaweza kutumika. Katika aina hii ya kusaga kienyeji mkondo mzima wa madini kutoka mgodini hulishwa moja kwa moja hadi kwenye kinu bila kusagwa kabla, uvimbe mkubwa wa madini hutumika kama chombo cha kusaga.

Kinu kwa ujumla hupakiwa ore iliyosagwa na kusaga hadi chini ya nusu tu. Uchunguzi umeonyesha kuwa uvunjaji unaozalishwa na kusaga ni mchanganyiko wa athari na abrasion. Mishipa ya kusaga hutumiwa kulinda ganda la kinu lisichakae na, kwa muundo wao, kupunguza mtelezo wa vyombo vya kusaga na kuboresha sehemu ya kuinua na kuathiri ya kusaga.

Kuna saizi kamili ambayo ore lazima iwe msingi kwa utenganisho mzuri na urejeshaji wa sehemu muhimu. Kusaga kunasababisha ukombozi usio kamili na ahueni duni. Kusaga kupita kiasi huongeza ugumu wa kujitenga, badala ya kutumia ziada ya nishati ya gharama kubwa.

Kutenganisha kwa ukubwa

Baada ya kusagwa na kusaga, bidhaa kawaida hutenganishwa kulingana na saizi yao. Madhumuni ya kimsingi ni kutoa malisho ya ukubwa unaofaa kwa matibabu zaidi. Nyenzo za ukubwa wa ziada hurejeshwa kwa kupunguzwa zaidi.

Skrini

Uchunguzi kwa ujumla hutumiwa kwa nyenzo zisizo ngumu. Inaweza pia kutumiwa kutoa saizi ya mlisho inayolingana kwa ajili ya uendeshaji unaofuata ambapo hii inahitajika. Grizzly ni msururu wa pau nzito sambamba zilizowekwa katika fremu inayoonyesha nyenzo mbaya sana. Trommel ni skrini ya silinda inayozunguka. Kwa kutumia idadi ya sehemu za skrini za ukubwa tofauti, bidhaa kadhaa za ukubwa zinaweza kuzalishwa kwa wakati mmoja. Aina mbalimbali za skrini na mchanganyiko wa skrini zinaweza kutumika.

Waainishaji

Uainishaji ni mgawanyo wa chembe kulingana na kasi yao ya kutua katika umajimaji. Tofauti katika wiani, ukubwa na sura hutumiwa kwa ufanisi. Viainisho hutumiwa kutenganisha nyenzo mbaya na laini, na hivyo kugawanya usambazaji wa saizi kubwa. Programu ya kawaida ni kudhibiti operesheni ya kusaga iliyofungwa. Ingawa utenganisho wa saizi ndio lengo kuu, utengano fulani kwa aina ya madini kawaida hufanyika kwa sababu ya tofauti za wiani.

Katika uainishaji wa ond, utaratibu wa reki huinua mchanga mwembamba kutoka kwenye kidimbwi cha tope ili kutoa bidhaa safi isiyo na utelezi.

Hydrocyclone hutumia nguvu ya katikati ili kuharakisha viwango vya kutulia na kutoa utengano mzuri wa chembe za saizi nzuri. Kusimamishwa kwa tope huletwa kwa kasi ya juu kwa tangentially kwenye chombo cha umbo la conical. Kwa sababu ya mwendo wa kuzunguka, chembe za kutulia kwa kasi, kubwa na nzito zaidi husogea kuelekea ukuta wa nje, ambapo kasi iko chini, na kutua chini, wakati chembe nyepesi na ndogo zaidi zikielekea eneo la shinikizo la chini kwenye mhimili, mahali zilipo. kubebwa juu.

Kutengana kwa Mkusanyiko

Utenganishaji wa ukolezi unahitaji chembe kutofautishwa kuwa aidha zile za madini ya thamani au chembe za gangue na utenganisho wao mzuri kuwa mkusanyiko na bidhaa ya mkia. Lengo ni kufikia kiwango cha juu zaidi cha urejeshaji wa madini yenye thamani katika daraja linalokubalika kwa usindikaji au mauzo zaidi.

Upangaji wa madini

Njia ya kale na rahisi zaidi ya mkusanyiko ni uteuzi wa chembe za kuibua na kuondolewa kwao kwa mkono. Kupanga kwa mikono kuna visawa vyake vya kisasa katika njia kadhaa za kielektroniki. Katika njia za fotometri, utambuzi wa chembe unategemea tofauti katika uakisi wa madini tofauti. Mlipuko wa hewa iliyoshinikizwa huwashwa ili kuziondoa kutoka kwa ukanda wa nyenzo unaosonga. Upitishaji tofauti wa madini tofauti unaweza kutumika kwa njia sawa.

