Sortarea pământului — de la roci la minereuri
În prima parte am întrebat pământul, acum — ascultăm. Sortarea este ca o șoaptă a planetei: „această parte este sârmă, aceasta — grindă, aceasta — fereastră“, iar noi dăm din cap politicos și punem fiecare parte pe banda transportoare potrivită.
De ce sortarea mai întâi (arta de a spune „nu e minereu”)
Fiecare kilovat pe care îl cheltuiți inutil pentru măcinarea rocii este un kilovat pe care nu îl folosiți pentru a crea lume. De aceea prima regulă: respinge deșeurile devreme. Fizica uscată — magnetism, densitate, optic — face cea mai mare parte a muncii. Etapele „umede”, când sunt necesare, vin mai târziu și recirculă propria apă.
- Mai puțină masă în aval → cuptoare mai mici, facturi mai mici, mai puțin tot.
- Mai întâi uscat → mai puțină gestionare a apei; praful rămâne în echipamentul etanș.
- Produs mai bun → cuptoarele „mănâncă" concentratul, nu opiniile.
Familiarizați-vă cu linia (module ca Lego)
1) Alimentator & zdrobitor primar
Bucățile mari devin medii. Zdrobitoarele cu fălci sau giratorii produc un produs de 150–250 mm.
Putere tipică: 250–500 kW Disponibilitate: 60–90 %2) Site și secundar/HPGR
Sitele separă după dimensiune; conicele secundare sau HPGR (role de măcinare la presiune înaltă) transformă haosul în cuburi și pregătesc hrana perfectă pentru sortatoare.
Site: 2–30 kW fiecare HPGR: 2–6 MW (capacitate mare)3) Sortatoare bazate pe senzori
Radiografia, IR apropiat, laserul sau camera hiperspectrală văd ceea ce ochii nu pot. Curentul de aer împinge ușor fracția valoroasă. Nicio dramă — doar mii de decizii fine pe secundă.
Pentru o bandă: 50–250 kW Capacitate: 50–400 t/h4) Separarea magnetică și prin curenți de torsiune
Magnetita dansează lângă magneți. Mineralele slab magnetice se supun câmpurilor separatoarelor de înaltă intensitate. Curentul de torsiune împinge particulele neferoase ca un protector politicos.
Magneti de intensitate joasă/înaltă Curent de Foucault pentru bucăți de Al/Cu5) Densitate (DMS) și gravitație
Mediul dens (sau spirale/spirale de apă) separă materialele grele de cele ușoare. Când este folosit, circuitul este închis, apa este recirculată.
Recirculare apă > 90 % Cerere mică de apă suplimentară6) Conveioare peste tot
Din punct de vedere energetic, benzile înving camioanele: ~0.02–0.05 kWh/ton‑km. Acoperite, etanșe, silențioase.
Consum redus de energie pe tonă Praful rămâne în interiorGhidul minereurilor după tip (alegeți fizica)
Magnetit (fier)
Fizica dominantă: magnetism. Măcinare și cernere uscată → separare magnetică de intensitate scăzută.
- Energie: ~8–18 kWh/tonă (proces uscat)
- Apă: ~0.1–0.3 m³/tonă (control praf)
- Randament (masă): ~40–55 % → concentrat Fe 65 %
Bauxită (aluminiu)
Fizica dominantă: dimensiune + densitate. Cernere, spălare și îndepărtare a particulelor fine; evitarea măcinării fine.
- Energie: ~3–8 kWh/tonă
- Apă: ~0.2–0.5 m³/tonă (recirculată)
- Randament (masă): ~60–75 % → materie primă pentru oxid de aluminiu
Sulfuri de cupru
Fizica dominantă: eliberare + flotare. Măcinare uscată → măcinare umedă (fină) → flotare cu spumă.
- Energie: ~20–40 kWh/tonă (în principal măcinare)
- Apă: ~0.5–1.5 m³/tonă (reciclată)
- Randament (masă): ~2–4 % → 25–35 % concentrat Cu
Fluxuri calculate în prealabil
Memorator capacități fabrică (presupunem ~8 000 ore/an)
| Introducere anuală | Capacitate (t/h) | Linii tipice | Puterea liniei (MW) | Note |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/an | ~625 | 1–2 | Magnetită: ~5–10 Bauxită: ~2–5 Cupru: ~12–25 |
Complex mic; ~5–8 ha |
| 10 Mt/an | ~1,250 | 2–3 | Magnetit: ~10–20 Bauxită: ~5–10 Cupru: ~25–40 |
Complex mediu; ~8–15 ha |
| 20 Mt/an | ~2,500 | 3–5 | Magnetit: ~20–35 Bauxită: ~10–18 Cupru: ~40–70 |
Complex mare; ~15–30 ha |
Cifrele de putere reflectă mediile întregii linii (măcinare, cernere, sortare, pompe) până la topire. Vom alimenta din fabrica de semințe solare din apropiere.
