Maan lajittelu — kivilajeista malmeihin
Ensimmäisessä osassa kysyimme maata, nyt kuuntelemme. Lajittelu on kuin planeetta kuiskaisi: "tämä osa on lanka, tämä palkki, tämä ikkuna", ja me nyökkäämme kohteliaasti ja asetamme jokaisen osan oikealle kuljettimelle.
Miksi lajitella ensin (taidetta sanoa "et ole malmi")
Jokainen kilowatti, jonka käytät turhaan kivien jauhamiseen, on kilowatti, jota et käytä maailman rakentamiseen. Siksi ensimmäinen sääntö: hylkää jätteet aikaisin. Kuiva fysiikka — magnetismi, tiheys, optiikka — hoitaa suurimman osan työstä. "Kosteat" vaiheet tulevat myöhemmin, kun niitä tarvitaan, ja kierrättävät omaa vettään.
- Vähemmän massaa ketjussa eteenpäin → pienemmät uunit, pienemmät laskut, vähemmän kaikkea.
- Ensin kuiva → vähemmän veden hallintaa; pöly pysyy tiiviissä laitteistossa.
- Parempi tuote → uunit "syövät" konsentraattia, eivät mielipiteitä.
Tutustu linjaan (moduulit kuin Lego)
1) Syöttölaite & ensisijainen murskain
Suuret palat muuttuvat keskikokoisiksi. Leukamurskaimet tai kiertomurskaimet tuottavat 150–250 mm tuotetta.
Tyypillinen teho: 250–500 kW Käyttövalmius: 60–90 %2) Seulat ja toissijainen/HPGR
Seulat erottavat koon mukaan; toissijaiset kartiomaiset tai HPGR (korkean paineen jauhatusrullat) muuttavat kaaoksen kuutioiksi ja valmistavat täydellisen syötteen lajittelijoille.
Seulat: 2–30 kW kukin HPGR: 2–6 MW (suuri läpivirtaus)3) Antureihin perustuvat lajittelijat
Röntgen-, lähi-IR-, laser- tai hyperspektrikamera näkee sen, mitä silmät eivät näe. Ilmavirtaukset työntävät arvokkaan fraktion hellästi pois. Ei draamaa — vain tuhansia hellävaraisia ratkaisuja sekunnissa.
Yhdelle nauhalle: 50–250 kW Läpivirtaus: 50–400 t/h4) Magneettinen ja pyörrevirtauksien erotus
Magneti tanssivat magneettien lähellä. Heikosti magneettiset mineraalit tottelevat korkean intensiteetin erotinalueita. Pyörrevirtaukset työntävät ei-rautapitoiset hiukkaset kuin kohtelias suojelija.
Matalan/korkean intensiteetin magneetit Pyörrevirtaukset Al/Cu-paloille5) Tiheys (DMS) ja painovoima
Tiheysneste (tai vesikierrot/pyörteet) erottaa raskaat kevyistä. Käytettäessä ketjut ovat suljettuja, vesi kierrätetään.
Veden kierrätys > 90 % Lisäveden tarve pieni6) Kuljettimet kaikkialla
Nauhaenergia voittaa kuorma-autot: ~0.02–0.05 kWh/tonni-km. Peitetty, tiivis, hiljainen.
Pieni energian kulutus tonneissa Pöly jää sisälleMalmin ohje lajikkeittain (valitse fysiikka)
Magnetiitti (rauta)
Vallitseva fysiikka: magnetismi. Kuiva murskaus ja seulonta → matalan intensiteetin magneettierottelu.
- Energia: ~8–18 kWh/tonni (kuiva reitti)
- Vesi: ~0.1–0.3 m³/tonni (pölynhallinta)
- Tuotto (massa): ~40–55 % → 65 % Fe-koncentraatti
Boksiitti (alumiini)
Vallitseva fysiikka: koko + tiheys. Seulonta, pesu ja hienojen hiukkasten poisto; hienojauhatuksen välttäminen.
- Energia: ~3–8 kWh/tonni
- Vesi: ~0.2–0.5 m³/tonni (kierrätetty)
- Tuotto (massa): ~60–75 % → alumiiniumioksidin raaka-aine
Kuparisulfidit
Hallitseva fysiikka: vapautus + flotaatio. Kuiva murskaus → märkä (hieno) jauhatus → vaahtoflotaatio.
- Energia: ~20–40 kWh/tonni (enimmäkseen jauhatus)
- Vesi: ~0.5–1.5 m³/tonni (kierrätetty)
- Tuotto (massa): ~2–4 % → 25–35 % Cu-koncentraatti
Ennalta lasketut virtaukset
Tehtaan kapasiteetin muistilista (oletamme noin ~8 000 tuntia/vuosi)
| Vuosittainen syöttö | Läpäisykyky (t/h) | Tyypilliset linjat | Linjan teho (MW) | Huomautukset |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/vuosi | ~625 | 1–2 | Magnetiitti: ~5–10 Boksiitti: ~2–5 Kupari: ~12–25 |
Pieni kompleksi; ~5–8 ha |
| 10 Mt/vuosi | ~1,250 | 2–3 | Magnetiitti: ~10–20 Boksiitti: ~5–10 Kupari: ~25–40 |
Keskisuuri kompleksi; ~8–15 ha |
| 20 Mt/vuosi | ~2,500 | 3–5 | Magnetiitti: ~20–35 Boksiitti: ~10–18 Kupari: ~40–70 |
Suuri kompleksi; ~15–30 ha |
Tehotiedot heijastavat koko linjan keskiarvoja (murskaus, seulonta, lajittelu, pumput) sulatukseen asti. Syötämme naapurissa sijaitsevasta aurinkosiemen-tehtaasta.
