Сортиране на земята — от скали до руди
В първата част попитахме земята, сега — слушаме. Сортирането е като планетата да шепне: „тази част е жица, тази — греда, тази — прозорец“, а ние учтиво кимваме и поставяме всяка част на правилната конвейерна лента.
Защо първо да сортираме (изкуството да кажеш „ти не си руда“)
Всеки киловат, който харчите напразно за смилане на скали, е киловат, който не харчите за създаване на света. Затова първото правило: отхвърляйте отпадъците рано. Сухата физика — магнетизъм, плътност, оптика — върши по-голямата част от работата. „Мокрите“ етапи, когато са нужни, идват по-късно и рециклират своята вода.
- По-малко маса по веригата → по-малки пещи, по-малки сметки, по-малко всичко.
- Първо сухо → по-малко управление на водата; прахът остава в затворено оборудване.
- По-добър продукт → пещите „ядат“ концентрата, а не мненията.
Запознайте се с линията (модули като Lego)
1) Подавач & първична дробилка
Големите парчета стават средни. Челюстни или ротационни дробилки произвеждат продукт 150–250 мм.
Типична мощност: 250–500 kW Работна готовност: 60–90 %2) Сита и вторичен/HPGR
Ситата разделят по размер; вторични конусни или HPGR (високонапорни валци за смилане) превръщат хаоса в кубчета и подготвят перфектна храна за сортиращите устройства.
Сита: 2–30 kW всеки HPGR: 2–6 MW (голям капацитет)3) Сортиращи устройства, базирани на сензори
Рентген, близко ИЧ, лазер или хиперспектрална камера виждат това, което очите не могат. Въздушните потоци нежно отместват ценната фракция. Никаква драма — само хиляди нежни решения в секунда.
За една лента: 50–250 kW Пропускливост: 50–400 т/ч4) Магнитно и вихрово токово разделяне
Магнетитът се шокира от магнитите. Слабо магнитните минерали се подчиняват на полетата на сепаратори с висока интензивност. Вихровите токове бутат неферинговите частици като учтив защитник.
Магнити с ниска/висока интензивност Вихрови токове за парчета Al/Cu5) Плътност (DMS) и гравитация
Плътна среда (или водни спирали/цикли) отделя тежките от леките. Когато се използва, веригите са затворени, водата се рециркулира.
Рециркулация на вода > 90 % Малка нужда от допълнителна вода6) Конвейери навсякъде
Лентовите енергии превъзхождат камионите: ~0.02–0.05 kWh/тон‑км. Покрити, плътни, тихи.
Ниска енергия на тон Прахът остава вътреРъководство за руди по видове (изберете физиката)
Магнетит (желязо)
Водеща физика: магнетизъм. Сухо раздробяване и пресяване → магнитно разделяне с ниска интензивност.
- Енергия: ~8–18 kWh/тон (сух маршрут)
- Вода: ~0.1–0.3 м³/тон (контрол на праха)
- Добив (тегло): ~40–55 % → 65 % Fe концентрат
Боксит (алуминий)
Водеща физика: размер + плътност. Пресяване, пране и отстраняване на дребни частици; избягване на финно смилане.
- Енергия: ~3–8 kWh/тон
- Вода: ~0.2–0.5 м³/тон (рециркулирана)
- Добив (тегло): ~60–75 % → суровина за алуминиев оксид
Медни сулфиди
Доминираща физика: освобождаване + флотация. Сухо раздробяване → мокро (фино) смилане → пяна флотация.
- Енергия: ~20–40 kWh/тон (главно за смилане)
- Вода: ~0.5–1.5 м³/тон (рециклирана)
- Добив (масово): ~2–4 % → 25–35 % концентрат Cu
Предварително изчислени потоци
Бележка за капацитета на завода (предполагаме ~8 000 часа/година)
| Годишен вход | Пропускливост (т/ч) | Типични линии | Мощност на линията (MW) | Бележки |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/година | ~625 | 1–2 | Магнетит: ~5–10 Боксит: ~2–5 Мед: ~12–25 |
Малък комплекс; ~5–8 ха |
| 10 Mt/година | ~1,250 | 2–3 | Магнетит: ~10–20 Боксит: ~5–10 Мед: ~25–40 |
Среден комплекс; ~8–15 ха |
| 20 Mt/година | ~2,500 | 3–5 | Магнетит: ~20–35 Боксит: ~10–18 Мед: ~40–70 |
Голям комплекс; ~15–30 ха |
Мощностните числа отразяват средните стойности на цялата линия (счупване, пресяване, сортиране, помпи) до топене. Ще захранваме от съседната слънчева семенна фабрика.
