Čo je to minerálny koncentrát? Známky, metódy a ako to výrobcovia vyrábajú

Dve nákladné autá opúšťajú bránu medenej bane v to isté ráno. Prvý nesie 40 ton ťažobnej rudy, ktorá obsahuje približne 0,5 % medi. Druhá nesie asi 2 tony tmavého, vlhkého, jemne mletého medeného koncentrátu, ktorý obsahuje 26 % medi. Prvý náklad sa vyklopí na sklad, aby počkal na spracovanie; druhý ide priamo do zapečatenej nádoby a začína svoju cestu do huty. Všetko, čo oddeľuje tieto dve záťaže, je záležitosť úpravy rudy a samotná druhá záťaž je to, čo priemysel nazýva minerálny koncentrát.

Krátka odpoveď: minerálny koncentrát je obohatený produkt spracovania nerastov – malá, hustá frakcia ťaženého materiálu, v ktorej boli cenné minerály oddelené od odpadovej horniny a upravené na kvalitu, za ktorú zaplatia huty a chemické závody. Nachádza sa medzi baňou a hutou: nie surová ruda, nie rafinovaný kov, ale medziprodukt s vlastným cenovým vzorcom, špecifikáciami kvality, pravidlami odberu vzoriek a prepravnými predpismi.

Čo je to vlastne minerálny koncentrát?

Koncentrát rudy – tiež nazývaný upravená ruda – je produktom úprav rúd, čo je fáza ťažby, v ktorej sa cenné kovonosné minerály oddeľujú od odpadovej horniny pred akýmkoľvek tavením alebo chemickou ťažbou. Surová ruda sa jemne melie v mlecom zariadení, potom prechádza separačným zariadením, ktoré vyberá častice nesúce cenný minerál. To, čo opúšťa rastlinu ako koncentrát, je zvyčajne jemný prášok alebo hustá kaša – čierna, sivá, zelená alebo svetlohnedá v závislosti od minerálu – s obsahom kovu mnohonásobne vyšším ako ruda, z ktorej pochádza.

Čísla robia predstavu konkrétnou. Ak medená ruda obsahuje 0,5 % medi a závod dodáva 25 % medený koncentrát, obsah medi sa zvýšil päťdesiatkrát. Nič sa nevyťažilo chemicky a nevytvoril sa žiadny nový kov. Rastlina jednoducho zhromaždila malý podiel častíc bohatých na chalkopyrit a iné minerály medi a všetko ostatné odmietla ako hlušinu. Koncentrácia je fyzické triedenie, ktoré sa vykonáva v obrovskom rozsahu av rámci prísnych tolerancií.

Toto slovo sa objavuje aj v druhom prostredí, ktoré stojí za to rozlišovať. Pri prieskume sa v teréne vyrábajú „ťažké minerálne koncentráty“ ryžovaním alebo ukladaním sedimentov v prúde, takže niekoľko zŕn indikátorových minerálov možno študovať pod mikroskopom a vystopovať ložisko späť k jeho zdroju. Princíp je rovnaký – fyzická modernizácia – ale účel a rozsah sú úplne odlišné. Tento článok je o rastlinných koncentrátoch: sypký produkt, ktorý bane predávajú a následné závody nakupujú, presúvajú sa nákladom lode a kontrolujú pri kontajneri.

Od ťažobnej rudy po expedičný koncentrát: trojstupňový reťazec

Každý koncentrátor, či už spracováva 500 ton alebo 30 000 ton rudy denne, funguje podľa rovnakej logiky: uvoľnite minerály, oddeľte ich a potom odvodnite výsledok. Stroje sa líšia podľa vyhrávaného minerálu, ale poradie sa takmer nikdy nemení.

Oslobodenie: prečo je brúsenie vždy na prvom mieste

Cenný minerál je možné získať len vtedy, ak najprv existuje ako samostatná častica. V vyťaženej rude môžu mať zrná chalkopyritu priemer zlomku milimetra, uzavreté vo vnútri kremeňa alebo uhličitanu. Drvenie láme skalu na zvládnuteľné kúsky; brúsenie dokončí prácu, prevalenie rudy v mlyne s oceľovými guľôčkami, kým sa väzby medzi minerálom a hlušinou fyzicky neprerušia. Rozdrvte a separačné stroje prijímajú kompozitné častice, ktoré nedokážu čisto triediť, takže kov uniká do hlušiny. Premeľte a vyrobíte ultrajemné slizy, ktoré sa nesprávne hlásia k pene a riedia produkt. Cieľové mletie – často uvádzané ako „80 % presahujúcich 75 mikrónov“ pre mnohé rudy základných kovov – je jedným z najdôslednejších čísel v závode a je stanovené laboratórnymi testami, nie analógiou s baňou vedľa.

