Summary: Металл хүдэр баяжуулалт нь уул уурхайн салбарт чухал алхам бөгөөд энэ нь тэдгээрийн физик эсвэл химийн шинж чанарын ялгаагаар үнэт металл эрдэнийн чулууг хаягдал чулуунаас салгах зорилготой юм. ...

Металл хүдэр баяжуулах нь уул уурхайн салбарт чухал алхам бөгөөд үнэт металл хүдэрүүдийг түүхий эдээс физик эсвэл химийн шинж чанар дахь ялгаануудын үндсэн дээр тусгаарлахад чиглэгддэг. Ерөнхий баяжуулах аргуудыг өргөн хүрээтэй гурван бүлэгт ангилж болно: физик баяжуулалт, химийн баяжуулалт, ба био-баяжуулалт. Эдгээрээс физик баяжуулалт нь зардлын хямд, байгаль орчинд ээлтэй байдлаараа хамгийн өргөнөөр хэрэгждэг. Төгс металл хүдэрүүдийн онцлог, жишээлбэл, соронзон чанар, нягтрал, гад Surface hydrophobicity зэргээс хамаарч тохирох баяжуулах процессыг сонгох ихээхэн хамааралтай.

Metal Ore Beneficiation Methods

1. Физикийн баяжмал: Өндөр үйлдвэрлэлийн өргөн хэрэглээнд зориулсан зардал багатай шийдэл

Физикийн баяжмал нь эрдэс бодисыг химийн найрлагаа өөрчлөлгүйгээр, зөвхөн физикийн шинж чанарын ялгааг ашиглан тусгаарладаг. Энэ аргачлал нь хамгийн амархан баяжуулж болох металлын эрдсүүдэд тохиромжтой. Дөрвөн үндсэн физикийн баяжмалын арга бол:

1.1 Магнитийн төрөлжүүлэлт: Магнитийн металлуудыг зорилтот сэргээх

  • Үндсэн зарчим: Эрдэсийн магнититын ялгааг (жишээ нь, магнитит нь магнитийн талбайд татагддаг, харин хаягдлын эрдэсүүд тийнхүү татагддаггүй) ашиглан магнит болон магнит биш эрдсүүдийг тусгаарлах.
  • Зорилтот металлууд: Г mainly төмрийн, манганы, хромын эрдсүүд. Тусгайлан магнетит (бат бөх соронзон) болон пирротит (сул соронзон) дээр үр дүнтэй. Мөн кварц элс гэх мэт металл агуулаагүй эрдсүүдээс төмрийн бохирдлыг арилгах зориулалтаар ашиглагддаг.
  • Гол хэрэглээ:
    • Төмрийн хүдэр баяжуулах үйлдвэрүүд төмрийг 25%-30%-аас 65%-аас дээш хүртэл сайжруулахын тулд түүхий эд, цэвэрлэх, хураах процессоор соронзон ялгах урсгалыг ашигладаг.
    • Сул соронзон эрдсүүд шиг гематын минералуудыг соронзон ялгахад орохоос нь өмнө магнетит болгон хувиргахын тулд эхлээд шарах шаардлагатай.
  • Advantages: Бага бохирдол, бага эрчим хүчний хэрэглээ, том хэмжээний боловсруулалтын хүчин чадал (ганц соронзон салангид нь өдөрт мянга мянган тонныг боловсруулж чадна).
Magnetic Separation

1.2 Flotation: “Hydrophobic-Hydrophilic” Separation of Fine Valuable Minerals

  • Үндсэн зарчим: Зорилтот металлын эрдэс бодисыг гидрофобик болгохын тулд химийн бодисууд (цуглуулагчид болон хөөсрүүлэгчид) нэмэгдэнэ. Эдгээр бичил хэсгүүд агаарын хөөснүүдэд наалддаг бөгөөд хөөс шиг хугацаа өнгөрч гадаргуу руу дээшээ гардаг, харин зорилтод бус эрдэс бодисууд шингэнд үлддэг.
  • Хэрэглэх металлууд: Төмөр, мөнгө, цайр, молибден, алт, мөнгө мөн бусад нарийн ширхэгтэй (ихэвчлэн 0.1 ммээс бага) металл. Холимог металлын хүдэрг салгахад төгс тохиромжтой (жишээ нь, төмөр- zlүм-нүүрс цайр хүдэр баяжуулах үе шаттай флотац хийх).
  • Гол хэрэглээ:
    • Зэсийн хүдэр боловсруулах стандарт процесс: сульфид зэсийн флокуляцийн процессогоор хүдэр 0.3%-0.5% зэсээс 20%-25% зэсийн концентрацид дээшлэгддэг.
    • Нэмэлт алтыг сэргээх: Нарийн тархсан алтаар, флотаци эхлээд үүнийг сульфидын концентрат болгон төвлөрүүлж, дараагийн цианидалтад цианидын хэрэглээг бууруулдаг.
  • Advantages: Өндөр салгах үр ашиг (сэргээлтийн хувь 90%-иас дээш), хүнд металл бүлэглэсэн бодисуудын хувьд үр дүнтэй.
  • Disadvantages: Химийн реагент ашиглах нь бохир усны боловсруулалтыг шаарддаг.
Flotation Machine

