Fémérc-javítási módszerek: Teljes útmutató

Összefoglaló：A fémérc előnyben részesítése kritikus lépés a bányászati iparban, amelynek célja az értékes fém ásványok elválasztása a meddigtől a fizikai vagy kémiai tulajdonságok különbségei alapján.

A fémérc előnyben részesítése kritikus lépés a bányászati iparban, amelynek célja az értékes fém ásványok elválasztása a meddigtől a fizikai vagy kémiai tulajdonságok különbségei alapján. A mainstream előnyben részesítési módszerek széles körben három csoportra oszthatók: fizikai előnyben részesítés, kémiai előnyben részesítés és bio-előnyben részesítés. Ezek közül a fizikai előnyben részesítés a legszélesebb körben alkalmazott, mivel alacsony költségű és környezetbarát. A megfelelő előnyben részesítési folyamat kiválasztása nagymértékben függ a célzott fém ásványok jellemzőitől, mint például a mágnesség, a sűrűség és a felületi hidrofóbia.

1. Fizikai hasznosítás: Az alacsony költségű megoldás a széleskörű ipari alkalmazásokhoz

A fizikai hasznosítás különválasztja az ásványokat anélkül, hogy megváltoztatná kémiai összetételüket, kizárólag a fizikai tulajdonságok eltérőségére támaszkodva. Ez a megközelítés a legtöbb könnyen felszabadítható fémásvány esetében alkalmas. A négy alapvető fizikai hasznosítási módszer:

1.1 Mágneses elválasztás: Célzott mágneses fémek visszanyerése

• Alapvető elv:A ásványok mágnesességében bekövetkező eltéréseket (pl. a magnetit vonzza a mágneses mezőt, míg a meddő ásványok nem) használja fel a mágneses és nem mágneses ásványok elkülönítésére.
• Applicable Metals: Elsősorban vas, mangán és króm ásványok. Különösen hatékony a magnetit (erős mágneses) és a pirrotit (gyenge mágneses) esetében. Ezenkívül vas szennyeződéseket is eltávolítanak vele nem fémtartalmú ásványokból, mint például a kvarc homok.
• Key Applications:
  • Vasérc hasznosító üzemek mágneses szétválasztási folyamatot használnak, amely magában foglalja a durva válogatást, tisztítást és utókezelést, hogy a vas tartalmát 25%-30%-ról 65%-ra növeljék.
  • Gyengén mágneses ásványokat, mint például a hematitot, először megsütik, hogy magnetitté alakítsák a mágneses szétválasztás előtt.
• Előnyök:Alacsony szennyezés, alacsony energiafogyasztás és nagy feldolgozási kapacitás (egyedi mágneses szeparátorok napi több ezer tonnát képesek kezelni).

1.2 Flotáció: "Hidrofób-Hidrofíliás" Elválasztás Finom Értékes Ásványokból

• Alapvető elv:Kémiai anyagokat (gyűjtő- és habképző szereket) adnak hozzá, hogy a célnemet ásvány hidrofób legyen. Ezek a részecskék a levegőbuborékokhoz tapadnak és habként a felszínre emelkednek, míg a nem célzott ásványok a lebegő anyagban maradnak.
• Alkalmazható Fémek:Réz, ólom, cink, molibdén, arany, ezüst és egyéb finom szemcsés (tipikusan
• Key Applications:
  • A rézérc standard folyamata: A szulfid rézfloatáció az ércet 0,3%-0,5% Cu-ról 20%-25% rézkoncentrátumra emeli.
  • Segéd aranykiv nyerés: Finoman szétszórt arany esetén a floatáció először egy szulfid koncentrátumba koncentrálja, csökkentve a további cianidálás során a cianid felhasználását.
• Előnyök:Magas szeparációs hatékonyság (90%-ot meghaladó visszanyerési arányok), hatékony összetett poliméteres ércek esetén.
• Hátrányok:Kémiai reagensek használata szennyvízkezelést igényel.

1.3 Nehézségi Szeparáció: Sűrűségkülönbségek kihasználása durva nehézfémek visszanyerésére

• Alapvető elv:A gravitációs szeparáció a nehézfém ásványok és a könnyebb meddőanyag közötti sűrűségkülönbségeket használja egy gravitációs vagy centrifugális mezőben.
• Alkalmazható Fémek:A gold (plácer és érces durva részecskék), volfrám, ón, antimon, különösen a 0,074 mm-nél nagyobb durva részecskék.
• Key Applications:
  • A plácer aranybányászat átereszti és rezgő asztalokat használ a természetes arany több mint 95%-os visszanyerésére.
  • A volfrám és ónérc gravitációs szeparáción megy át, mint egy durva lépés, hogy a 70%-80% alacsony sűrűségű meddőanyagot eldobja a flottálás előtt.
• Előnyök:Nincs kémiai szennyezés, nagyon alacsony költség, egyszerű berendezés.
• Hátrányok:Alacsony regenerálás a finom részecskék és a kis sűrűségkülönbségű ásványok esetében.