Guľový mlyn typu mokrej mriežky Guľový mlyn s mokrým roštom sa skladá z podávacej časti, vybíjacej časti, rotačnej časti, prevodovej časti (reduktor, malý prevod, motor, elektronické ovládanie... Zobraziť produkt →

Separácia: najprv flotácia, s podporou gravitácie a magnetizmu

Penová flotácia je ťahúňom koncentrácie základných kovov, lítiových minerálov a fosfátových hornín. Rozomletá buničina sa upraví pomocou starostlivo dávkovaných činidiel a potom sa mieša vo flotačných strojoch, ktoré rozptyľujú vzduch ako milióny jemných bublín. Zberné chemikálie spôsobujú, že cenné minerálne povrchy sú vodoodpudivé, takže tieto častice sa pripájajú k bublinám a ako koncentrát sa pohybujú po pene cez bunkový okraj, zatiaľ čo hlušina milujúca vodu klesá a hlási sa do hlušiny. V zložitých rudách sekvenčné okruhy odlupujú minerály od seba: vedú preč od zinku, meď od molybdénu, sfalerit od pyritu. Ak sú rozdiely v hustote veľké – železné rudy, cín, volfrám – môže viesť vývojový diagram gravitačnej koncentrácie; tam, kde minerály reagujú na magnetické pole, nastupuje magnetická separácia; a ak je produkt rozpustný, lúhovanie v miešaných nádržiach úplne nahrádza fyzické triedenie.

Flotačný stroj typu XCF/KYF Flotačný stroj typu XCFII a KYFII by mohol mať kombinovanú konfiguráciu, v ktorej typ XCFII funguje ako sacia nádrž a typ KYF II ako jednosmerný prúd... Zobraziť produkt →

Odvodňovanie: premena peny na náklad

Flotačný koncentrát opúšťa bunky ako pena nesúca sotva 25 – 35 % pevných látok – príliš vodnatá na to, aby sa dala naložiť do lodného priestoru. Zahusťovadlá usadzujú pevné látky pod gravitáciou a vracajú čistú prepadovú vodu do hlavy závodu, čo je slučka, ktorá má obrovský význam v suchých banských oblastiach, kde sa každý kubický meter vody rozpočítava a opätovne využíva. Hustý podtok sa potom filtruje alebo udržiava v miešaných skladovacích nádržiach pred konečným odvodnením. Komerčným cieľom je prepravovateľný produkt: mnohé medené a zinkové koncentráty sa dodávajú s vlhkosťou okolo 8 – 10 %, dostatočne vlhké, aby sa zabránilo stratám prachu pri manipulácii, dostatočne suché, aby zostali v rámci prepravného limitu vlhkosti, ktorý zabraňuje skvapalňovaniu nákladu na mori.

Centrálny jazdný koncentrátor Štruktúra účinného koncentrátora je podobná štruktúre centrálneho riadiaceho koncentrátora. Jeho hlavnou vlastnosťou je, že pridáva určité množstvo flokulantov do... Zobraziť produkt →

Čo vlastne znamenajú čísla známok

Koncentrát nie sú svojvoľné marketingové ciele; sú ohraničené mineralógiou a formované tým, čo dokáže ekonomicky spracovať nadväzujúci závod. Chalkopyritový koncentrát nemôže ani teoreticky presiahnuť približne 34,6 % medi, pretože to je obsah medi v čistom minerále. Sfalerit prevyšuje takmer 67% zinku. Rastliny sa preto zameriavajú na realistické okno hodnotenia a potom ho bránia odmietnutím unášaných hlienov a držaním penalizačných prvkov mimo peny.

Stupeň a zotavenie sú spojené v oblasti bedra prostredníctvom kompromisnej krivky. Posuňte čistšie bunky o ďalšie dva stupne stupňa a zvyčajne sa vzdávate zotavenia, pretože mechanizmus, ktorý odmieta hlušinu, tiež začne vyhadzovať jemné cenné častice. Obsluha koncentrátora je do značnej miery disciplína nájdenia bodu na krivke, kde je výnos na tonu rudy – stupeň, krát zotavenie, krát cenový vzorec – najvyšší, a potom držať tento bod, kým sa pod vami mení teleso rudy. To je dôvod, prečo závod, ktorý pri uvedení do prevádzky vyzeral brilantne, môže upadnúť do priemernosti bez toho, aby sa niekto dotkol kľúča.

