طريقة معالجة المعادن
ما هي معالجة المعادن؟
تشير معالجة المعادن، والمعروفة أيضًا باسم إثراء المعادن، إلى العملية التي تفصل المعادن الثمينة عن معادن الشوائب الموجودة في الخام وتثري المعادن القيمة من خلال الاستفادة من الاختلافات في الخواص الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية للمعادن بمساعدة معدات المعالجة المختلفة.
علم معالجة المعادن هو تخصص يركز على فصل المعادن، وعلم تقني لفصل الموارد المعدنية وإثرائها واستخدامها الشامل. في المنتجات المصنعة، تسمى تلك التي تحتوي على مكونات قيمة مركزة بالمركزات؛ تلك الغنية بالمكونات عديمة الفائدة هي المخلفات؛ والوسطى لها محتوى مكون قيم بين المركزات والمخلفات وتتطلب المزيد من المعالجة.
تستخدم مركزات المعادن المعدنية بشكل رئيسي كمواد خام لصهر المعادن واستخراجها. تعمل مركزات المعادن غير الفلزية-كمواد خام للصناعات الأخرى. المنتج المنظف للفحم هو الفحم النظيف.
أغراض وأهمية معالجة المعادن
الغرض من معالجة المعادن هو إزالة كميات كبيرة من الشوائب والعناصر الضارة من الخام، أو إثراء المعادن الثمينة، أو فصل المعادن الثمينة المرتبطة بها عن بعضها البعض للحصول على مركزات واحد أو أكثر من المعادن المفيدة.
بشكل عام، لا يمكن استخدام-الخام الموجود في المنجم بشكل مباشر في إنتاج المعادن أو في تطبيقات أخرى ويجب أن يخضع لمعالجة المعادن. على سبيل المثال، عادةً ما يكون تشغيل-من-خام الحديد في المناجم ذو درجة منخفضة. ويجب معالجته وتحويله إلى مركزات حديد بدرجة تزيد عن 65% قبل الصهر والمعالجة اللاحقة. ولذلك، فإن معالجة المعادن لها أهمية كبيرة في الاستخدام الكامل والرشيد للموارد المعدنية وتنمية الاقتصاد الوطني.
ما هي العمليات الأساسية التي تتكون منها عملية معالجة المعادن بشكل عام؟
تتكون عملية معالجة المعادن عمومًا من -تحضير الخام قبل المعالجة، وعمليات الفصل، -وعمليات نزح المياه بعد المعالجة.
(1) تشتمل عمليات تحضير الخام-المعالجة المسبقة على تكسير الخام وغربلته وطحنه وتصنيفه، وهو ما يُعرف عمومًا بالسحق. والغرض منها هو تحقيق تحرير المعادن الثمينة من معادن الشوائب أو فصل المعادن الثمينة المختلفة إلى حبيبات فردية، والتأكد من أن حجم الجسيمات للمواد يلبي متطلبات عمليات الفصل.
(2) تعتمد عمليات الفصل طريقة أو أكثر من طرق معالجة المعادن لفصل المعادن الثمينة المحررة من معادن الشوائب، وكذلك أنواع مختلفة من المعادن الثمينة عن بعضها البعض.
(3) تشتمل عمليات نزح المياه بعد المعالجة- على تكثيف المركزات وترشيحها وتجفيفها. وهي مصممة لإزالة الرطوبة من المركزات لسهولة التخزين والنقل والبيع.
ما هي طرق معالجة المعادن شائعة الاستخدام؟
تشمل طرق معالجة المعادن الشائعة بشكل أساسي الفصل بالجاذبية، والفصل المغناطيسي، والفصل الكهروستاتيكي، والتعويم، والإثراء الكيميائي، والفرز اليدوي، والإثراء الميكروبي، وإثراء مجال القوة المركبة، وطرق إثراء خاصة، وما إلى ذلك.
ما هو فصل الجاذبية؟
الفصل بالجاذبية، المعروف أيضًا باسم تركيز الجاذبية، هو إحدى طرق معالجة المعادن. فهو يفصل بين الجزيئات المعدنية حسب الكثافة بناءً على اختلافات كثافتها، حيث تتعرض الجزيئات لجاذبية متفاوتة وقوة الموائع وقوى ميكانيكية أخرى في وسط متحرك. تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع لفصل المعادن الحديدية، والمعادن غير الحديدية، والمعادن النادرة، والفحم.
