Samenvatting：Metaalertswinning is een cruciale stap in de mijnbouwindustrie, gericht op het scheiden van waardevolle metalen-mineralen van gangue op basis van hun fysieke of chemische eigenschap verschillen.

Metaalertswinning is een cruciale stap in de mijnbouwindustrie, gericht op het scheiden van waardevolle metalen-mineralen van gangue op basis van hun fysieke of chemische eigenschap verschillen. De gangbare verrijkingsmethoden kunnen grofweg in drie groepen worden gecategoriseerd: fysieke verrijking, chemische verrijking en bio-verrijking. Van deze is fysieke verrijking de meest toegepaste vanwege de lage kosten en milieuvriendelijkheid. De selectie van een geschikte verrijkingsprocedure hangt in hoge mate af van de kenmerken van de doelmetalen-mineralen, zoals magnetisme, dichtheid en oppervlaktetension.

Metal Ore Beneficiation Methods

1. Fysieke Beneficiatie: De Goedkope Oplossing voor Brede Industriële Toepassing

Fysieke beneficiatie scheidt mineralen zonder hun chemische samenstelling te veranderen, en vertrouwt uitsluitend op verschillen in fysieke eigenschappen. Deze aanpak is geschikt voor de meeste gemakkelijk te bevrijden metalen mineralen. De vier kernmethoden voor fysieke beneficiatie zijn:

1.1 Magnetische Scheiding: Gerichte Herstel van Magnetische Metalen

  • Kernprincipe:Maakt gebruik van verschillen in mineraalmagnetisme (bijv. magnetiet wordt aangetrokken door een magnetisch veld, terwijl gangue mineralen dat niet zijn) om magnetische van niet-magnetische mineralen te scheiden.
  • Toepasbare Metalen: Voornaamste ijzer, mangaan en chroommineralen. Bijzonder effectief voor magnetiet (sterk magnetisch) en pyrrhotiet (zwak magnetisch). Ook gebruikt om ijzerverontreinigingen uit niet-metallische mineralen zoals kwartszand te verwijderen.
  • Belangrijke Toepassingen:
    • IJzererts-verrijkingsinstallaties gebruiken een magnetische scheidingsflow van ruwe scheiding, schoonmaken en opruimen om het ijzergehalte van 25%-30% naar meer dan 65% te verhogen.
    • Zwak magnetische mineralen zoals hematiet worden eerst gebrand om ze in magnetiet om te zetten voordat de magnetische scheiding plaatsvindt.
  • Voordelen:Lage vervuiling, laag energieverbruik en grote verwerkingscapaciteit (enkele magnetische separators kunnen duizenden ton per dag verwerken).
Magnetic Separation

1.2 Flotatie: “Hydrofobe-Hydrofiele” Scheiding van Fijne Waardevolle Mineraal

  • Kernprincipe:Chemicals (collectoren en schuimmakers) worden toegevoegd om het doelmetaalmineraal hydrofoob te maken. Deze deeltjes hechten zich aan luchtbellen en stijgen naar de oppervlakte als schuim, terwijl niet-doelmineralen in de pulp blijven.
  • Toepasbare Metalen:Koper, lood, zink, molybdeen, goud, zilver en andere fijnkorrelige (typisch
  • Belangrijke Toepassingen:
    • Het standaardproces voor kopererts: Sulfide koperfloatatie upgradeert erts van 0,3%-0,5% Cu naar een 20%-25% koperconcentraat.
    • Auxiliaire goudherstel: Voor fijn verspreid goud concentreert floatatie het eerst in een sulfideconcentraat, wat het cyanideverbruik in de daaropvolgende cyanidatie vermindert.
  • Voordelen:Hoge scheidingsefficiëntie (herstelpercentages boven 90%), effectief voor complexe polymetallische ertsen.
  • Tijdens deze werkwijze Het gebruik van chemische reagentia vereist afvalwaterbehandeling.
Flotation Machine

1.3 Gravitatie-separatie: Het benutten van dichtheidsverschillen om grove zware metalen te recupereren

  • Kernprincipe:Gravitatie scheiding benut dichtheidsverschillen tussen zware metaalmineralen en lichtere gangue in een gravitatie- of centrifugaalveld.
  • Toepasbare Metalen:Goud (pleiter en lode grove deeltjes), tungsten, tin, antimoon, vooral grove deeltjes groter dan 0,074 mm.
  • Belangrijke Toepassingen:
    • Pleita goudwinning maakt gebruik van sleufs en schudtafels om natuurlijk goud te recupereren met meer dan 95% terugwinning.
    • Tungsten- en tinertsen ondergaan gravitatie scheiding als een ruwe stap om 70%-80% van de laag-dichte gangue vóór flotatie af te voeren.
  • Voordelen:Geen chemische vervuiling, zeer lage kosten, eenvoudige apparatuur.
  • Tijdens deze werkwijze Laag herstel voor fijne deeltjes en mineralen met kleine dichtheidsverschillen.
Gravity Separation

1.4 Elektrostatische Scheiding: Het Gebruik van Geleidbaarheid Verschillen voor Speciale Metalen

  • Kernprincipe:Scheidt mineralen op basis van verschillen in elektrische geleiding (bijv. metallische mineralen geleiden, niet-metallische niet) in een hoogspanningsveld, waar geleidbare mineralen worden aangetrokken of afgestoten door elektroden.
  • Toepasbare Metalen:Voornamelijk gebruikt voor het scheiden van zeldzame metalen mineralen zoals titanium, zirconium, tantalum en niobium, of voor het reinigen van concentraten (bijv. het verwijderen van niet-geleidend gangmateriaal uit koper/lood/zink concentraten).
  • Belangrijke Toepassingen:
    • Titanium scheiding van strandzanden: In Hainan isolateert elektrostatische scheiding geleidend ilmeniet van niet-geleidend kwarts.
    • Concentraatzuivering: Het verwijderen van slecht geleidend kwarts uit tungstenconcentraat om de kwaliteit te verbeteren.
  • Voordelen:Hoge scheidingsprecisie, geen chemische reagentia.
  • Tijdens deze werkwijze Gevoelig voor vocht (droging vereist), lage doorvoer, meestal alleen gebruikt als een reinigingsstap.

