鉱鉱処理プラントのための7つの必須機械

概要：このガイドでは、一次破砕機やボールミルからフローティングセルや濃縮機まで、鉱鉱処理における7つの必須機械を探り、それらの重要な役割を詳述します。

鉱物処理、鉱石選鉱または鉱石の精製とも呼ばれるこのプロセスは、鉱山からの原鉱を貴重な濃縮物に変えるための重要な技術と科学です。爆破された岩石から市場性のある製品への旅は、一連の粉砕と分離の段階を含み、各段階は高度に専門化された設備に依存しています：ジョークラッシャー、コンクラッシャー、ボールミル、ハイドロサイクロン、浮選機、磁気分離機、及び濃縮槽。これらのシステムは、粉砕、分類、分離、脱水の主要なプロセスを可能にし、金属含量を大幅に増加させ、輸送や溶解のための体積を減少させ、全体のプロジェクト効率を向上させます。

1. チョウ粉砕機：一次粉砕

Function and Role:この颚式破碎机は、粉砕（サイズ減少）回路の最前線の防御です。その目的は頑丈でシンプルです：直径が1メートルを超えることもある鉱石（ROM）の最大の塊を受け入れ、それらを次の破砕段階のために管理可能なサイズ（通常100-250 mm）にまで減らすことです。

How it Works:ジョークラッシャーは、固定された顎と動く顎で構成されています。岩石は機械のチャンバーの上部に供給されます。動く顎が固定された顎に向かって周期的に動くと、岩石がその間で圧縮されて破砕されます。動く顎の下向きの動きにより、破砕された製品がチャンバーの下に重力で降りていき、底部から出ていきます。

なぜそれが不可欠なのか:そのシンプルさ、堅牢な構造、そして硬く、摩耗性があり、非常に変動のある原料を最小限の前処理で処理する能力は、一次破砕の真のチャンピオンにしています。これは低メンテナンスで高可用性の機械であり、すべてのダウンストリームプロセスの基盤を築きます。未破砕の鉱石を処理する一次作業において、これほど信頼性の高い破砕機は他にありません。

2. コーン破砕機: 二次および三次破砕

Function and Role:ジョークラッシャーに続いて、コーンクラッシャーが二次（そしてしばしば三次）破砕を引き継ぎます。彼の役割は、鉱石のサイズをさらに細かい製品、通常は10 mmから40 mmの間に減少させ、粉砕ミルに供給するのに適したものにすることです。

How it Works:オレは円錐形のチャンバーの上に供給されます。内部では、モーター駆動のマンテルが静止した凹形ボウルライナー内で回転しています。この回転は、マンテルとボウルライナーの間に岩を押しつぶす圧縮力を生み出します。マンテルと凹部の間の隙間が製品サイズを決定します。

なぜそれが不可欠なのか:コーンクラッシャーは、高容量、細かな製品サイズ、そして低運転コストの驚くべき組み合わせを提供します。最新のハイドロセットシステムにより、オペレーターは負荷の下でクラッシャー設定を調整でき、製品サイズとスループットをリアルタイムで最適化します。彼らは中間破砕段階における硬質および研磨剤の鉱石に最も効率的なクラッシャーです。

3. ボールミル： Grinding Circuit における解放の中心

Function and Role:粉砕がサイズの縮小に関するものであれば、砕きは解放に関するものです。ボールミルの重要な機能は、粉砕された鉱石を細かい粉末、しばしば砂やシルトの細かさ（0.1 mm 未満）に粉砕することです。このプロセスは、価値のある鉱物粒子を無価値な鉱石（廃岩）から分離するために不可欠です。

How it Works:Aボールミルは、研削媒体—通常は硬化鋼のボール—で部分的に満たされた回転する円筒形のシェルです。鉱石は水と共にミルに供給されます。ミルが回転するにつれて、ボールは持ち上げられ、その後カスケードダウンし、鉱石粒子に衝突して削れ、細かい粒子のスラリーに減少します。

なぜそれが不可欠なのか:grinding is the single most energy-intensive step in mineral processing, often consuming over half of a plant's total energy. The ball mill is the workhorse of this stage due to its reliability, ability to achieve a very fine product, and flexibility in handling a wide variety of ore types.

4. ハイドロサイクロン: 効率的な分類器

Function and Role:Grinding is inefficient if not controlled. A hydrocyclone is a classification device used in a closed circuit with a ball mill. Its purpose is to separate the mill's discharge into two products: a coarse "アンダーフロー" that needs further grinding and a fine "オーバーフロー" that is sufficiently liberated and ready for separation.

