Сортування землі — від гірських порід до руд
У першій частині ми питали землю, тепер — слухаємо. Сортування — це як планета шепоче: «ця частина — дріт, ця — балка, ця — вікно», а ми ввічливо киваємо і кладемо кожну частину на відповідний конвеєр.
Чому спочатку сортувати (мистецтво сказати «ти не руда»)
Кожен кіловат, витрачений марно на подрібнення породи, — це кіловат, який не витрачається на створення світу. Тому перше правило: відкидати відходи рано. Суха фізика — магнетизм, густина, оптика — виконує більшість роботи. «Вологі» етапи, коли вони потрібні, приходять пізніше і рециркулюють свою воду.
- Менше маси далі по ланцюгу → менші печі, менші рахунки, менше всього.
- Спочатку сухо → менше водного контролю; пил залишається в герметичному обладнанні.
- Кращий продукт → печі «їдять» концентрат, а не думки.
Познайомтеся з лінією (модулі як Lego)
1) Подавач & первинна дробарка
Великі шматки стають середніми. Щелепні або роторні дробарки видають продукт розміром 150–250 мм.
Типова потужність: 250–500 кВт Готовність до роботи: 60–90 %2) Сита та вторинний/HPGR
Сита розділяють за розміром; вторинні конічні або HPGR (вальці високого тиску для подрібнення) перетворюють хаос у кубики та готують ідеальний корм для сортувальників.
Сита: 2–30 кВт кожне HPGR: 2–6 МВт (велика пропускна здатність)3) Сортувальники на основі датчиків
Рентген, ближній ІЧ, лазер або гіперспектральна камера бачать те, що очі не бачать. Потоки повітря ніжно відсувають цінну фракцію. Жодної драми — лише тисячі ніжних рішень за секунду.
Для однієї стрічки: 50–250 кВт Пропускна здатність: 50–400 т/год4) Магнітне та вихрових струмів розділення
Магнетит танцює біля магнітів. Слабомагнітні мінерали підкоряються полям сепараторів високої інтенсивності. Вихрові струми штовхають неферомагнітні частинки, як ввічливий охоронець.
Магніти низької/високої інтенсивності Вихрові струми для шматочків Al/Cu5) Щільність (DMS) і гравітація
Щільні середовища (або водяні спіралі/зигзаги) відокремлюють важкі від легких. Коли використовується, ланцюги закриті, вода рециркулюється.
Рециркуляція води > 90 % Невелика потреба в додатковій воді6) Конвеєри скрізь
З точки зору енергії стрічки переважають вантажівки: ~0.02–0.05 кВт·год/тонно-км. Закриті, герметичні, тихі.
Низька енергія на тонну Пил залишається всерединіПосібник з руд за типами (виберіть фізику)
Магнетит (залізо)
Провідна фізика: магнетизм. Сухе подрібнення та просіювання → магнітне розділення низької інтенсивності.
- Енергія: ~8–18 кВт·год/тонна (сухий маршрут)
- Вода: ~0.1–0.3 м³/тонна (контроль пилу)
- Вихід (маса): ~40–55 % → 65 % концентрат Fe
Боксит (алюміній)
Провідна фізика: розмір + щільність. Просіювати, мити та видаляти дрібні частинки; уникати дрібного помелу.
- Енергія: ~3–8 кВт·год/тонна
- Вода: ~0.2–0.5 м³/тонна (рециркульована)
- Вихід (маса): ~60–75 % → сировина для оксиду алюмінію
Мідні сульфіди
Провідна фізика: звільнення + флотація. Сухе подрібнення → вологе (дрібне) подрібнення → пінна флотація.
- Енергія: ~20–40 кВт·год/тонна (переважно на подрібнення)
- Вода: ~0.5–1.5 м³/тонна (перероблена)
- Вихід (маса): ~2–4 % → 25–35 % концентрат Cu
Попередньо розраховані потоки
Пам’ятка потужностей фабрики (припускаємо ~8 000 год./рік)
| Річний вхід | Пропускна здатність (т/год) | Типові лінії | Потужність лінії (MW) | Примітки |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/рік | ~625 | 1–2 | Магнетит: ~5–10 Боксит: ~2–5 Мідь: ~12–25 |
Невеликий комплекс; ~5–8 га |
| 10 Mt/рік | ~1,250 | 2–3 | Магнетит: ~10–20 Боксит: ~5–10 Мідь: ~25–40 |
Середній комплекс; ~8–15 га |
| 20 Мт/рік | ~2,500 | 3–5 | Магнетит: ~20–35 Боксит: ~10–18 Мідь: ~40–70 |
Великий комплекс; ~15–30 га |
Показники потужності відображають середні значення всієї лінії (подрібнення, просіювання, сортування, насоси) до плавлення. Живитимемося з сусідньої сонячної насіннєвої фабрики.
