Fachleute der Mineralaufbereitung müssen wissen: 5 grundlegendste Mineralaufbereitungsverfahren, die Prinzipien sind leicht verständlich

Für jeden Praktiker oder Studenten auf dem Gebiet der Mineralverarbeitung,Ein tiefes Verständnis und die Beherrschung grundlegender Mineralverarbeitungsmethoden ist der goldene Schlüssel, um die Tür zu professioneller Expertise zu öffnen.Die Trennung von nützlichen Mineralien von Gangue-Mineralen im Erz ist ein entscheidender Schritt im gesamten Prozess der Entwicklung und Nutzung von Mineralressourcen.Der Zweck der Mineralverarbeitung besteht darin, durch verschiedene Methoden nützliche Mineralien zu bereichern, schädliche Verunreinigungen entfernen und qualifizierte Rohstoffe für die spätere Schmelze oder industrielle Anwendung liefern.In diesem Artikel werden fünf der grundlegendsten und am häufigsten verwendeten Verfahren zur Verarbeitung von Mineralien systematisch überprüft und eingehend analysiert., mit dem Ziel, den Lesern dabei zu helfen, einen klaren Wissensrahmen aufzubauen, um ein klares Verständnis der Grundsätze und eine einfache Anwendung zu gewährleisten.

Diese fünf Kernmethoden sind:

• Schwerkrafttrennung
• Flotation
• Magnetische Trennung
• Elektrostatische Trennung
• Chemische Verarbeitung (Hydrometallurgie)

01 Schwerkrafttrennung

Die Gravitationstrennung (abgekürzt als Gravitationstrennung) ist eine der ältesten Mineralverarbeitungstechnologien, deren Anwendung auf den Goldbergbau tausende von Jahren zurückreicht.Bei der Verarbeitung von Wolfram bleibt die Schwerkrafttrennung wichtig, Zinn, Gold, Eisenerz und Kohle aufgrund ihrer geringen Kosten, minimalen Umweltauswirkungen und hohen Verarbeitungskapazitäten.

Grundprinzip:

Die Gravitationstrennung beruht grundsätzlich auf den Dichteunterschieden zwischen Mineralien.sie unterliegen den kombinierten Auswirkungen der Schwerkraft, Flüssigkeitsdynamik und andere mechanische Kräfte.Während sich Partikel mit geringer Dichte langsam in den oberen Schichten absetzen- Spezifische Geräte und Prozessströme können diese beiden Dichtegruppen trennen.Daher ist in der Praxis häufig eine strenge Partikelgrößenkontrolle des eingehenden Materials erforderlich..

Anwendbare Bedingungen:

• Es gibt einen signifikanten Dichteunterschied zwischen den Mineralien, was die Voraussetzung für den wirksamen Betrieb der Schwerkrafttrennung ist.
• Es kann eine Vielzahl von Partikelgrößen verarbeiten und ist besonders gut bei der Verarbeitung von grobkörnigen Erzen, die mit anderen Methoden nur schwer verarbeitet werden können.
• Es eignet sich für die Verarbeitung von Gold und Zinn, Wolframit, Hämatit und Kohle.

Hauptgeräte:

• Jig: Es löst die Lagerschicht und trennt sie in Schichten nach Dichte durch periodisch vertikal wechselnden Wasserfluss.
• Schütteltisch: Auf einem geneigten Bett nutzt er die differenzielle wechselseitige Bewegung des Wasserstroms und der Bettoberfläche, um die Erzpartikel in Schichten zu lösen und zu trennen und eine zonale Trennung durchzuführen.Es eignet sich zur Trennung von feinkörnigen Erzen.
• Spiralschleife/Spiralkonzentrator: Er nutzt die kombinierten Wirkungen der Schwerkraft, der Zentrifugalkraft und des Wasserflusses, um den Erzschlamm zu trennen, während er im Spiraltrog fließt.Es eignet sich für die Verarbeitung von feinkörnigen Stoffen mit einer Partikelgröße von 00,03 bis 0,6 mm.
• Schwerer Mediumsseparator: Er verwendet als Trennmedium eine schwere Suspension mit einer Dichte zwischen nützlichen Mineralien und Gangue.während diejenigen mit einer Dichte größer als die mittlere sinken, wodurch eine präzise Trennung erreicht wird.

02 Flotation

Flotation ist eine der am weitesten verbreiteten Mineralverarbeitungsmethoden, insbesondere bei der Verarbeitung von Nichteisenmetallen (Kupfer, Blei, Zink), Edelmetallen (Gold, Silber),und verschiedene nichtmetallische Erze.

Grundprinzipien:

Flotation nutzt Unterschiede in den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Mineraloberflächen, nämlich ihre unterschiedliche Schwimmfähigkeit (Hydrophobie).Durch Hinzufügen einer Reihe spezifischer Flotationsmittel zu einem voll gemahlenen Gülle, können diese Oberflächeigenschaften künstlich verändert werden.

1Regulierer passen unter anderem den pH-Wert des Schlamms an, um eine optimale Umgebung für andere Wirkstoffe zu schaffen.

2Die Kollektoren adsorbieren sich selektiv auf die Zielmineraloberfläche und machen sie hydrophob (nicht durch Wasser befeuchtbar).

3Schäume verringern die Oberflächenspannung des Wassers und erzeugen eine große Anzahl stabiler Blasen von optimaler Größe.

