Žemės rūšiavimas — nuo uolienų iki rūdų
Pirmoje dalyje paklausėme žemės, dabar — klausomės. Rūšiavimas — tai kaip planeta pašnibžda: „ši dalis yra viela, ši — sija, ši — langas“, o mes mandagiai linktelime ir padedame kiekvieną dalį ant tinkamo konvejerio.
Kodėl pirmiausia rūšiuoti (menas pasakyti „tu nesi rūda“)
Kiekvienas kilovatas, kurį išleidžiate bergždžiai uolienai malti, yra kilovatas, kurio neišleidžiate pasauliui kurti. Todėl pirmoji taisyklė: atmesti atliekas anksti. Sausoji fizika — magnetizmas, tankis, optika — nuveikia didžiąją dalį darbo. „Šlapi“ etapai, kai jų reikia, ateina vėliau ir recirkuliuoja savo vandenį.
- Mažiau masės toliau grandinėje → mažesnės krosnys, mažesnės sąskaitos, mažiau visko.
- Pirma sausai → mažiau vandens valdymo; dulkės lieka sandarioje įrangoje.
- Geresnis produktas → krosnys „valgo“ koncentratą, o ne nuomones.
Susipažinkite su linija (moduliai kaip Lego)
1) Padavėjas & pirminis smulkintuvas
Dideli kąsniai tampa vidutiniais. Žandikauliniai arba giratoriniai smulkintuvai pateikia 150–250 mm produktą.
Tipinė galia: 250–500 kW Darbo parengtis: 60–90 %2) Sietai ir antrinis/HPGR
Sietai atskiria pagal dydį; antriniai kūginiai arba HPGR (didelio slėgio malimo volai) paverčia chaosą kubeliais ir paruošia tobulą pašarą rūšiuotuvams.
Sietai: 2–30 kW kiekvienas HPGR: 2–6 MW (didelis pralaidumas)3) Jutikliais pagrįsti rūšiuotuvai
Rentgeno, artimojo IR, lazerio ar hiperspektrinės kameros mato tai, ko akys nemato. Oro srovės švelniai nustumdo vertingą frakciją. Jokios dramos — tik tūkstančiai švelnių sprendimų per sekundę.
Vienai juostai: 50–250 kW Pralaida: 50–400 t/h4) Magnetinis ir sūkurinių srovių atskyrimas
Magnetitas šoka prie magnetų. Silpnai magnetiniai mineralai paklūsta aukštos intensyvumo separatorių laukams. Sūkurinės srovės neferingas daleles stumia kaip mandagus apsauginis.
Žemo/aukšto intensyvumo magnetai Sūkurinės srovės Al/Cu gabalėliams5) Tankis (DMS) ir gravitacija
Tanki terpė (arba vandens spiralės/žygai) atskiria sunkias nuo lengvų. Kai naudojama, grandinės uždaros, vanduo recirkuliuojamas.
Vandens recirkuliacija > 90 % Papildomo vandens poreikis nedidelis6) Konvejeriai visur
Juostos energijos požiūriu nugali sunkvežimius: ~0.02–0.05 kWh/ton‑km. Uždengti, sandarūs, tylūs.
Maža energija tonai Dulkės lieka vidujeRūdų vadovas pagal rūšis (pasirinkite fiziką)
Magnetitas (geležis)
Vyraujanti fizika: magnetizmas. Sausas smulkinimas ir sijojimas → žemo intensyvumo magnetinis atskyrimas.
- Energija: ~8–18 kWh/tona (sausas maršrutas)
- Vanduo: ~0.1–0.3 m³/tona (dulkių kontrolė)
- Išeiga (masė): ~40–55 % → 65 % Fe koncentratas
Boksitas (aliuminis)
Vyraujanti fizika: dydis + tankis. Sijoti, plauti ir šalinti smulkias daleles; vengti smulkaus malimo.
- Energija: ~3–8 kWh/tona
- Vanduo: ~0.2–0.5 m³/tona (recirkuliuotas)
- Išeiga (masė): ~60–75 % → pašaras aliuminio oksidui
Variniai sulfidai
Vyraujanti fizika: išlaisvinimas + flotacija. Sausas smulkinimas → šlapias (smulkus) malimas → putų flotacija.
- Energija: ~20–40 kWh/tona (daugiausia malime)
- Vanduo: ~0.5–1.5 m³/tona (perdirbtas)
- Išeiga (masė): ~2–4 % → 25–35 % Cu koncentratas
Iš anksto paskaičiuoti srautai
Gamyklos pajėgumų atmintinė (darome prielaidą apie ~8 000 val./metus)
| Metinis įvadas | Pralaida (t/h) | Tipinės linijos | Linijos galia (MW) | Pastabos |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/metus | ~625 | 1–2 | Magnetitas: ~5–10 Boksitas: ~2–5 Varis: ~12–25 |
Nedidelis kompleksas; ~5–8 ha |
| 10 Mt/metus | ~1,250 | 2–3 | Magnetitas: ~10–20 Boksitas: ~5–10 Varis: ~25–40 |
Vidutinis kompleksas; ~8–15 ha |
| 20 Mt/metus | ~2,500 | 3–5 | Magnetitas: ~20–35 Boksitas: ~10–18 Varis: ~40–70 |
Didelis kompleksas; ~15–30 ha |
Galios skaičiai atspindi visos linijos vidurkius (smulkinimas, sijojimas, rūšiavimas, siurbliai) iki lydymo. Maitinsime iš kaimynystėje esančios saulės sėklinės gamyklos.
