Jak oddělit mořský plážový písek monazit rutil zirkon granát ilmenit?
Oddělování písku z mořské pláže je složitý,{0}}krokový proces. Její jádro spočívá v oddělování různých minerálů v rudě využitím rozdílů v jejich fyzikálních nebo chemických vlastnostech.
Obecně se separační proces řídí principem „hrubý před jemným, gravitace před magnetickým, fyzikální před chemickým“ a lze jej shrnout do následujících základních fází:
Fáze 1: Před-úprava Surová ruda vytěžená z těžební oblasti obsahuje velké množství neužitečného materiálu a musí projít před-úpravou, aby se připravila na následnou separaci.
Třídění: Surová ruda se klasifikuje podle velikosti částic pomocí zařízení, jako jsou vibrační síta. To zlepšuje účinnost následného separačního zařízení, protože různé velikosti částic vyžadují různé separační parametry.
Drcení a mletí: Pokud ruda obsahuje aglomeráty nebo jsou minerály pevně vázány na hlušinu, jsou zapotřebí drtiče nebo kulové mlýny k jejich rozmělnění, čímž se uvolní cenné minerály.
Praní: Pračky nebo drhnoucí stroje se používají k odstranění nečistot, jako je jíl a bahno ulpívající na povrchu rudy.
Druhá fáze: Hrubování (především gravitační separace)
Toto je nejdůležitější a klíčový krok při separaci pobřežních ložisek, především s využitím rozdílů v hustotě minerálů.
Princip: V pobřežních rýžovištích mají cenné minerály (jako je ilmenit, rutil, zirkon, monazit atd.) obvykle mnohem vyšší hustotu než nerosty z gangu, jako je křemen. Při společném působení vodního toku a gravitace jsou lehčí minerály unášeny proudem vody, zatímco těžší minerály se usazují a shromažďují.
Hlavní vybavení:
Spirálový skluz: Toto je nejběžněji používané a nejúčinnější hrubovací zařízení. Kaše je přiváděna shora a proudí ve spirálovém propusti. Během tohoto procesu mají těžší minerály tendenci se pohybovat směrem k vnitřní straně propusti, zatímco lehčí minerály se pohybují na vnější stranu. Jsou odděleny separátorem na dně stavidla.
Spirálový skluz
Natřásací stůl: Využitím vratného asymetrického pohybu stroje a proudění vody na povrchu stolu se minerály oddělují mezi tyčemi lože podle hustoty a velikosti částic, čímž se získá koncentrát, meziplodiny a hlušina. Přesnost separace je vyšší než u spirálového stavidla a často se používá pro další rafinaci hrubého koncentrátu.
Třesící se stůl
Po gravitační separaci se získá "těžký minerální koncentrát", který je obohacen o různé užitečné minerály jako ilmenit, rutil, zirkon a monazit, které se však smíchají dohromady.
Třetí fáze: Jemná separace (kombinované operace magnetické separace, elektrostatické separace a flotace)
Pro separaci jednotlivých kvalifikovaných koncentrátů z hrubého koncentrátu je nutné využít rozdílů v magnetických vlastnostech minerálů, elektrické vodivosti a povrchových vlastnostech pro kombinovanou separaci.
Magnetická separace
Princip: Využití rozdílů v magnetických vlastnostech mezi různými minerály. Když minerály procházejí magnetickým polem, silně magnetické minerály jsou zmagnetizovány a adsorbovány na magnetický separátor, zatímco ne-magnetické minerály zůstávají nedotčeny.
Suchý magnetický separátor
Aplikace:
Za prvé, separátor slabého magnetického pole odděluje silně magnetické minerály, jako je magnetit.
Potom separátor středního nebo silného magnetického pole oddělí středně magnetické minerály, jako je ilmenit a monazit.
Nakonec zbývají obvykle ne-magnetické nebo slabě magnetické minerály, jako je zirkon a rutil.
Elektrostatická separace
Princip: Využití rozdílů ve vodivosti minerálů pod vysokým-elektrickým polem. Minerály s vysokou elektrickou vodivostí (např. rutil) po nabytí rychle ztrácejí náboj a jsou vymrštěny odstředivou silou bubnu; minerály s nízkou elektrickou vodivostí (jako je zirkon) jsou adsorbovány na povrch bubnu a unášeny na zadní stranu a okartáčovány.
Použití: Toto je klíčová metoda pro oddělení zirkonu (ne-vodič) a rutilu (dobrý vodič).
Flotace
Princip: Využití rozdílů ve fyzikálně-chemických vlastnostech minerálních povrchů. Přidáním specifických „kolektorů“, „inhibitorů“ a „napěňovačů“ cílový minerál selektivně ulpívá na vzduchových bublinách a plave na povrchu kaše, kde je seškrábán.
Použití: Flotace je efektivní separační metoda, kdy minerály mají velmi podobné hustoty, magnetické vlastnosti a elektrické vlastnosti. Používá se například k dalšímu čištění zirkonu nebo k oddělování některých jemnozrnných-minerálů titanu.
Čtvrtá fáze: Rafinace a úprava hlušiny
Rafinace: Koncentrát získaný po výše uvedené fyzikální separaci někdy nesplňuje průmyslové požadavky na čistotu nebo potřebuje další zpracování na produkty vyšší{0}}hodnoty. V této fázi se používají hydrometalurgické nebo pyrometalurgické metody, jako jsou:
Úprava ilmenitu kyselinou sírovou nebo chlorem za vzniku oxidu titaničitého nebo houbovitého titanu.
Pražení a kyselé mytí zirkonu pro zlepšení jeho kvality.
Úprava hlušiny: S velkým množstvím hlušiny (hlavně křemičitého písku) vznikajícího během procesu třídění je třeba správně zacházet. Moderní doly budou:
Zasypte hlušinu do vytěžené- oblasti.
Rekultivovat a ekologicky obnovit odkaliště.
Prozkoumejte druhotné získávání cenných složek z hlušiny nebo jejich použití jako stavebních materiálů k dosažení využití zdrojů.
Typický příklad procesu obohacování pobřežního rýžoviště (jako příklad lze uvést titan-zirkonový rýžovač):
Surová ruda → Třídění a promývání → Spirálová skluz (gravitační separace) → Získání koncentrátu těžkého písku.
Hrubý koncentrát → Sušení → Střední/silná magnetická separace → Magnetický produkt je koncentrát ilmenitu; nemagnetický produkt přejde k dalšímu kroku.
Ne-magnetické produkty → Elektrostatická separace → Vodivé produkty jsou rutilové koncentráty; nevodičové produkty jsou zirkonový koncentrát.
(Pokud je to nutné) Výše uvedené koncentráty se podrobí flotaci nebo kyselému promývání, aby se zlepšila jejich kvalita.
Radioaktivní minerály, jako je monazit (obvykle získaný v mezilehlé magnetické separační sekci), oddělené z koncentrátu, je třeba skladovat a spravovat odděleně.
Stručně řečeno, třídění pobřežních ložisek je typickým „kombinovaným procesem“, který využívá řadu fyzikálních metod, jako je gravitační separace, magnetická separace, elektrostatická separace a flotace, k postupnému oddělení smíšených těžkých minerálů do různých jednotlivých komerčních koncentrátů vysoké{0}}čistoty. Konkrétní návrh procesu závisí na specifickém minerálním složení a ekonomických hodnotách ložisek rýže.