Spoločné koncentráty a kam každý ide

Medený koncentrát je najobchodovanejší z rodiny. Hutníci ju kupujú za podmienok, ktoré platia za obsiahnutú meď mínus poplatky za spracovanie a rafináciu, potom ju premieňajú bleskovým alebo kúpeľovým tavením na blistrovú meď a nakoniec katódu. Pretože kapacita tavenia je sústredená v niekoľkých regiónoch, medený koncentrát môže cestovať ďalej ako takmer akýkoľvek iný ťažobný produkt v bežnom obchode.

Koncentráty olova a zinku zvyčajne opúšťajú tú istú baňu, pretože galenit a sfalerit rastú spolu v rovnakých rudných telesách. Diferenciálna flotácia ich rozdeľuje na dva samostatné predajné prúdy a špecifikácie sú neúprosné: zinok v olovenom koncentráte alebo olovo v zinkovom koncentráte je silne penalizovaný, pretože každý z nich kontaminuje cestu tavenia toho druhého.

Koncentrát železnej rudy , zušľachtené magnetickou separáciou z pásových železných útvarov alebo získané z prepracovania hlušiny, krmivá na peletizáciu a vysoké pece. Tu je koncentrát často skôr finálnym produktom ako medziproduktom a cena odráža obsah železa mínus nečistoty ako oxid kremičitý, fosfor a oxid hlinitý.

Lítiové minerálne koncentráty – spodumén s obsahom asi 6 % Li2O alebo koncentráty lepidolitu z ložísk s prímesou sľudy – sa predávajú do konverzných závodov, ktoré ich pražia a vylúhujú na uhličitan lítny a hydroxid lítny. Rast výroby batérií premenil to, čo bolo kedysi špecializovaným produktom na keramickom trhu, na jeden z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich obchodov s koncentrátmi za posledné desaťročie.

Potaš a fosfátové koncentráty sú odvetvím hnojív. Operácie s potašom zušľachťujú sylvinitovú rudu alebo soli odvodené zo soľanky na produkty s 95 % KCl a viac; fosfátová hornina je vylepšená na obchodné triedy s 28-34% P2O5, ktoré môžu závody na výrobu kyseliny sírovej ekonomicky napadnúť. Projekty Salt Lake, ktoré spájajú ťažbu soľanky s flotačným, miešacím a zahusťovacím zariadením, sa nachádzajú presne na tejto križovatke, a preto dominujú v zozname projektov výrobcov zariadení slúžiacich ťažbe aj chemickému spracovaniu.

Ekonomika: Prečo sa ťaží koncentrát, nie ruda

Logika je čistá aritmetika. Doprava, tavenie a rafinácia sa účtujú za tonu spracovaného materiálu. Každá tona kremeňa, ktorá sa dostane do huty, zaplatí prepravný účet, absorbuje energiu pece a opúšťa závod ako troska. Koncentrácia existuje tak, že zákazník platí za kov, nie za rock.

Toto päťdesiatnásobné zníženie je dôvodom, prečo môže baňa odôvodniť výstavbu celého koncentrátora: hodnotová hustota produktu stúpa na úroveň, pri ktorej sa nákladná doprava, manipulácia v prístavoch a lodná doprava stanú cenovo dostupnými a huta dostáva suroviny, ktoré dokáže efektívne roztaviť. Pec naplnená 25 % medeným koncentrátom produkuje zlomok trosky a spotrebuje zlomok energie na tonu medi v porovnaní so surovou rudou. Ekonomika ani jednej zo strán nepracuje na ťažobnom materiáli – koncentrácia je krokom, ktorý mení geologický výskyt nízkej kvality na ťažobný projekt, ktorý je možné financovať.

Platba má rovnakú logiku. Kupujúci platí za obsiahnutý kov za kótované trhové ceny, odpočítava poplatky za spracovanie a rafináciu, uplatňuje zrážky za vlhkosť, aby nikto neposielal vodu ako kov, a ukladá pokuty, keď prvky nečistôt prekročia dohodnuté stropy. Každý z týchto riadkov faktúry sa vracia k číslu, ktoré koncentrátor kontroluje každý deň.