Massatasapaino — magnetiitti (esimerkki)
Johdanto 10 Mt/vuosi 35 % Fe; tavoite — 65 % Fe konsentraatti.
| Virtaus | Massa (Mt/vuosi) | Huomautus |
|---|---|---|
| Johdanto | 10.0 | Murskataan → seulotaan → magneetit |
| Konsentraatti | ~4.5–5.5 | 40–55 % massan saanto |
| Hylätyt fraktiot | ~4.5–5.5 | Palautetaan konepajaseinille ja lohkoille |
Linjan teho: ~10–20 MW • Vesi: ~0.1–0.3 m³/tonni (pölynhallinta)
Massatasapaino — kuparisulfaatti (esimerkki)
Johdanto 10 Mt/vuosi, 0.8 % Cu; konseentraatti 30 % Cu.
| Virtaus | Massa (Mt/vuosi) | Huomautus |
|---|---|---|
| Johdanto | 10.0 | Murskattu → jauhettu → flotaatio |
| Cu-konseentraatti | ~0.24–0.36 | 2.4–3.6 % massan saanto |
| Häntäpala (uudelleenkäytetty) | ~9.64–9.76 | Tiivistetty, kasattu, uudelleenkäytetty |
Linjan teho: ~25–40 MW • Vesi: ~0.5–1.5 m³/tonni (käsitelty >85 %)
Energia per tonni — lyhyt muistilista
| Toiminta | Energia (kWh/tonni) | Huomautukset |
|---|---|---|
| Ensisijainen murskaus | ~0.5–1.5 | Leukamylly/pyörivä |
| Toissijainen / kolmannen asteen murskaus | ~1–4 | Kartio-/HPGR-valmistelu |
| HPGR (karkea jauhaminen) | ~3–7 | Usein korvaa SAG:n |
| Pallomylly/SAG-jauhaminen (hieno) | ~10–20 | Vain jos vapautus vaaditaan |
| Kosketuslajittelu (per tonni syötettä) | ~0.2–1.0 | Kamerat, ilmavirta |
| Magneettinen / pyörrevirtatekniikka | ~0.1–0.5 | Pienet kustannukset |
| Kuljetus (per km) | ~0.02–0.05 | Tonnikilometriin perustuva |
Sääntö: jos lajittelija voi hylätä 20–50 % kiviaineksesta ennen hienojauhatusta, myöhempien vaiheiden energiankulutus laskee merkittävästi.
Energia- ja vesitasapaino (ennakkoon laskettu)
10 Mt/vuosi magnetiitti (kuiva reitti)
| Komponentti | Keskiteho (MW) |
|---|---|
| Murskaus & seulat | ~6 |
| HPGR (jos käytössä) | ~6 |
| Magnetit & lajittelijat | ~2 |
| Kuljettimet & apulaitteet | ~2 |
| Yhteensä | ~16 MW |
Vesi: ~0.2 m³/tonni (pöly) → 2 Mm³/vuosi kierrätetään.
10 Mt/vuosi kupari (flotaatio-reitti)
| Komponentti | Keskiteho (MW) |
|---|---|
| Murskaus & seulat | ~6 |
| Hienojauhto | ~20 |
| Flotaatio & pumput | ~6 |
| Kuljettimet & apulaitteet | ~4 |
| Yhteensä | ~36 MW |
Vesi: ~1.0 m³/tonni syötettä → 10 Mm³/vuosi; kierrätys >85 %, täydennys järvestä.
Tehtaan alue ja sijainti
Alue ja rakennukset (10 Mt/vuosi)
- Suljetut rakennukset: murskaimet, seulat, lajittelijat (melu ja pöly sisällä).
- Avoin ilma: kuljettimet suojuksilla, magneetit (tarvittaessa).
- Jälki: ~8–15 ha, mukaan lukien varastot ja ajotiet.
- Lähellä oleva PV-kenttä: ~100–200 MWp lajitteluun ja kasvuun ruokkimiseen.
Ilma, pöly, ääni
- Suodatinpussit ja sumutus pitävät KD-tasot tylsän matalina.
- Akustiset levyt ja suojukset rajoittavat melun alle <85 dBA tontin rajalla.
- Kaikki kuljettimet on peitetty; siirtopisteet täysin suljettuja.
Kysymyksiä ja vastauksia
"Käytämmekö inhottavia kemikaaleja?"
Annamme etusijan kuivafysiikalle. Kun märkä vaihe on välttämätön (esim. kuparin flotaatio), käytämme suljettuja järjestelmiä moderneilla, vähän myrkyllisillä reagensseilla ja puhdistamme veden ennen päästämistä — useimmiten emme päästä vettä lainkaan ulos, vaan kierrätämme sen.
"Mitä tapahtuu hylätyille fraktioille?"
Ne muuttuvat teiksi, lohkoiksi ja järven reunojen viheralueiksi. Mitään ei jätetä; kaikki muuttuu paikaksi.
"Miksi niin paljon vaivaa sulatusta vastaan?"
Koska jokainen prosentti jätteistä, joka poistetaan ketjussa ylempänä, pienentää moninkertaisesti myöhempien laitteiden kokoa, kustannuksia ja aikatauluja. Tämä on ero kasan vetämisen ja pelkän malmin kutsumisen välillä.
Seuraavaksi: Aurinkoenergia siemenlaitoksena — moduulit, jotka rakentavat toisen tehtaan (osa 3). Näytämme, kuinka aurinkoinen katto muuttuu terawattitavaksi tavaksi.