ما هو الفصل المغناطيسي؟
الفصل المغناطيسي هو طريقة لمعالجة المعادن يتم من خلالها فصل المعادن المختلفة بحكم اختلافاتها المغناطيسية في مجال مغناطيسي غير متجانس. يتم تطبيقه في الغالب على فصل المعادن الحديدية والمعادن النادرة. ويمكنه أيضًا إزالة شوائب الحديد من المواد الخام المعدنية غير المعدنية-وتنقية المياه الصناعية والمنزلية واستعادة المغنتيت من أنظمة فصل الفحم الثقيلة-المتوسطة.
ما هو الفصل الكهربائي؟
الفصل الكهربائي هو طريقة معالجة فيزيائية للمعادن تقوم بفرز المعادن والمواد بناءً على اختلافاتها في الخواص الكهربائية. ويمكن تطبيقه على فصل خامات المعادن غير الحديدية، وخامات المعادن النادرة، وخامات المعادن الحديدية (الحديد، والمنجنيز، والكروم)، بالإضافة إلى الخامات غير المعدنية- بما في ذلك مسحوق الفحم، والماس، والجرافيت، والأسبستوس، والكاولين، والتلك.
ما هو التعويم؟
التعويم، المعروف أيضًا باسم التعويم الرغوي، هو عملية فصل المعادن التي تفصل المعادن عن اللب بحكم طفو الفقاعة بناءً على الاختلافات في الخواص الفيزيائية والكيميائية للأسطح المعدنية. إنها عملية تركيز لتعويم المعادن الصلبة من المعلقات المائية (يشار إليها عادةً باسم لب الخام)، وعملية فصل انتقائية تحدث عند واجهة الطور الغازي -السائل-الصلبة ثلاثية الطور-.
باعتبارها طريقة معالجة المعادن الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، فإن التعويم ينطبق على جميع أنواع الخامات تقريبًا. يتم اعتماده لفصل معادن الكبريتيد مثل خام الذهب، وخام الفضة، والجالينا، والسفاليريت، والكالكوبيريت، والكالكوسيت والموليبدينيت، والبنلانديت، وكذلك معادن الأكسيد بما في ذلك الملكيت، السيروسيت، سميثسونيت، الهيميمورفيت، الهيماتيت، حجر القصدير، الولفراميت، الإلمنيت، البريل، السبودومين، المعادن الأرضية النادرة وخام اليورانيوم.
ما هي معالجة المعادن الكيميائية؟
معالجة المعادن الكيميائية هي طريقة فصل تستخدم تقنيات كيميائية أو فيزيائية كيميائية لاستخراج واستعادة المكونات القيمة من الخام الخام أو الخامات الوسيطة، بناءً على الاختلافات في الخواص الكيميائية بين المعادن الثمينة ومعادن الشوائب. إنه أسلوب فعال لمعالجة المواد المعدنية المقاومة للحرارة المنخفضة-والحبيبات الدقيقة والمعقدة-، بالإضافة إلى إزالة الشوائب من المركزات الخشنة-التي يصعب-معالجتها.
وتشمل إجراءاتها الأساسية التحميص، وترشيح المواد المعدنية، وفصل السوائل الصلبة-، وتنقية المادة المرتشحة، وإنتاج المنتجات النهائية. تتميز هذه الطريقة بقدرة تكيف قوية وأداء فصل ممتاز، إلا أنها تتطلب تكاليف إنتاج عالية نسبيًا.
ما هو الفرز؟
الفرز هو طريقة لمعالجة المعادن. ويستفيد من الاختلافات في الخصائص البصرية للخامات، والتوصيل الكهربائي، والمغناطيسية، والنشاط الإشعاعي، بالإضافة إلى خصائص انعكاسها وامتصاصها تحت إشعاع الأشعة المختلفة (مثل أشعة جاما، وأشعة النيوترون، وأشعة بيتا، والأشعة السينية، والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو). يتم اكتشاف الجسيمات المرتبة في طبقة واحدة أو خط واحد تلو الآخر. يتم تضخيم الإشارات المكتسبة وتحليلها، ثم يتم استخدام المحركات بما في ذلك التشغيل اليدوي أو الحواجز الكهرومغناطيسية أو الهواء عالي الضغط - لفصل الخامات الثمينة عن الشوائب (نفايات الصخور).