Čo kupujúci špecifikujú: Parametre kvality koncentrátu

Pred rezerváciou zásielky sa výrobca a kupujúci dohodnú na špecifikačnom liste. Testovaný stupeň určuje hlavnú hodnotu, ale zostávajúce parametre rozhodujú o tom, či sa náklad usadí hladko alebo pritiahne zrážky, zdržanlivosť a argumenty. Väčšina sporov v obchode s koncentrátmi nie je o tom, či je prítomný kov, ale o vlhkosti, nečistotách a spôsobe odobratia vzoriek.

Dva z nich si zaslúžia dôraz. Vlhkosť je tichá premenná: za každý nepotrebný bod vody sa platí dvakrát, raz za prepravu a raz za odpočet kovu, ktorý sa zriedi. Penalizačné prvky sú medzitým geologickým dedičstvom – ak rudné teleso nesie arzén, vývojový diagram musí naplánovať jeho odmietnutie už od prvej testovacej kampane, pretože žiadny šikovný marketing ho z hotového koncentrátu neodstráni.

Kde výroba koncentrátu zvyčajne zlyhá

Nároky na kvalitu, spory o vlhkosť a neuspokojivé zotavenie majú zriedkavo exotické príčiny. V prevádzkových prehľadoch sa stále objavuje rovnaká hŕstka porúch a každá má praktické protiopatrenie.

1. Podbrúsenie. Hrubé kompozitné častice zle plávajú a buď ťahajú hlušinu do koncentrátu, alebo tlačia kov do hlušiny. Riešením je poctivý test brúsiteľnosti a prevádzková disciplína na udržanie cieľového brúsenia, keď sa zvýši priepustný tlak.
2. Nadmerné brúsenie a slizy. Ultrajemné častice sa dostávajú do peny skôr strhávaním ako skutočným prichytením, riedením a spomalením usadzovania v zahusťovadlách. Fázy odštíhlenia a správne body rezu klasifikátora obmedzujú poškodenie.
3. Variabilita rudy. Stupeň hlavy a mineralógia sa posúvajú, ako ťažba postupuje cez ložisko, a schéma reagencií vyladená minulý mesiac tento mesiac preháňala dávky. Rýchly priebeh testu a pravidelné opakované testovanie reagenčného režimu udržujú okruh poctivý.
4. Kontrola činidla. Dávky zberača a napeňovača súčasne nastavujú stupeň a regeneráciu. Manuálne dávkovanie proti unášanému krmivu je tichý, nepretržitý únik zisku, ktorý si nikto nevšimne počas jednej zmeny.
5. Podtekanie riedkeho zahusťovadla. Každý bod chýbajúcej hustoty podtoku je voda, ktorú zaplatíte za filtrovanie a potom za ňu znova zaplatíte ako dopravu. Hustota podtečenia patrí do dennej správy o výrobe, nie je pochovaná v návode na obsluhu.
6. Kontaminácia pri manipulácii. Zmiešané nakladanie, špinavé kontajnery a nevyložené zásoby obsahujú cudzí materiál, ktorý sa objavuje v teste kupujúceho, a nie vo vašom – a klauzula o sankciách platí rovnako.

Žiadne z týchto zlyhaní nie je záhadné. Všetky sa chytia skoro rutinným odberom vzoriek z troch tokov, na ktorých záleží – krmiva, koncentrátu a hlušiny – a zaobchádzaním s kvalitou a vlhkosťou ako s kontrolovanými parametrami a nie s výsledkami, ktoré objavíte v prístave.

Reťazec zariadení za čistým koncentrátom

Každý stupeň reťazca sa mapuje na špecifickú triedu stroja a na rozhraniach medzi jednotlivými stupňami záleží rovnako ako na samotných strojoch. Mlyn, ktorý melie na nesprávnu veľkosť, nemôže byť zachránený brilantnou flotáciou; flotačná sekcia, ktorá vytvára krásnu penu, môže byť stále zrušená pomocou poddimenzovaného zahusťovadla, ktoré dodáva vlhký koncentrát.