How it Works:鉱石スラリーは、圧力をかけて円錐型ハイドロサイクロンに接線的にポンプで送られます。これにより、激しい遠心渦が発生します。密度が高く粗い粒子は壁に投げ出され、下流の頂点に向かって螺旋状に降下します。より細かく、密度の低い粒子は中心に向かって運ばれ、オーバーフローとして上部のボルテックスファインダーを通って排出されます。

なぜそれが不可欠なのか:ハイドロサイクロンには可動部品がなく、設置と運用が安価であり、膨大な量のスラリーを処理できます。これらは、粉砕回路からの製品サイズを制御するための主なツールであり、すでに解放された粒子を過剰に粉砕することでエネルギーが無駄にならないようにしています。

5. フローテーションマシン: 選択的分離の達人

Function and Role:泡浮選は、貴重鉱物を鉱石から分離するために最も広く使用される方法です。それは非常に多用途であり、特定の鉱物を他のものからその表面化学に基づいて分離するように調整できます。

How it Works:粉砕からの微細鉱 slurryは、所望の鉱物粒子を疎水性（水を拒む）にし、他のものは親水性（水を引き寄せる）にする特定の試薬で処理されます。空気が条件付けられたスラリーに泡立てられます。疎水性粒子は空気の泡に付着し、セルの上部に泡層を形成して上昇し、そこから選鉱物としてスキミングされます。親水性粒子はスラリー内に残り、廃棄物として排出されます。

なぜそれが不可欠なのか:フローテーションは非常に選択的かつ効率的であり、他の方法では回収できない非常に細かい粒子を回収する能力があります。これは、ベースメタル（銅、鉛、亜鉛）、貴金属、産業鉱物産業のバックボーンです。フローテーション機械は、化学と物理が組み合わさって経済的価値を生む場所です。

6. 磁気分離機: 引力の力

Function and Role:この機器は、鉱物をその磁気感受性に基づいて分離します。主に鉄鉱石（磁鉄鉱）の処理に使用されますが、磁気不純物（例：鉄汚染）の除去や、イルメナイトやウルフラム鉱のような準磁性鉱物の分離においても重要です。

How it Works:基本設計は、静止した永久磁石または電磁石の配列を含む回転ドラムを含んでいます。鉱石がドラムを通過する際、磁性粒子が引き寄せられ、ドラムの表面に固定され、非磁性粒子の軌道から運ばれてから放出されます。

なぜそれが不可欠なのか: 磁選別は、試薬を必要としないクリーンで効率的、かつ低コストのプロセスです。これは鉄鉱石の重要な一次濃縮方法であり、ガラス砂生産からリサイクルに至る多くの他の処理フロースキームにおける重要な精製ステップです。

7. 増粘剤：水と尾鉱管理の守護者

Function and Role:分離後、貴重な濃縮物と廃棄尾鉱は、70-80%の水を含むスラリーの形態です。増粘剤の役割は、固液分離を行い、より濃いアンダーフローのスラリーと、処理プラントに再循環できる清水のオーバーフローを生成することです。

How it Works:スラリーは、大きな円形タンクに供給されます。フロック形成剤が加えられることが多く、細かい粒子を一緒に集める働きをします。重力により、固体がゆっくりとタンクの底に沈みます。回転するレーキメカニズムが沈殿した固体（「増粘された」アンダーフロー）を集約し、それが排出されます。清水はタンクの上部の堰を越えてオーバーフローします。

なぜそれが不可欠なのか:業界で巨大な水の足跡を持つ中で、濃縮剤は水の保存とリサイクルに不可欠であり、新鮮な水の摂取を80-95%削減します。また、保管施設に送られる鉱滓の量を減らし、環境リスクとコストを低下させます。濃縮物にとって、濃縮は濾過の前の重要な第一歩です。

もちろん、鉱石の特性に応じて、他の重要な設備も必要です。例えば：

• 振動スクリーン：材料のスクリーニングとグレーディングに使用されます。
• ベルト式真空フィルター：使用して、濃縮された濃縮物をさらに脱水し、水分含量の低いフィルターケーキを生成します。
• 焙焼炉：特定の専門鉱石（金やヘマタイトなど）を処理するために使用され、加熱を通じて鉱物構造を変化させ、後の選別を容易にします。

しかし、ここにリストされている7種類の機器は、ほとんどの現代の鉱物処理プラントにとって不可欠なコア機器です。

この機器のスイートは、各ユニットの出力が次のユニットを最適化する相乗的システムとして機能します。サイズの縮小、分類、分離、および脱水の連続的な段階が、連続プロセスループを形成します。この複雑な回路は、原鉱を精製された濃縮物に変換するために基本的であり、現代の鉱業を経済的に実現可能で、環境的に持続可能なものにします。