يتم تطبيق هذه الطريقة لفصل المواد المقطوعة والحبيبية. يتم استخدامه بشكل شائع للتركيز المسبق-والتخشين وتنظيف الخامات. في الوقت الحاضر، يتم اعتماد الفرز لمعالجة المعادن الحديدية، والمعادن-غير الحديدية، والمعادن النادرة، والمعادن الثمينة، والخامات غير المعدنية، والخامات المشعة، والفحم، ومواد البناء، والبذور، والمواد الغذائية وغيرها من المواد.
ما هي معالجة المعادن الميكروبية؟
تستخدم معالجة المعادن الميكروبية، والمعروفة أيضًا باسم معالجة المعادن البكتيرية، الكائنات الحية الدقيقة بشكل أساسي مثل البكتيريا المؤكسدة للحديد- والبكتيريا المؤكسدة للكبريت- وبكتيريا السيليكات لإزالة الحديد والكبريت والسيليكون والمواد الأخرى من المعادن. يمكن للبكتيريا المؤكسدة للحديد- أكسدة الحديد، والبكتيريا المؤكسدة للكبريت- يمكنها أكسدة الكبريت، ويمكن لبكتيريا السيليكات إزالة السيليكون من البوكسيت من خلال التحلل. إلى جانب إزالة الكبريت، وإزالة الحديد وإزالة السيليكون، يتم تطبيق هذه الطريقة أيضًا لاستعادة النحاس واليورانيوم والكوبالت والمنغنيز والذهب والمعادن الأخرى.
ما هو الجمع بين معالجة المعادن في مجال القوة؟
معالجة المعادن بمجال القوة المشتركة هي طريقة لفصل المعادن تدمج المجال المغناطيسي ومجال الجاذبية وقوة فان دير فالس والقوة الكهروستاتيكية والتفاعل الكاره للماء والتعويم. يطبق مبدأين أو أكثر من مبادئ الفصل في وقت واحد. تشمل التقنيات الرئيسية فصل السوائل المغناطيسية، وفصل طبقة مميعة متوسطة كثيفة الهواء، وفصل التكتل المغناطيسي، وفصل تكتل الزيت، وفصل آلة التعويم المغناطيسي-، وفصل الجاذبية التعويم-، وفصل التعويم المغناطيسي-الجاذبية- والتعويم الإعصاري.
ما هي معالجة المعادن الخاصة؟
تشير معالجة المعادن الخاصة إلى طرق معالجة المعادن بخلاف الفصل بالجاذبية، والفصل المغناطيسي، والفصل الكهربائي، والتعويم، ومعالجة المعادن الكيميائية، والفرز، ومعالجة المعادن الميكروبية، ومعالجة المعادن في مجال القوة المشتركة، بالإضافة إلى تقنياتها المدمجة.
تشمل تقنيات معالجة المعادن الخاصة الرئيسية التعويم الذي يتم التحكم فيه كهروكيميائيًا، والتعويم الوميضي، والفصل الانتقائي للتلبد، وفصل التكتل، والتعويم بالحامل، وتعويم الفقاعات الدقيقة، والفصل بالاحتكاك و-الارتداد، وفصل التيار الدوامي، والتعويم السطحي، وفصل الزيت، وتعويم الهباء الجوي.
مؤشرات معالجة المعادن
ما هي مؤشرات معالجة المعادن شائعة الاستخدام؟
تُستخدم مؤشرات معالجة المعادن لتقييم كفاءة الفصل وقدرة المعالجة لعمليات معالجة المعادن. في جداول معالجة المعادن، تشمل المؤشرات المعتمدة بشكل شائع الإنتاجية والدرجة ومعدل الاسترداد ونسبة التركيز ونسبة التخصيب. تطبق المختبرات بشكل أساسي المؤشرات الثلاثة الأولى لتعكس الخصائص الكمية والنوعية للخامات أثناء المعالجة، وذلك لتحديد إمكانية استخدامها الصناعي.
ما هو العائد؟
ويشير العائد إلى نسبة كتلة المنتج إلى كتلة الخام الخام، وعادة ما يشار إليها بالرمز .
في إنتاج معالجة المعادن، يمكن قياس كتلة الخام الخام الذي يتم تغذيته في العملية بواسطة موازين الحزام أو أجهزة القياس الأخرى، في حين أن الوزن المباشر للمركزات يكون صعبًا إلى حد ما. بشكل عام، تحصل المكثفات على درجة الخام الخام (a)، ودرجة التركيز () ودرجة المخلفات (θ) من خلال أخذ العينات والفحص، ثم حساب إنتاجية التركيز باستخدام الصيغة أدناه.