1.4 Elektrosztatikus szeparáció: A vezetőképességi különbségek kihasználása különleges fémekhez

• Alapvető elv:Az ásványok elválasztása az elektromos vezetőképesség különbségei alapján (pl. a fémes ásványok vezetnek, a nem fémesek nem) egy magas feszültségű mezőben, ahol a vezető ásványokat vonzzák vagy taszítják az elektródák.
• Alkalmazható Fémek:Főként ritka fém ásványok, mint a titán, cirkonium, tantál és nióbium elválasztására használják, vagy koncentrátumok tisztítására (pl. nem vezető meddő anyag eltávolítása a réz/ólom/cink koncentrátumokból).
• Key Applications:
  • Titanium elválasztás tengerparti homokból: Hainanen az elektrostatikus elválasztás a vezető iloimenitot izolálja a nem vezető kvarctól.
  • Koncentrátum tisztítása: Rosszul vezető kvarc eltávolítása a wolfrám koncentrátumból a minőségének javítása érdekében.
• Előnyök:Magas elválasztási precizitás, nincs szükség vegyi reagensre.
• Hátrányok:Érzékeny a nedvességre (szárítást igényel), alacsony áteresztőképesség, jellemzően csak tisztítási lépésként használják.

2. Vegyi hasznosítás: A "Végső Erőforrás" Nehezen Feldolgozható Ércvekhez

Amikor a fém ásványok finoman szétszórtak vagy szorosan kötődnek a meddighöz (pl. oxidált ércek, komplex szulfidok), a fizikai módszerek meghiúsulhatnak. A vegyi hasznosítás lebontja az ásványi struktúrákat az fémek kinyerésére, főként a következők révén:

2.1 Oldás: “Oldódás és Kioldás” Fémionokból

• Alapvető elv:Aércek kémiai oldószerekben (sav, lúg vagy sóoldatok) áznak, hogy az adott fém oldódjon egy terheléssel rendelkező oldatban (PLS), amelyből a fém visszanyerésre kerül (pl. csapadékképzés, cementálás vagy elektronyerés által).
• Alkalmazható Fémek:Arany (ciános oldás), ezüst, réz (halmozott oldás), nikkel, kobalt és más nehezen olvadó fémek.
• Esettanulmány:
  • Aranyciános oldás: Finomra őrölt ércet ciánoldattal kevernek; az arany oldható komplexet képez, amelyet később cinkporral csapadékként kiválnak (visszanyerés ≥90%). A ciánszennyezést szigorúan ellenőrizni kell.
  • Cink Halom Oldás: Alacsony minőségű oxidréz ér [0,2%-0,5% Cu] kénsavval irrigálják; a réz oldódik és oldószerextrakcióval és elektroliti kiválasztással (SX-EW) katódrézként nyerik ki (költséghatékony alacsony minőségű ér esetén).

2.2 Pörkölés-Oldás Kombinált Folyamat

• Alapvető elv:Az ércet először magas hőmérsékleten (300-1000°C) pörkölik, hogy megváltoztassák a szerkezetét (pl. oxidáló vagy redukáló pörkölés), a refrakter fémet oldható formába alakítva a következő oldáshoz.
• Alkalmazható Fémek:Refrakter szulfidok (pl. nikkel-szulfid, réz-szulfid) és oxidércek (pl. hematit).
• Esettanulmány:
  • Nikkel szulfid pörkölése: A nikkel-szulfidot nikkel-oxiddá alakítja, amely könnyen oldható kénsavval, elkerülve a szulfid zavaró hatását.
  • Refrakter aranyérc pörkölése: Az arzént és szenet tartalmazó ércek esetében a pörkölés eltávolítja az arzént (As₂O₃ formájában volatilizálva) és a szenet (amely adszorbeálhat aranyat), lehetővé téve a későbbi cianidációt.

2.3 Mikroba Jólét: Környezetbarát Megközelítés Alacsony Fokozatú Érc számára

• Elv:Bizonyos mikroorganizmusok (pl. Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans) metabolikusan oxidálják a fém-szulfidokat oldható fém sókká, lehetővé téve a fémek visszanyerését az oldatból - ezt bioleachingnek is nevezik.
• Alkalmazható Fémek:Alacsony fémfokozatú réz (pl. porfíros réz), urán, nikkel, arany (mint kén eltávolító segédanyag).
• Előnyök:Környezetbarát (nincs vegyi reagens szennyezés), alacsony költség (a mikrobák önállóan szaporodnak), alkalmas a 0,1%-0,3%-os rézfokozatú ércekhez.
• Hátrányok:Lassú reakciósebességek (hetekig, hónapokig), érzékeny a hőmérsékletre és környezeti feltételekre.
• Tipikus alkalmazás:Körülbelül 20% a globális réztermelésből bioleachingen keresztül származik, például nagyméretű halomleülekező műveletek Chilében.

3. A háromlépcsős alaplogika a hasznosítási módszerek kiválasztásához

3.1 Állítsa a ásványok tulajdonságait:

• Mágneses ásványok (pl. magnetit) → Mágneses szeparálás
• Pici részecskék hidrofób különbségekkel (pl. rézércek) → Flotáció
• Durva részecskék, magas sűrűséggel (pl. kiömlött arany, wolfram) → Gravitációs szeparálás

3.2 Értékeld az ércek minőségét és tisztaságát:

• Magas minőségű durva ércek → Gravimetrikus vagy mágneses elválasztás (alacsony költség)
• Alacsony minőségű finom ércek → Floáció vagy oldás (magas visszanyerés)
• Rendkívül ellenálló ércek → Kémiai vagy biológiai hasznosítás

3.3 Egyensúlyozd ki a gazdasági és környezeti költségeket:

• Előnyben részesítsd a fizikai hasznosítást az alacsony energiafelhasználás és minimális szennyezés érdekében
• Csak akkor folyamodj kémiai vagy biológiai módszerekhez, ha a fizikai módszerek hatástalanok, mérlegelve a költségeket és a környezeti hatásokat