Utengano mzito wa kati

Utengano mzito wa kati au mnene wa kati ni mchakato ambao unategemea tu tofauti ya wiani kati ya madini. Inahusisha kuingiza mchanganyiko kwenye kioevu chenye msongamano kati ya madini mawili yanayopaswa kutenganishwa, madini nyepesi kisha kuelea na sinki nzito zaidi. Katika baadhi ya michakato hutumika kwa mkusanyiko wa awali wa madini kabla ya kusaga mwisho na mara nyingi hutumika kama hatua ya kusafisha katika utayarishaji wa makaa ya mawe.

Vimiminika vizito vya kikaboni kama vile tetrabromoethane, ambayo ina msongamano wa 2.96, hutumiwa katika matumizi fulani, lakini kwa kiwango cha kibiashara kusimamishwa kwa vitu vikali vya kusagwa laini ambavyo vinafanya kazi kama vimiminika vya Newtonian kwa ujumla hutumiwa. Mifano ya nyenzo zinazotumiwa ni magnetite na ferrosilicon. Hizi huunda viscosity ya chini, inert na imara "maji" na hutolewa kwa urahisi kutoka kwa kusimamishwa kwa magnetic.

mvuto

Michakato ya asili ya kutenganisha kama vile mifumo ya mito imetoa amana za mahali ambapo chembe nzito zaidi zimetenganishwa na ndogo zaidi. Mbinu za mvuto huiga michakato hii ya asili. Kutengana kunaletwa na harakati ya chembe kwa kukabiliana na nguvu ya mvuto na upinzani unaofanywa na maji ambayo utengano hufanyika.

Kwa miaka mingi, aina nyingi za kutenganisha mvuto zimetengenezwa, na matumizi yao ya kuendelea yanashuhudia ufanisi wa gharama ya aina hii ya kujitenga.

Ndani ya jig kitanda cha chembe za madini huletwa ndani ya kusimamishwa ("fluidized") na mkondo wa maji wa pulsating. Maji yanaporudi nyuma kati ya kila mzunguko, chembe mnene huanguka chini ya zile mnene kidogo na wakati wa kutoa chembe ndogo, na chembe ndogo zaidi nyembamba, hupenya kati ya nafasi kati ya chembe kubwa na kutua chini kitandani. Wakati mzunguko unarudiwa, kiwango cha kujitenga kinaongezeka.

Kutetereka meza kutibu nyenzo bora kuliko jigs. Jedwali lina uso wa gorofa ambao umeelekezwa kidogo kutoka mbele kwenda nyuma na kutoka mwisho mmoja hadi mwingine. Riffles za mbao hugawanya meza kwa longitudinal katika pembe za kulia. Kulisha huingia kwenye makali ya juu, na chembe huchukuliwa chini na mtiririko wa maji. Wakati huo huo wanakabiliwa na vibrations asymmetrical pamoja na mhimili wa longitudinal au usawa. Chembe mnene ambazo huwa zinanaswa nyuma ya riffle huchanganyika kwenye jedwali na mitetemo.

Mgawanyiko wa sumaku

Nyenzo zote huathiriwa na uga wa sumaku, ingawa kwa wengi athari ni kidogo sana kutambuliwa. Hata hivyo, ikiwa moja ya vipengele vya madini vya mchanganyiko vina uwezekano wa kutosha wa sumaku, hii inaweza kutumika kuitenganisha na wengine. Vitenganishi vya sumaku vimeainishwa katika mashine za nguvu ya chini na ya juu, na zaidi katika vitenganishi vya chakula kavu na mvua.

Kitenganishi cha aina ya ngoma kina ngoma isiyo na sumaku inayozunguka iliyo ndani ya sumaku zake zisizohamishika za ganda la polarity zinazopishana. Chembe za sumaku huvutiwa na sumaku, zimefungwa kwenye ngoma na kupitishwa nje ya uwanja wa sumaku. Kitenganishi chenye unyevunyevu wa kiwango cha juu (WHIMS) cha aina ya jukwa kinajumuisha matrix inayozunguka ya mipira ya chuma ambayo hupitia sumaku-umeme yenye nguvu. Mabaki yaliyoteleza hutiwa ndani ya tumbo ambapo sumaku-umeme hufanya kazi, na chembe za sumaku huvutiwa kwenye matrix yenye sumaku huku wingi wa tope chujio ukipitia na kutoka kupitia gridi ya msingi. Punde tu ya sumaku-umeme, shamba limebadilishwa na mkondo wa maji hutumiwa kuondoa sehemu ya sumaku.