Bilanț de masă — magnetit (exemplu)
Introducere 10 Mt/an cu 35 % Fe; obiectiv — concentrat cu 65 % Fe.
| Flux | Masă (Mt/an) | Notă |
|---|---|---|
| Introducere | 10.0 | Măcinat → cernut → magneți |
| Concentrat | ~4.5–5.5 | Randament de 40–55 % masă |
| Fracții respinse | ~4.5–5.5 | Returnat pentru pereți și blocuri inginerești |
Puterea liniei: ~10–20 MW • Apă: ~0.1–0.3 m³/tonă (control praf)
Bilanț de masă — sulfați de cupru (exemplu)
Introducere 10 Mt/an, 0.8 % Cu; concentrat 30 % Cu.
| Flux | Masă (Mt/an) | Notă |
|---|---|---|
| Introducere | 10.0 | Măcinare → macinare fină → flotare |
| Concentrat de Cu | ~0.24–0.36 | Randament de 2.4–3.6 % în masă |
| Cozi (reutilizate) | ~9.64–9.76 | Concentrate, stivuite, reutilizate |
Puterea liniei: ~25–40 MW • Apă: ~0.5–1.5 m³/tonă (reciclat >85 %)
Energie per tonă — ghid rapid
| Operațiune | Energie (kWh/tonă) | Note |
|---|---|---|
| Măcinare primară | ~0.5–1.5 | Cu fălci / giratoriu |
| Măcinare secundară / terțiară | ~1–4 | Conuri / pregătire HPGR |
| HPGR (măcinare grosieră) | ~3–7 | Adesea înlocuiește SAG |
| Măcinare cu bilă/SAG (fină) | ~10–20 | Doar dacă eliberarea o cere |
| Sortare tactilă (pe tonă de intrare) | ~0.2–1.0 | Camere, jet de aer |
| Magnetic / curenți turbionari | ~0.1–0.5 | Costuri reduse |
| Transport (pe km) | ~0.02–0.05 | Pe bază de ton-km |
Regulă: dacă sortatorul poate elimina 20–50 % din rocă înainte de măcinarea fină, energia etapelor ulterioare scade semnificativ.
Balanța energiei și apei (calculată anterior)
10 Mt/an magnetit (ruta uscată)
| Componentă | Putere medie (MW) |
|---|---|
| Măcinare & site | ~6 |
| HPGR (dacă este folosit) | ~6 |
| Magneti & sortatoare | ~2 |
| Conveioare & auxiliare | ~2 |
| Total | ~16 MW |
Apă: ~0.2 m³/tonă (praf) → 2 Mm³/an recirculați.
10 Mt/an cupru (ruta de flotare)
| Componentă | Putere medie (MW) |
|---|---|
| Măcinare & site | ~6 |
| Măcinare fină | ~20 |
| Flotație & pompe | ~6 |
| Conveioare & auxiliare | ~4 |
| Total | ~36 MW |
Apă: ~1,0 m³/tonă intrare → 10 Mm³/an; recirculare >85 %, completare din lac.
Suprafața și locația fabricii
Suprafață și clădiri (10 Mt/an)
- Clădiri închise: concasoare, site, sortatoare (zgomot și praf în interior).
- Aer liber: benzi transportoare cu acoperiri, magneți (când este necesar).
- Amprentă: ~8–15 ha, inclusiv stocuri și acces.
- Parcela PV adiacentă: ~100–200 MWp pentru sortare și alimentare creștere.
Aer, praf, zgomot
- Sacii filtrului și pulverizarea mențin nivelurile de KD plictisitor de scăzute.
- Plăcile acustice și carcasele aplică <85 dBA la limita amplasamentului.
- Toate benzi transportoare sunt acoperite; punctele de transfer complet închise.
Întrebări și răspunsuri
„Folosim chimie urâtă?”
Prioritizăm fizica uscată. Când este necesară o etapă „umedă” (de ex., flotarea cuprului), folosim scheme închise cu reactivi moderni, puțin toxici, iar apa o purificăm înainte de evacuare — de cele mai multe ori nu o evacuăm deloc, ci o refolosim.
„Ce se întâmplă cu fracțiile respinse?”
Se transformă în drumuri, blocuri și maluri împădurite ale lacului. Nimic nu se lasă; totul devine loc.
„De ce atâta efort înainte de topire?”
Pentru că fiecare procent de deșeuri eliminat mai sus în lanț reduce de multe ori dimensiunea, costurile și termenele echipamentelor ulterioare. Este diferența dintre a trage un munte spre cuptor și a chema doar minereul.
În continuare: Soarele ca fabrică de semințe — module care construiesc o altă fabrică (partea 3). Vom arăta cum un acoperiș însorit devine un obicei teravat.