Баланс маси — магнетит (приклад)
Вступ 10 Мт/рік з 35 % Fe; мета — 65 % Fe концентрат.
| Потік | Маса (Мт/рік) | Примітка |
|---|---|---|
| Вступ | 10.0 | Подрібнення → просіювання → магніти |
| Концентрат | ~4.5–5.5 | 40–55 % масовий вихід |
| Відкинуті фракції | ~4.5–5.5 | Повертається інженерним стінам і блокам |
Потужність лінії: ~10–20 МВт • Вода: ~0.1–0.3 м³/тонна (контроль пилу)
Баланс маси — мідні сульфіди (приклад)
Вступ 10 Мт/рік, 0.8 % Cu; концентрат 30 % Cu.
| Потік | Маса (Мт/рік) | Примітка |
|---|---|---|
| Вступ | 10.0 | Подрібнення → меленння → флотація |
| Концентрат Cu | ~0.24–0.36 | 2.4–3.6 % вихід за масою |
| Хвости (використовуються) | ~9.64–9.76 | Згущені, складені, повторно використані |
Потужність лінії: ~25–40 МВт • Вода: ~0.5–1.5 м³/тонна (перероблено >85 %)
Енергія на одну тонну — коротка пам’ятка
| Операція | Енергія (кВт·год/тонна) | Примітки |
|---|---|---|
| Первинне подрібнення | ~0.5–1.5 | Щоковий/роторний |
| Вторинне / третинне подрібнення | ~1–4 | Конусні / підготовка HPGR |
| HPGR (грубе подрібнення) | ~3–7 | Часто замінює SAG |
| Кульовий/SAG подрібнення (дрібне) | ~10–20 | Тільки якщо вимагається звільнення |
| Сенсорне сортування (за тонну вхідної сировини) | ~0.2–1.0 | Камери, повітряний потік |
| Магнітний / вихрові струми | ~0.1–0.5 | Низькі витрати |
| Транспортування (за км) | ~0.02–0.05 | На основі тонно-кілометрів |
Правило: якщо сортувальник може відкинути 20–50 % породи до дрібного подрібнення, енергія наступних етапів значно знижується.
Баланс енергії та води (попередньо розрахований)
10 Mt/рік магнетит (сухий маршрут)
| Компонент | Середня потужність (MW) |
|---|---|
| Подрібнення & сита | ~6 |
| HPGR (якщо використовується) | ~6 |
| Магніти & сортувальники | ~2 |
| Конвеєри & допоміжні | ~2 |
| Всього | ~16 MW |
Вода: ~0.2 м³/тонна (пил) → 2 Mm³/рік рециркулюється.
10 Mt/рік мідь (флотаційний маршрут)
| Компонент | Середня потужність (MW) |
|---|---|
| Подрібнення & сита | ~6 |
| Дрібне подрібнення | ~20 |
| Флотація & насоси | ~6 |
| Конвеєри & допоміжні | ~4 |
| Всього | ~36 MW |
Вода: ~1.0 м³/тонна вхідної → 10 Мм³/рік; рециркуляція >85 %, поповнення з озера.
Площа та розташування фабрики
Площа та будівлі (10 Mt/рік)
- Закриті будівлі: дробарки, сита, сортувальники (шум і пил всередині).
- Відкрите повітря: конвеєри з покриттями, магніти (за потреби).
- Слід: ~8–15 га, включно з запасами та під'їздами.
- Поруч розташоване PV поле: ~100–200 MWp для сортування та росту.
Повітря, пил, звук
- Фільтрові мішки та розпилення підтримують рівні КД монотонно низькими.
- Акустичні плити та кожухи забезпечують <85 дБА на межі ділянки.
- Всі конвеєри накриті; точки передачі повністю закриті.
Питання та відповіді
«Чи використовуємо ми неприємну хімію?»
Ми надаємо перевагу сухій фізиці. Коли потрібен «вологий» етап (наприклад, флотація міді), використовуємо закриті схеми з сучасними, малотоксичними реагентами, а воду очищуємо перед скиданням — зазвичай її зовсім не скидаємо, а повторно використовуємо.
«Що відбувається з відкинутими фракціями?»
Вони перетворюються на дороги, блоки та озеленені береги озера. Нічого не залишається; все стає місцем.
«Чому стільки зусиль перед плавкою?»
Адже кожен відсоток відходів, вилучений вище в ланцюгу, багаторазово зменшує розмір, витрати та терміни наступних установок. Це різниця між тягненням гори до печі та викликом лише руди.
Далі: Сонце як насіннєва фабрика — модулі, які будують іншу фабрику (3 частина). Покажемо, як одна сонячна покрівля стає тераватною звичкою.