Mgawanyiko wa kielektroniki

Utenganisho wa kielektroniki, mara moja uliyotumiwa kawaida, ulihamishwa kwa kiwango kikubwa na ujio wa kuelea. Hata hivyo, inatumika kwa mafanikio kwa idadi ndogo ya madini, kama vile rutile, ambayo njia nyingine huonekana kuwa ngumu na ambapo upitishaji wa madini hufanya utengano wa kielektroniki uwezekane.

Njia hiyo hutumia tofauti katika conductivity ya umeme ya madini tofauti. Kulisha kavu hupelekwa kwenye uwanja wa elektrodi ya ionizing ambapo chembe hushtakiwa kwa bombardment ya ioni. Chembe zinazoendesha hupoteza kwa kasi malipo haya kwa rotor ya msingi na hutupwa kutoka kwa rotor kwa nguvu ya centrifugal. Wasio kondakta hupoteza chaji yao polepole zaidi, hubakia kung'ang'ania kondakta wa dunia kwa nguvu za kielektroniki, na hubebwa hadi mahali pa kukusanyia.

Flotation

Flotation ni mchakato wa kutenganisha ambao hutumia tofauti katika sifa za uso wa fizikia ya madini tofauti.

Vitendanishi vya kemikali vinavyoitwa wakusanyaji huongezwa kwenye massa na kuguswa kwa kuchagua na uso wa chembe za madini zenye thamani. Bidhaa za mmenyuko zinazoundwa hufanya uso wa madini kuwa hydrophobic au isiyo na unyevu, ili iweze kushikamana na Bubble ya hewa kwa urahisi.

Katika kila seli ya mzunguko wa kuelea, massa hufadhaika na hewa iliyoletwa hutawanywa kwenye mfumo. Chembe za madini ya haidrofobu hushikamana na viputo vya hewa na, pamoja na wakala wa kutoa povu, hizi hutengeneza povu thabiti juu ya uso. Hii inaendelea kufurika pande za seli ya kuelea, ikibeba mzigo wake wa madini nayo.

Kiwanda cha kuelea kinajumuisha benki za seli zilizounganishwa. Mkusanyiko wa kwanza unaozalishwa katika benki mbaya zaidi husafishwa kwa vipengele visivyohitajika vya gangue katika benki safi, na ikiwa ni lazima kusafishwa katika benki ya tatu ya seli. Madini ya ziada yenye thamani yanaweza kuchujwa katika benki ya nne na kurejeshwa kwenye benki safi kabla ya mikia kutupwa.

Kudorora

Kufuatia shughuli nyingi ni muhimu kutenganisha maji yaliyotumiwa katika michakato ya kujitenga kutoka kwa mkusanyiko unaozalishwa au kutoka kwa nyenzo za gangue za taka. Katika mazingira kavu, hii ni muhimu sana ili maji yaweze kutumika tena kwa matumizi tena.

Tangi la kutulia lina chombo cha silinda ambacho majimaji hulishwa katikati kupitia kisima cha kulisha. Hii imewekwa chini ya uso ili kupunguza usumbufu wa vitu vikali vilivyowekwa. Kioevu kilichofafanuliwa hufurika pande za tanki ndani ya kisafishaji. Mikono ya miale iliyo na vilele huvuta yabisi iliyotulia kuelekea katikati, ambapo hutolewa. Flocculants inaweza kuongezwa kwa kusimamishwa ili kuharakisha kasi ya kutulia ya solids.

Uchujaji ni uondoaji wa chembe kigumu kutoka kwenye umajimaji ili kutoa keki ya makinikia ambayo inaweza kukaushwa na kusafirishwa. Fomu ya kawaida ni chujio cha utupu kinachoendelea, ambacho kawaida ni chujio cha ngoma. Ngoma ya silinda ya mlalo huzunguka kwenye tangi iliyo wazi na sehemu ya chini ikitumbukizwa kwenye majimaji. Ganda la ngoma lina safu ya sehemu zilizofunikwa na kichungi cha kati. Ganda la ndani lenye kuta mbili limeunganishwa na utaratibu wa vali kwenye shimoni ya kati ambayo inaruhusu ama utupu au shinikizo kutumika. Utupu hutumiwa kwa sehemu iliyoingizwa kwenye massa, kuchora maji kupitia chujio na kutengeneza keki ya makini kwenye kitambaa. Utupu hupunguza keki mara moja kutoka kwenye tope. Muda mfupi kabla ya sehemu hiyo kuingia tena kwenye slurry, shinikizo linatumika ili kupiga keki. Filters za diski hufanya kazi kwa kanuni sawa, lakini zinajumuisha mfululizo wa diski zilizounganishwa kwenye shimoni la kati.

Utupaji wa mikia

Sehemu ndogo tu ya madini ya kuchimbwa ina madini ya thamani. Salio ni gangue ambayo baada ya usindikaji huunda mikia ambayo lazima itupwe.