ما هي الدرجة؟
تشير الدرجة إلى نسبة كتلة المعادن أو المكونات القيمة في المنتج إلى الكتلة الإجمالية للمنتج، والتي يتم التعبير عنها عادة كنسبة مئوية. عمومًا، يشير إلى تشغيل-من-درجة الخام في المنجم، لصف التركيز وθلمخلفات الصف.
ما هو معدل الاسترداد؟
يشير معدل الاسترداد إلى نسبة كتلة المكونات القيمة في التركيز إلى تلك الموجودة في-تشغيل-خام المنجم. ويشار إليه عمومًا بـε. ويمكن حساب معدل الاسترداد بالصيغة التالية:
يعد معدل استرداد المكونات القيمة مؤشرًا رئيسيًا لتقييم كفاءة عمليات الفصل (أو العمليات). ويعني معدل الاسترداد الأعلى أنه يتم استرداد مكونات أكثر قيمة أثناء معالجة المعادن. لذلك، على أساس ضمان جودة التركيز، ينبغي بذل كل جهد لرفع معدل استرداد المكونات القيمة في معالجة المعادن.
ما هي نسبة التركيز؟
تشير نسبة التركيز إلى نسبة كتلة الخام الخام إلى كتلة التركيز. يتم استخدامه لحساب حمولة الخام الخام اللازمة لإنتاج طن واحد من التركيز. ويشار إليه عادة بالرمزK.
ما هي نسبة الإثراء؟
تشير نسبة التخصيب إلى نسبة درجة التركيز إلى درجة الخام الخام، والتي يشار إليها عادة بـE. أعرب كماE = / يشير إلى عدد المرات التي يتم فيها زيادة محتوى المكونات القيمة في التركيز مقارنة بمحتوى الخام الخام، أي درجة إثراء المكونات القيمة أثناء معالجة المعادن.
ما هو إنتاجية الخام الخام؟
تشير إنتاجية الخام الخام إلى كمية الخام الخام التي يتم تغذيتها في مصنع معالجة المعادن. تُستخدم موازين الحزام الميكانيكية وموازين الحزام الإلكترونية بشكل شائع لقياس إنتاجية الخام الخام. تقوم بعض المصانع بانتظام بغرف كمية ثابتة من الخام من ميزان الحزام باستخدام الكاشطات للوزن والحساب. نظرًا لأنه يتم اعتماد -الفرز المسبق والغسيل وإزالة الطين وعمليات أخرى قبل الفصل في بعض المصانع، فإن حمولة الصخور الناتجة عن الفرز المسبق-والخام المؤهل والفائض من إزالة الطين يجب أن يتم تضمينها جميعًا عند حساب إنتاجية الخام الخام.
ما هي قدرة معالجة الخام اليومية؟
يتم تعريف متوسط حجم الخام الخام المعالج لكل يوم عمل لمصنع معالجة المعادن على أنه قدرة معالجة الخام اليومية (t/d). وهو مؤشر يعكس قدرة المصنع على المعالجة. صيغة الحساب هي كما يلي:
ما هي إنتاجية العمل البدني الإجمالية لمصنع معالجة المعادن؟
إجمالي إنتاجية العمل البدني لمصنع معالجة المعادن، مقاسًا بـطن للشخص الواحد شهريا (ربع أو سنة)يشير إلى متوسط حجم الخام الخام الذي يعالجه كل موظف في المصنع خلال فترة إحصائية. وهو مؤشر شامل يعكس مستوى الميكنة وكفاءة العمل في مصنع معالجة المعادن. طريقة الحساب المحددة هي كما يلي:
ما هي إنتاجية العمل البدني لعمال معالجة المعادن؟
تشير إنتاجية العمل البدني لعمال معالجة المعادن، التي تقاس بالطن للشخص الواحد شهريًا (ربع أو سنة)، إلى متوسط كمية الخام الخام الذي يعالجه كل عامل إنتاج في مصنع معالجة المعادن خلال الفترة الإحصائية. وهو مؤشر شامل يعكس مستوى معدات المصنع وكفاءة العمل لعمال معالجة المعادن. صيغة الحساب هي كما يلي:
كيف يتم تصنيف حجم مصنع معالجة المعادن؟
يتم تصنيف حجم مصنع معالجة المعادن بشكل عام وفقًا لإنتاجية الخام الخام. تختلف معايير التصنيف قليلاً بين-مصانع معالجة المعادن الحديدية وغير الحديدية. ويبين الجدول 1-1 تصنيف وأنواع الحراشف النباتية.
