Žemės rūšiavimas

Razvrščanje zemlje

Serija: Rudarstvo & materiali • 2. del

Sortiranje zemlje - od kamnin do rud

V prvem delu smo vprašali zemljo, zdaj - poslušamo. Sortiranje je kot šepet planeta: »ta del je žica, ta - nosilec, ta - okno«, mi pa vljudno prikimamo in vsak del položimo na pravi tekoči trak.

Današnja misija
Ločite rudo od nerudnine hitro, čisto in skoraj vljudno.
Dajte prednost suhi fiziki (magnetizmu, gostoti, optiki) pred katerimikoli »mokrimi« stopnjami.
Dobavljajte pečem za taljenje le dobro frakcijo - pozneje manj energije, hitreje več lepote.

Padavėjas Pirminis smulkintuvas Sietai Jutikliniai rūšiuotuvai Magnetinis / sūkurinės Tankis / DMS Koncentratas

Zakaj najprej sortirati (umetnost reči »ti nisi ruda«)

Vsak kilovat, ki ga porabite za mletje jalove kamnine, je kilovat, ki ga ne porabite za ustvarjanje sveta. Zato je prvo pravilo: odstranite odpadke zgodaj. Suha fizika - magnetizem, gostota, optika - opravi večino dela. »Mokre« stopnje, kadar so potrebne, pridejo pozneje in reciklirajo svojo vodo.

  • Manj mase naprej po verigi → manjše peči, nižji računi, manj vsega.
  • Najprej suho → manj upravljanja vode; prah ostane v zaprti opremi.
  • Boljši izdelek → peči »jedo« koncentrat, ne mnenj.
Sortiranje - dobrobit za preostanek tovarne. Skale naučimo, da se lepo razvrstijo, preden povabimo peči.

Spoznajte linijo (moduli kot Lego)

1) Podajalnik & primarni drobilnik

Veliki kosi postanejo srednje veliki. Čeljustni ali giratorni drobilniki zagotavljajo proizvod velikosti 150–250 mm.

Tipična moč: 250–500 kW Razpoložljivost: 60–90 %

2) Sejala in sekundarni/HPGR

Sejala ločujejo po velikosti; sekundarni stožčasti drobilniki ali HPGR (valji za mletje z visokim tlakom) spremenijo kaos v kocke in pripravijo popolno napajalno frakcijo za sortirnike.

Sejala: 2–30 kW vsako HPGR: 2–6 MW (visoka zmogljivost)

3) Sortirniki na podlagi senzorjev

Rentgenske, bližnje infrardeče, laserske ali hiperspektralne kamere vidijo tisto, česar oči ne. Zračni curki nežno odrinejo dragoceno frakcijo. Brez drame — le tisoči nežnih odločitev na sekundo.

Na en trak: 50–250 kW Zmogljivost: 50–400 t/h

4) Magnetno in vrtinčnotokovno ločevanje

Magnetit poskoči proti magnetom. Šibko magnetni minerali se podredijo poljem separatorjev z visoko intenzivnostjo. Vrtinčni tokovi neželezne delce odrinejo kot vljuden varnostnik.

Magneti z nizko/visoko intenzivnostjo Vrtinčni tokovi za kose Al/Cu

5) Gostota (DMS) in gravitacija

Težke gošče (ali vodni spiralni separatorji) ločujejo težke delce od lahkih. Med uporabo so tokokrogi zaprti, voda pa kroži.

Vandens recirkuliacija > 90 % Papildomo vandens poreikis nedidelis

6) Konvejeriai visur

Juostiniai konvejeriai energijos požiūriu lenkia sunkvežimius: ~0,02–0,05 kWh/ton‑km. Uždengti, sandarūs, tylūs.

Mažos energijos sąnaudos tonai Dulkės lieka viduje

Rūdų vadovas pagal rūšis (pasirinkite fiziką)

Magnetitas (geležis)

Vyraujanti fizika: magnetizmas. Sausas smulkinimas ir sijojimas → mažo 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
Pirmiausia — sausai Mažai reagentų

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
Taupu energijai Uždara vandens schema

Vario sulfidai

Vyraujanti fizika: išlaisvinimas + flotacija. Sausas smulkinimas → šlapias (smulkus) malimas → putų flotacija.

  • Energija: ~20–40 kWh/tona (daugiausia malimui)
  • Vanduo: ~0,5–1,5 m³/tona (perdirbtas)
  • Išeiga (masė): ~2–4 % → 25–35 % Cu koncentratas
Biologiškai skaidūs reagentai Vandens recirk. > 85 %
Vengiame toksiško išplovimo. Kai reagentų reikia (pvz., flotacijai), naudojame uždaras schemas ir nekenksmingą chemiją, o vandenį išvalome dar prieš jam pasiekiant dienos šviesą — dažniausiai jo išvis neišleidžiame, o panaudojame pakartotinai.