Masės balansas — magnetitas (pavyzdys)
Įvadas 10 Mt/metus su 35 % Fe; tikslas — 65 % Fe koncentratas.
| Srautas | Masė (Mt/metus) | Pastaba |
|---|---|---|
| Įvadas | 10.0 | Smulkinti → sijoti → magnetai |
| Koncentratas | ~4.5–5.5 | 40–55 % masės išeiga |
| Atmestos frakcijos | ~4.5–5.5 | Grąžinama inžinerinėms sienoms ir blokams |
Linijos galia: ~10–20 MW • Vanduo: ~0.1–0.3 m³/tona (dulkių kontrolė)
Masės balansas — variniai sulfidai (pavyzdys)
Įvadas 10 Mt/metus, 0.8 % Cu; koncentratas 30 % Cu.
| Srautas | Masė (Mt/metus) | Pastaba |
|---|---|---|
| Įvadas | 10.0 | Smulkinti → malti → flotacija |
| Cu koncentratas | ~0.24–0.36 | 2.4–3.6 % masės išeiga |
| Uodegos (panaudojamos) | ~9.64–9.76 | Sutirštintos, sukrautos, panaudotos iš naujo |
Linijos galia: ~25–40 MW • Vanduo: ~0.5–1.5 m³/tona (perdirbta >85 %)
Energija vienai tonai — trumpa atmintinė
| Operacija | Energija (kWh/tona) | Pastabos |
|---|---|---|
| Pirminis smulkinimas | ~0.5–1.5 | Žandikaulinis/giratorinis |
| Antrinis / terciarinis smulkinimas | ~1–4 | Kūginiai / HPGR paruošimas |
| HPGR (stambus malimas) | ~3–7 | Dažnai pakeičia SAG |
| Kamuolinis/SAG malimas (smulkus) | ~10–20 | Tik jei to reikalauja išlaisvinimas |
| Jutiklinis rūšiavimas (per toną įvado) | ~0.2–1.0 | Kameros, oro srovės |
| Magnetinis / sūkurinių srovių | ~0.1–0.5 | Mažos sąnaudos |
| Transportavimas (per km) | ~0.02–0.05 | Ton‑km pagrindu |
Taisyklė: jei rūšiuotuvas gali atmesti 20–50 % uolienos iki smulkaus malimo, vėlesnių etapų energija smarkiai krenta.
Energijos ir vandens balansas (iš anksto paskaičiuotas)
10 Mt/metus magnetitas (sausasis maršrutas)
| Komponentas | Vid. galia (MW) |
|---|---|
| Smulkinimas & sietai | ~6 |
| HPGR (jei naudojamas) | ~6 |
| Magnetai & rūšiuotuvai | ~2 |
| Konvejeriai & pagalbiniai | ~2 |
| Iš viso | ~16 MW |
Vanduo: ~0.2 m³/tona (dulkės) → 2 Mm³/metus recirkuliuojama.
10 Mt/metus varis (flotacijos maršrutas)
| Komponentas | Vid. galia (MW) |
|---|---|
| Smulkinimas & sietai | ~6 |
| Smulkus malimas | ~20 |
| Flotacija & siurbliai | ~6 |
| Konvejeriai & pagalbiniai | ~4 |
| Iš viso | ~36 MW |
Vanduo: ~1.0 m³/tona įvado → 10 Mm³/metus; recirkuliacija >85 %, papildymas iš ežero.
Gamyklos plotas ir vieta
Plotas ir pastatai (10 Mt/metus)
- Uždari pastatai: smulkintuvai, sietai, rūšiuotuvai (triukšmas ir dulkės viduje).
- Atviras oras: konvejeriai su dangomis, magnetai (kai reikia).
- Pėdsakas: ~8–15 ha, įskaitant atsargas ir privažiavimus.
- Šalia esantis PV laukas: ~100–200 MWp rūšiavimui ir augimui maitinti.
Oras, dulkės, garsas
- Filtrų maišai ir purškimas palaiko KD lygius nuobodžiai žemus.
- Akustinės plokštės ir gaubtai taiko <85 dBA ties sklypo riba.
- Visi konvejeriai uždengti; perdavimo taškai visiškai uždaryti.
Klausimai ir atsakymai
„Ar naudojame bjaurią chemiją?“
Pirmenybę teikiame sausajai fizikai. Kai būtinas „šlapias“ etapas (pvz., vario flotacija), naudojame uždaras schemas su moderniais, mažai toksiškais reagentais ir vandenį išvalome prieš išleidimą — dažniausiai jo visai neišleidžiame, o pernaudojame.
„Kas nutinka atmestoms frakcijoms?“
Jos virsta keliais, blokais ir apželdintomis ežero sienomis. Nieko nepaliekama; viskas tampa vieta.
„Kodėl tiek pastangų prieš lydymą?“
Nes kiekvienas procentas atliekų, pašalintas aukščiau grandinėje, daug kartų sumažina vėlesnių įrenginių dydį, sąnaudas ir terminus. Tai skirtumas tarp kalno vilkimo į krosnį ir kvietimo tik rūdai.
Toliau: Saulė kaip sėklinė gamykla — moduliai, kurie pastato kitą gamyklą (3 dalis). Parodysime, kaip vienas saulėtas stogas tampa teravatiniu įpročiu.