Základom je mletie a guľové mlyny s mokrou mriežkou bežiace v uzavretom okruhu s klasifikáciou zostávajú štandardnou odpoveďou na túto úlohu práve preto, že vypúšťanie roštu udržuje stabilnú hladinu buničiny a predvídateľnú veľkosť produktu. Medzi mletím a separáciou, kondicionovaním a skladovaním zabezpečujú zmiešavacie nádrže – nádrže na kal a činidlá v rôznych konfiguráciách, vrátane vysoko koncentrovaných a vyvýšených konštrukcií pre ťažké prevádzky. Samotný separačný stupeň žije alebo odumiera flotačnými strojmi: konštrukcie článkov s vlastným nasávaním a s núteným obehom vzduchu vyhovujú konkrétnej veľkosti častíc a úlohám a veľké články nesú výkon vo veľkoobjemových koncentrátoroch, kde o ziskovosti rozhoduje energia na tonu. Odvodňovanie spočíva na zahusťovacom zariadení, pričom centrálny hnací koncentrátor usadzuje zriedenú penu do hustého, prenosného podtoku, pričom vracia čistú vodu do hlavy zariadenia.

Výber medzi týmito strojmi je konštrukčným cvičením s dôsledkami meranými v desaťročiach – objem buniek, intenzita miešania a plocha zahusťovadla, to všetko zaisťuje kapitál a prevádzkové náklady počas životnosti bane. The princípy výberu koncentračných zariadení preto si zaslúžia rovnakú prísnosť ako chémia vývojového diagramu a kupujúci, ktorý tlakovo testuje odvodňovaciu kapacitu včas, sa zvyčajne vyhne najdrahšej triede dodatočných úprav.

Pracovný príklad: Lepidolitový lítny koncentrát

Lepidolit, sľuda s lítiom, ukazuje, ako môže špecifikácia koncentrátu formovať celý projekt. Na rozdiel od spodumenu je lepidolit jemnozrnný a chemicky zložitý, takže výroba konzistentného lítiového koncentrátu vyžaduje prísnu kontrolu jemnosti mletia, odhlieňovania a režimu flotačného činidla – každý stupeň reťazca opísaný vyššie, vykonávaný v rámci úzkych tolerancií.

Náš inžiniersky tím dodal 3 000 ton denného projektu spracovania lepidolitových minerálov v Zimbabwe, kde sa drvenie a mletie, flotácia a odvodňovanie skonštruovali ako jeden vlak, aby sa získal prúd koncentrátu určený na konverziu lítia. Projekty tohto druhu sú praktickou odpoveďou na otázku v názve: koncentrát nie je vedľajším produktom, ktorý sa objavuje na konci vývojového diagramu – je to produkt, ktorý má dodať celá baňa, a každé predchádzajúce rozhodnutie sa posudzuje podľa toho, čo robí s konečnou kvalitou a výťažnosťou. The 3 000 t/d projekt spracovania minerálov lepidolit v Zimbabwe Na stránke je uvedené, ako bol výber zariadenia zostavený presne na tento účel.

Často kladené otázky o minerálnych koncentrátoch

Plánovanie koncentračného okruhu: čo najskôr vyriešiť

Ak hodnotíte ložisko, rozširujete existujúci závod alebo prestavujete starý koncentrátor, štyri rozhodnutia si zasluhujú, aby ste sa urovnali pred stanovením ceny akéhokoľvek zariadenia: veľkosť uvoľnenia, ktorú vaša ruda skutočne vyžaduje, prevzaté skôr z testovacej práce než z analógie; separačná cesta, ktorá zodpovedá vašej mineralógii; bod obnovenia stupňa, ktorý cenový vzorec vášho kupujúceho skutočne odmeňuje; a cieľ odvodnenia, s ktorým môže váš logistický reťazec žiť. Každá iná možnosť v závode existuje, aby slúžila týmto štyrom číslam.

Vyrábame reťazec zariadení za týmito číslami – guľové mlyny s mokrou mriežkou, flotačné stroje od malých samonasávacích jednotiek cez veľké bunky s núteným vzduchom, vysokokoncentrované miešacie nádrže, centrálne poháňané zahusťovadlá a mechanicky miešané lúhovacie nádrže – a dodávame ich v rámci kompletných projektov EPC spracovania minerálov, od návrhu schémy cez inštaláciu a uvedenie do prevádzky. Výroba prebieha v rámci systému riadenia kvality ISO9001:2008, ktorý podporuje približne 200 súprav výrobných a testovacích zariadení a ročná produkcia kovových konštrukcií nad 25 000 ton. Ak by ste chceli druhý názor na vývojový diagram, špecifikáciu koncentrátu alebo veľkosť zahusťovadla, naši inžinieri radi skontrolujú vaše údaje o rudách a jasne vám povedia, čo čísla umožňujú.