Iš anksto apskaičiuoti srautai

Gamyklos pajėgumų atmintinė (darome prielaidą apie ~8 000 val./metus)

Metinis įvadas Pralaida (t/h) Tipinės linijos Linijos galia (MW) Opombe
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, 35 % Fe; tikslas — 65 % Fe koncentratas.

Srautas Masė (Mt/metus) Pastaba
Įvadas 10.0 Smulkinimas → sijojimas → magnetai
Koncentratas ~4,5–5,5 40–55 % masės išeiga
Atmestos frakcijos ~4,5–5,5 Grąžinama į inžinerines sienas ir blokus

Linijos galia: ~10–20 MW • Vanduo: ~0,1–0,3 m³/tona (dulkių kontrolė)

Masės balansas — vario sulfidai (pavyzdys)

Įvadas: 10 Mt/metus, 0,8 % Cu; koncentratas: 30 % Cu.

Srautas Masė (Mt/metus) Pastaba
Įvadas 10.0 Smulkinimas → malimas → flotacija
Koncentrat Cu ~0.24–0.36 2.4–3.6 % masni izplen
Jalovina (ponovno uporabna) ~9.64–9.76 Zgoščene, zložene, ponovno uporabljene

Moč linije: ~25–40 MW • Voda: ~0.5–1.5 m³/tono (reciklirano >85 %)

Energija na tono - kratek opomnik

Postopek Energija (kWh/tona) Opombe
Primarno drobljenje ~0.5–1.5 Čeljustni/giratorni
Sekundarno / terciarno drobljenje ~1–4 Konična / HPGR-priprava
HPGR (grobo mletje) ~3–7 Pogosto nadomesti SAG
Kroglično/SAG-mletje (fino) ~10–20 Samo če to zahteva sprostitev
Senzorsko sortiranje (na tono dovoda) ~0.2–1.0 Komore, zračni tokovi
Magnetni / vrtinčni tokovi ~0.1–0.5 Nizki stroški
Transport (na km) ~0.02–0.05 Na osnovi ton-km

Pravilo: če lahko sortirnik pred finim mletjem zavrne 20–50 % kamnine, energija poznejših faz močno pade.

Energetska in vodna bilanca (vnaprej izračunana)

10 Mt/leto magnetita (suha pot)

Komponenta Povp. moč (MW)
Drobljenje & sita ~6
HPGR (če se uporablja) ~6
Magneti & sortirniki ~2
Transporterji & pomožni sistemi ~2
Skupaj ~16 MW

Voda: ~0.2 m³/tono (prah) → 2 Mm³/leto recirkulirane vode.

10 Mt/leto bakra (flotacijska pot)

Komponenta Povp. moč (MW)
Drobljenje & sita ~6
Fino mletje ~20
Flotacija & črpalke ~6
Transporterji & pomožni sistemi ~4
Skupaj ~36 MW

Voda: ~1.0 m³/tono dovoda → 10 Mm³/leto; recirkulacija >85 %, dopolnjevanje iz jezera.

Vsi elektroni - iz sončne semenske tovarne, ki jo najprej zgradimo. Jezero iz 1. dela - naš sorodnik baterije: toplotni in vodni blažilnik, ki ohranja umirjen ritem.

Površina in lokacija tovarne

Površina in stavbe (10 Mt/leto)

  • Zaprte stavbe: drobilniki, sita, sortirniki (hrup in prah v notranjosti).
  • Na prostem: transporterji s pokrovi, magneti (po potrebi).
  • Odtis: ~8–15 ha, vključno z zalogami in dostopi.
  • Sosednje PV-polje: ~100–200 MWp za napajanje sortiranja in rasti.

Zrak, prah, hrup

  • Filtrske vreče in pršenje ohranjajo ravni PM nadležno nizke.
  • Akustične plošče in ohišja ohranjajo raven <85 dBA na meji zemljišča.
  • Vsi transporterji so pokriti; pretovorne točke so popolnoma zaprte.

Vprašanja in odgovori

»Ali uporabljamo grdo kemijo?«
Prednost dajemo suhi fiziki. Ko je mokra faza nujna (npr. flotacija bakra), uporabljamo zaprte sheme s sodobnimi, malo strupenimi reagenti in vodo pred izpustom očistimo - najpogosteje je sploh ne izpuščamo, temveč jo ponovno uporabimo.

»Kaj se zgodi z zavrnjenimi frakcijami?«
Spremenijo se v ceste, bloke in ozelenjene jezerske stene. Nič ne ostane; vse postane prostor.

»Zakaj toliko truda pred taljenjem?«
Kajti vsak odstotek odpadkov, odstranjen višje v verigi, večkrat zmanjša velikost, stroške in roke poznejših naprav. To je razlika med vlečenjem gore v peč in vabljenjem samo rude.

Naprej: Sonce kot semenska tovarna — moduli, ki zgradijo naslednjo tovarno (3. del). Pokazali bomo, kako ena sončna streha postane teravatna navada.

Nazaj na spletni dnevnik