1.3 Жин ялгах: Нягтралын ялгааг ашиглан том хүнд металлуудыг сэргээх

  • Үндсэн зарчим: Жин ялгах нь хүнд металлын эрдэсийн болон хөнгөн ганг руу жингийн ялгааг ашиглан гравитацийн эсвэл центрифугийн талбарт үйл ажиллагаа явуулдаг.
  • Хэрэглэх металлууд: Алт (пласер болон лодын том ширхэгүүд), вольфрам, оюу, антимон, ялангуяа 0.074 мм-ээс том ширхэгүүд.
  • Гол хэрэглээ:
    • Плэссер алт олборлолт нь сүйс болон чиллэг таблиц ашиглан байгалийн алтны илүүдэл 95%-аас дээш эргэн авалттайгаар авдаг.
    • Тунгстен болон tin хүдэр нь сульфидын давуу байдлаар 70%-80% -иас бага нягт шороо хаягдах зорилгоор таталцааны салалтын шатанд ордог.
  • Advantages: Химийн бохирдолгүй, маш бага өртөгтэй, энгийн тоног төхөөрөмж.
  • Disadvantages: Бага нягтралтай хэсгүүд болон эрдэс бодисыг нөхөн сэргээхэд бага.
Gravity Separation

1.4 Электростатик салгалт: Онцгой металлын цахилгаан дамжуулах ялгааг ашиглах

  • Үндсэн зарчим: Эрдсийг цахилгаан дамжуулалтын ялгаанд үндэслэн (жишээ нь, металлын эрдэс нь дамжуулдаг, металл бус нь дамжуулдаггүй) өндөр хүчдэлтэй талбайд тусгаарладаг, гэ где дамжуулдаг эрдсүүд электродоос татагдана эсвэл түлхэнэ.
  • Хэрэглэх металлууд: Үндсэндээ титани, циркони, тантал, ниобийн зэрэг ховор металл хүдрийг салгах эсвэл концентрацыг цэвэршүүлэхэд (жишээлбэл, зэс/талст/царапын концентратуудын дамжихгүй зүтгүүрийг төвөггүй арилгах гэх мэт) ашигладаг.
  • Гол хэрэглээ:
    • Титан мөнгөн уснаас салгах: Хайнан дэхь цахилгаан статик ялгах нь цахилгаан дамжуулагч илменитийг цахилгаан дамжуулахгүй кварцаас тусгаарладаг.
    • Төвлөрсөн цэвэрлэгээ: Гадагш ялгаруулах чанар муутай кварцыг ту antwortено дүрсэхээс нь салгаж, түүний зэрэглэлийг сайжруулах.
  • Advantages: Өндөр салгах нарийвчлал, химийн бодис шаардлагагүй.
  • Disadvantages: Чийгэнд мэдрэмтгий (хатах шаардлагатай), бага урсгалтай, ихэвчлэн зөвхөн цэвэрлэгээний алхам болгон ашиглагддаг.

2. Chemical Beneficiation: The “Last Resort” for Difficult Ores

Металл эрдэсүүд жижиг хэсгүүдэд тархан суусан эсвэл хаягдалтай бат бэх холбоотой үед (жишээ нь, исэлдсэн хүдэр, төвөгтэй сульфидүүд) физик аргууд үр дүнгүй байж магадгүй. Химийн баяжуулалт нь эрдсийн бүтэцийг задлах замаар металлыг гарган авахад хүргэдэг, голчлон:

2.1 Leaching: “Dissolution and Extraction” of Metal Ions

  • Үндсэн зарчим: Худруудыг химийн уусгагчид (хүчил, шүүслэг, эсвэл давсны уусмал) шингэлж, зорилтот металлыг жирийн уусмалаар (PLS) уусгах бөгөөд, энэ уусмалаас металл авах боломжтой (жишээ нь, ялгах, цементаци, эсвэл электровингингийн аргаар).
  • Хэрэглэх металлууд: Алт (цианидын процесс), мөнгө, зэс (хурдсаар шингэх процесс), никель, кобальт болон бусад хатуухан металлууд.
  • Тухайн Судалгаа:
    • Gold Cyanidation: Finely ground ore is mixed with a cyanide solution; gold forms a soluble complex and is later precipitated with zinc powder (recovery ≥90%). Cyanide pollution must be strictly controlled.
    • Зэс Хурдсаар Шингэх: Бага зэрэг чанартай оксид зэсийн хүдэр (0.2%-0.5% Cu) хүчиллэг усгаар усалж, зэс уусаж, уусмал олборлох болон цахилгаан ялгах (SX-EW) аргаар катодын зэс болон сэргээн авах (бага чанартай хүдрийн хувьд зардал багатай).

2.2 Тосол-Уусгах Хосолсон Процесс

  • Үндсэн зарчим: Ore is first roasted at high temperatures (300-1000°C) to alter its structure (e.g., oxidizing or reducing roast), converting refractory metals into a soluble form for subsequent leaching.
  • Хэрэглэх металлууд: Хатуулсан сульфид (жишээ нь, никель сульфид, зэс сульфид) болон оксидын уулс (жишээ нь, гематит).
  • Тохиолдлын Судалгаа:
    • Никель Сульфидын Тосол: Никель сульфидыг никель оксид болгон шилжүүлдэг, энэ нь хүхэрийн хүчилтэй амархан уусдаг бөгөөд сульфидын саад тотгороос зайлсхийдэг.
    • Хатуулсан Алт Уулын Тосол: Арсеник болон нүүрстэй уулсанд, тослох үйл явц нь арсеник (As₂O₃ хэлбэрт уусдаг) болон нүүрс (алт шингээж авах чадвартай) -г арилгаж, дараагийн цианиджуулалтыг боломжтой болгодог.

2.3 Микробын ашиглалт: Бага чанартай хүдэрт зориулсан байгальд ээлтэй аргачлал

  • Principle: Certain microorganisms (e.g., Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans) metabolically oxidize metal sulfides into soluble metal salts, enabling metal recovery from solution—also known as bioleaching.
  • Хэрэглэх металлууд: Бага чанартай зэс (жишээлбэл, порфирийн зэс), уран, никель, алт (сульфурыг устгах туслах).
  • Advantages: Байгальд ээлтэй (химийн бодисоор бохирдохгүй), зардал багатай (микробууд өөрсдийгөө дахин reproducer), зэсийн агуулга 0.1%-0.3% хүртэлх хүдэрт тохиромжтой.
  • Disadvantages: Муу хариу үзүүлэх цаг хугацаа (долоо хоногоос сар хүртэл), дулаан болон байгалийн нөхцөлд мэдрэмтгий.
  • Тодорхойлолт: Дэлхийн зэсийн үйлдвэрлэлийн ойролцоогоор 20% нь биологийн шүүлтүүрээс гаралтай, жишээлбэл, Чилийн томоохон хүнд шүүлтүүрийн үйл ажиллагаа.

3. Баяжуулах арга сонгох 3 алхамтай үндсэн логик

3.1 Минералын шинж чанарыг шинжлэх:

  • Magnetic minerals (e.g., magnetite) → Magnetic separation
  • Fine particles with hydrophobicity differences (e.g., copper ores) → Flotation
  • Coarse particles with high density (e.g., placer gold, tungsten) → Gravity separation

3.2 Уул уурхайн grade болон чөлөөлөлтийг үнэлэх:

  • High-grade coarse ores → Gravity or magnetic separation (low cost)
  • Low-grade fine ores → Flotation or leaching (high recovery)
  • Extremely refractory ores → Chemical or bio-beneficiation

3.3 Эдийн засаг болон байгаль орчны зардлыг тэгшитгэх:

  • Бага эрчим хүчний хэрэглээ, хамгийн бага бохирдолтой физик бенефициацыг илүүд үзэх
  • Физик аргууд үр дүнгүй болсон үед химийн эсвэл био-аргуудыг хэрэглэж, зардал болон байгаль орчны нөлөөг жижгэнэ