Mazingatio mawili makuu katika utupaji wa mikia ni usalama na uchumi. Kuna mambo mawili ya usalama: masuala ya kimwili yanayozunguka dampo au bwawa ambalo mikia huwekwa; na uchafuzi wa takataka ambao unaweza kuathiri afya ya binadamu na kusababisha uharibifu wa mazingira. Mikia lazima itupwe kwa njia ya gharama nafuu zaidi inayolingana na usalama.

Kawaida tailings ni ukubwa, na sehemu ya mchanga coarse hutumiwa kujenga bwawa katika tovuti kuchaguliwa. Sehemu ndogo au lami kisha inasukumwa ndani ya bwawa nyuma ya ukuta wa bwawa.

Pale ambapo kemikali zenye sumu kama vile sianidi zipo kwenye maji taka, utayarishaji maalum wa msingi wa bwawa (kwa mfano, kwa kutumia karatasi ya plastiki) unaweza kuwa muhimu ili kuzuia uwezekano wa uchafuzi wa maji ya ardhini.

Kadiri inavyowezekana, maji yaliyopatikana kutoka kwenye bwawa hurejeshwa kwa matumizi zaidi. Hii inaweza kuwa na umuhimu mkubwa katika maeneo kavu na inazidi kuhitajika na sheria inayolenga kuzuia uchafuzi wa ardhi na maji ya ardhini kwa vichafuzi vya kemikali.

Lundo na katika Situ Kuvuja

Mengi ya mkusanyiko unaozalishwa na usindikaji wa ore huchakatwa zaidi na mbinu za hydrometallurical. Maadili ya chuma yanapigwa au kufutwa kutoka kwa ore, na metali tofauti hutenganishwa kutoka kwa kila mmoja. Suluhu zilizopatikana hujilimbikizia, na chuma hurejeshwa kwa hatua kama vile kunyesha na uwekaji wa kielektroniki au kemikali.

Ore nyingi ni za daraja la chini sana kuhalalisha gharama ya mkusanyiko wa awali. Nyenzo za taka zinaweza pia kuwa na kiasi fulani cha thamani ya chuma. Katika baadhi ya matukio, nyenzo kama hizo zinaweza kuchakatwa kiuchumi na toleo la mchakato wa hidrometallurgical unaojulikana kama usafishaji wa lundo au utupaji taka.

Usafishaji wa lundo ulianzishwa huko Rio Tinto nchini Uhispania zaidi ya miaka 300 iliyopita. Maji yaliyokuwa yakitiririka polepole kupitia lundo la madini ya kiwango cha chini yalipakwa rangi ya buluu na chumvi ya shaba iliyoyeyushwa kutokana na uoksidishaji wa madini hayo. Shaba ilipatikana kutoka kwa suluhisho kwa kunyesha kwenye chuma chakavu.

Mchakato huu wa kimsingi hutumika kwa uchujaji wa lundo la oksidi na salfa za daraja la chini na taka taka duniani kote. Mara lundo au dampo la nyenzo limeundwa, wakala wa kuyeyusha unaofaa (kwa mfano, myeyusho wa asidi) hutumiwa kwa kunyunyiza au kufurika juu ya lundo na myeyusho unaopenya chini hupatikana.

Ingawa uchujaji wa lundo umefanywa kwa mafanikio kwa muda mrefu, ilikuwa hivi majuzi tu ambapo jukumu muhimu la bakteria fulani katika mchakato lilitambuliwa. Bakteria hizi zimetambuliwa kama spishi za oksidi za chuma Thiobacillus ferrooxidans na aina ya sulphur-oksidishaji Thiobacillus thiooxidans. Bakteria za chuma-oksidi hupata nishati kutokana na uoksidishaji wa ioni za feri hadi ioni za feri na spishi za vioksidishaji vya sulfuri kwa uoksidishaji wa sulfidi hadi sulfate. Miitikio hii huchochea uoksidishaji unaoharakishwa wa salfa za chuma hadi kwenye salfa za metali zinazoyeyuka.

Katika situ uvujaji, wakati mwingine huitwa uchimbaji wa suluhisho, kwa hakika ni tofauti ya uvujaji wa lundo. Inajumuisha kusukuma kwa suluhu kwenye migodi iliyoachwa, iliyoshikwa na kazi, maeneo ya mbali ambayo yamefanyiwa kazi au hata mabaki yote ya madini ambapo haya yanaonyeshwa kuwa yanaweza kupenyeka. Miundo ya miamba lazima ijikopeshe kuwasiliana na suluhisho la leaching na kwa upatikanaji muhimu wa oksijeni.

Back