2. Chemische Verrijking: De “Laatste Redmiddel” voor Moeilijke erts

Wanneer metaalmineralen fijn verspreid of stevig gebonden zijn met gangue (bijv. geoxideerde ertsen, complexe sulfiden), kunnen fysieke methoden falen. Chemische verrijking breekt minerale structuren af om metalen te extraheren, voornamelijk via:

2.1 Uitloging: “Oplossen en Extractie” van Metaalionen

  • Kernprincipe:Ores worden doordrenkt met chemische oplosmiddelen (zuur, alkali of zoutoplossingen) om het doelmetaal op te lossen in een zwanger uitlogingsoplossing (PLS), waaruit het metaalelement wordt herwonnen (bijv. door neerslag, cementatie of elektrowinning).
  • Toepasbare Metalen:Goud (cyanidatie), zilver, koper (hopenuitloging), nikkel, kobalt en andere refractaire metalen.
  • Case Study:
    • Cyanidatie van Goud: Fijn gemaand erts wordt gemengd met een cyanide-oplossing; goud vormt een oplosbaar complex en wordt later neergeslagen met zinkpoeder (herwinning ≥90%). Cyanidevervuiling moet strikt worden gecontroleerd.
    • Koper Heap Leaching: Laagwaardige oxide kopererts (0,2%-0,5% Cu) wordt geïrrigeerd met zwavelzuur; koper lost op en wordt hersteld via oplosmiddelenextractie en elektrowinning (SX-EW) als kathodekoper (kosten effectief voor laagwaardig ertsen).

2.2 Roasting-Leaching Gecombineerd Proces

  • Kernprincipe:Erts wordt eerst geroosterd bij hoge temperaturen (300-1000°C) om de structuur te veranderen (bijv. oxiderende of reducerende roast), waarbij refractaire metalen worden omgezet in een oplosbare vorm voor daaropvolgende extractie.
  • Toepasbare Metalen:Refractaire sulfiden (bijv. nikkel sulfide, koper sulfide) en oxideären (bijv. hematiet).
  • Case Study:
    • Nikkel Sulfide Roasting: Zet nikkel sulfide om in nikkeloxide, dat gemakkelijk kan worden geëxtraheerd met zwavelzuur, waardoor interferentie van sulfide wordt vermeden.
    • Refractaire Goudert Roasting: Voor ertsen die arseen en koolstof bevatten, verwijdert roosteren arseen (gevlucht als As₂O₃) en koolstof (die goud kan adsorberen), waardoor daaropvolgende cyanidatie mogelijk wordt.

2.3 Microbiele Beneficiatie: Een Milieu Vriendelijke Aanpak voor Laagwaardige Ectsen

  • Principe:Bepaalde micro-organismen (bijv. Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans) oxideren metabolisch metaal sulfiden tot oplosbare metaalsalzen, waardoor metaalherstel uit oplossing mogelijk wordt—ook bekend als bioleaching.
  • Toepasbare Metalen:Laaggradig koper (bijv. porfierkoper), uranium, nikkel, goud (als zwavelverwijderingshulpmiddel).
  • Voordelen:Milieuvriendelijk (geen chemische reagensvervuiling), lage kosten (microben repliceren zichzelf), geschikt voor ertsen met koperspiegels zo laag als 0,1%-0,3%.
  • Tijdens deze werkwijze Langzame reactiesnelheden (weken tot maanden), gevoelig voor temperatuur en omgevingsomstandigheden.
  • Typische Toepassing:Ongeveer 20% van de wereldwijde kopere productie komt van bioleaching, zoals grote stapelhopen leachoperaties in Chili.

3. De 3-Stappen Kernlogica voor het Selecteren van Verrijkingsmethoden

3.1 Analyseer mineraaleigenschappen:

  • Magnetische mineralen (bijv. magnetiet) → Magnetische scheiding
  • Fijne deeltjes met hydrophobiciteit verschillen (bijv. koperertsen) → Flotatie
  • Grove deeltjes met hoge dichtheid (bijv. alluviaal goud, tungsten) → Zwaartekracht scheiding

3.2 Evalueer ertsgrade en vrijgave:

  • Hoogwaardige grove ertsen → Zwaartekracht of magnetische scheiding (lage kosten)
  • Laagwaardige fijne ertsen → Flotatie of uitlekken (hoge opbrengst)
  • Extreem refractaire ertsen → Chemische of bio-waardering

3.3 Balans van Economie en Milieu Kosten:

  • Geef de voorkeur aan fysieke verbetering voor laag energieverbruik en minimale vervuiling
  • Gebruik chemische of bio-methoden alleen wanneer fysieke methoden niet effectief zijn, met inachtneming van kosten en milieu-impact