Масов баланс — магнетит (пример)
Въведение 10 Mt/година с 35 % Fe; цел — 65 % Fe концентрат.
| Поток | Маса (Mt/година) | Бележка |
|---|---|---|
| Въведение | 10.0 | Счупване → пресяване → магнити |
| Концентрат | ~4.5–5.5 | 40–55 % масов добив |
| Отхвърлени фракции | ~4.5–5.5 | Възстановява се за инженерни стени и блокове |
Мощност на линията: ~10–20 MW • Вода: ~0.1–0.3 m³/тон (контрол на праха)
Масов баланс — медни сулфиди (пример)
Въведение 10 Mt/година, 0.8 % Cu; концентрат 30 % Cu.
| Поток | Маса (Mt/година) | Бележка |
|---|---|---|
| Въведение | 10.0 | Дробене → смилане → флотация |
| Cu концентрат | ~0.24–0.36 | 2.4–3.6 % масов добив |
| Опашки (рециклирани) | ~9.64–9.76 | Кондензирани, складирани, рециклирани |
Мощност на линията: ~25–40 MW • Вода: ~0.5–1.5 m³/тон (рециклирана >85 %)
Енергия за една тон — кратка паметна бележка
| Операция | Енергия (kWh/тон) | Бележки |
|---|---|---|
| Първично раздробяване | ~0.5–1.5 | Челюстен/ротационен |
| Вторично / третично раздробяване | ~1–4 | Конусни / HPGR подготовка |
| HPGR (едро мелене) | ~3–7 | Често замества САГ |
| Топков/САГ мелене (фино) | ~10–20 | Само ако освобождаването го изисква |
| Сензорно сортиране (на тон входящ материал) | ~0.2–1.0 | Камери, въздушен поток |
| Магнитен / вихрови токове | ~0.1–0.5 | Ниски разходи |
| Транспорт (на км) | ~0.02–0.05 | На база тон-километър |
Правило: ако сортиращото устройство може да отстрани 20–50 % скала преди финното смилане, енергията на по-късните етапи значително намалява.
Баланс на енергията и водата (предварително изчислен)
10 Mt/годишно магнетит (сух маршрут)
| Компонент | Средна мощност (MW) |
|---|---|
| Смилане & сита | ~6 |
| HPGR (ако се използва) | ~6 |
| Магнити & сортиращи | ~2 |
| Конвейери & помощни | ~2 |
| Общо | ~16 MW |
Вода: ~0.2 м³/тон (прах) → 2 Mm³/година се рециклира.
10 Mt/годишно мед (флотационен маршрут)
| Компонент | Средна мощност (MW) |
|---|---|
| Смилане & сита | ~6 |
| Фино смилане | ~20 |
| Флотация & помпи | ~6 |
| Конвейери & помощни | ~4 |
| Общо | ~36 MW |
Вода: ~1.0 м³/тон вход → 10 Mm³/година; рециркулация >85 %, допълване от езерото.
Площ и местоположение на фабриката
Площ и сгради (10 Mt/година)
- Затворени сгради: дробилка, сита, сортиращи машини (шум и прах вътре).
- Открит въздух: конвейери с покрития, магнити (когато е необходимо).
- Следа: ~8–15 ха, включително запаси и достъпи.
- Съседно PV поле: ~100–200 MWp за сортиране и захранване на растежа.
Въздух, прах, шум
- Филтърните торби и пръскането поддържат нивата на КД досадно ниски.
- Акустичните плочи и капаци прилагат <85 dBA на границата на парцела.
- Всички конвейери са покрити; точките на предаване са напълно затворени.
Въпроси и отговори
„Използваме ли неприятна химия?“
Предпочитаме сухата физика. Когато е необходим „мокър“ етап (напр. медна флотация), използваме затворени схеми с модерни, слабо токсични реагенти и пречистваме водата преди изпускане — най-често изобщо не я изпускаме, а я рециклираме.
„Какво се случва с отхвърлените фракции?“
Те се превръщат в пътища, блокове и озеленени стени на езерото. Нищо не се оставя; всичко става място.
„Защо толкова усилия преди топенето?“
Защото всеки процент отпадъци, отстранен по-горе в веригата, многократно намалява размера, разходите и сроковете на по-късните съоръжения. Това е разликата между влачене на планина към пещта и извикване само за руда.
Продължение: Слънцето като семенна фабрика — модули, които изграждат друга фабрика (част 3). Ще покажем как един слънчев покрив се превръща в тераватна практика.