Nach der Behandlung mit dem Reagenz haften die hydrophobischen Zielmineralpartikel selektiv an den Blasen und schweben an der Oberfläche des Schlamms und bilden eine mineralisierte Schaumschicht.Die hydrophilen GangenmineralienDer Schaum wird mit einem Schaber abgeschraubt, um das angereicherte Konzentrat zu erhalten.

Anwendbare Bedingungen:

• Geeignet für die Verarbeitung verschiedener Sulfiderz mit feinen Partikelgrößen und komplexer Zusammensetzung, wie Kupfer, Blei, Zink, Nickel, Molybdän und andere Erze.
• Weit verbreitet bei der Trennung von Oxiderz, nichtmetallischen Erzen (wie Fluorit, Apatit) und Edelmetallerz.
• Flotation ist eine äußerst wirksame Methode zur Trennung von Mineralien mit ähnlicher Dichte und ohne offensichtliche Unterschiede in den magnetischen und elektrischen Eigenschaften.

Schlüsselelemente (Reagensystem):

Die Wirksamkeit der Flotation hängt stark vom richtigen Reagensystem ab, einschließlich Reagententyp, Dosierung, Reihenfolge der Zugabe und Ort.

• Sammler: Diese Wirkstoffe wie Xanthate und Nitroglycerine sind der Schlüssel zur Hydrophobie.
• Schaumstoffe: Diese Stoffe, wie z. B. Kiefernöl (Nr. 2), sorgen für einen stabilen Schaum.
• Regler: Zu diesen Wirkstoffen gehören Aktivatoren (wie Kupfersulfat), Inhibitoren (wie Kalk und Zyanid) und pH-Regler,zur Verbesserung oder Verringerung der Schwimmfähigkeit von Mineralien und zur Verbesserung der Separationsselektivität verwendet.

03 Magnetische Trennung

Magnetische Trennung ist eine physikalische Methode, die den magnetischen Unterschied von Mineralien zur Sortierung verwendet.Es spielt eine unabdingbare Rolle bei der Auswahl von Eisenmetallerz (insbesondere Eisenerz)Es wird auch weit verbreitet verwendet, um eisenhaltige Verunreinigungen zu entfernen oder magnetische Substanzen aus anderen Mineralien zu gewinnen.

Grundprinzip:

Wenn Erzpartikel durch das ungleichmäßige Magnetfeld des Magnetseparators gelangen,Erzpartikel mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften werden magnetischen Kräften unterschiedlicher Größenordnung ausgesetzt sein.

• Starke magnetische Mineralien (wie Magnetit) werden durch die starke magnetische Kraft angezogen und auf die Oberfläche des Magnetpols (wie die Magnettrommel) adsorbiert.Mit der Bewegung des Magnetpols, werden sie in die vorgesehene Position gebracht, verlassen das Magnetfeld und werden zu Konzentraten.
• Nichtmagnetische oder schwachmagnetische Mineralien (wie Quarz und einige Gange) unterliegen wenig oder fast keiner magnetischen Kraft.Sie bewegen sich entlang des ursprünglichen Weges und werden zu Schleusen..

Anwendbare Bedingungen:

• Magnetit-Sortierung: Magnetische Trennung ist die wichtigste und effizienteste Methode zur Verarbeitung von Magnetit.
• Sortieren anderer magnetischer Mineralien: Es kann auch verwendet werden, um Manganerz, Chromit, Ilmenit und einige seltene Metallmineralien mit schwachem Magnetismus (wie Wolframit) zu sortieren.
• Eisenentfernung: Bei der Reinigung von nichtmetallischen Mineralrohstoffen wie Keramik und Glas wird es verwendet, um schädliche Eisenverunreinigungen zu entfernen, um die Weißfarbe des Produkts zu verbessern.
• Rückgewinnung von schweren, mittleren Stoffen: Bei der Dressingung von schwerer mittlerer Kohle oder Erz wird es verwendet, um magnetische schwere Materialien wie Magnetitpulver zurückzugewinnen.

Hauptgeräte:

Es gibt viele Arten von Magnetseparatoren. Je nach Magnetfeldstärke können sie in schwache Magnetfelder,mittelmagnetische und starke Magnetfelder; je nach Ausrüstungsstruktur können sie in Trommel-Typ, Rollentyp, Scheiben-Typ und Magnettrennkolonnen-Typ unterteilt werden.

• Magnetische TrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommeltrommelGegenstrom- und Halb-Gegenstrom-Typen gemäß der Flussrichtung des Schlamms.
• Magnetische Trennmaschine mit hohem Magnetgradient: Sie kann einen starken Magnetfeldgradienten erzeugen, mit dem schwach magnetische Mineralien sortiert oder feinkörnige Eisenverunreinigungen entfernt werden.• Magnetrolle/Magnettrommel: Für die Trockenvorwahl verwendet, um große Eisenstücke zu entfernen, bevor das Material in den Brecher gelangt, um die Ausrüstung zu schützen.

04 Elektrische Trennung

Die elektrostatische Trennung nutzt Unterschiede in den leitfähigen Eigenschaften von Mineralien, um sie in einem Hochspannungsfeld zu trennen.Diese Trockenscheidungsmethode eignet sich besonders für WasserknappheitsgebieteObwohl sie nicht so weit verbreitet ist wie die drei vorhergehenden Verfahren, spielt sie eine unersetzliche Rolle bei der Trennung bestimmter Mineralkombinationen, wie Scheelith aus Cassiterit und Zirkon aus Rutil.

 Grundprinzip:

Der elektrostatische Trennprozeß umfasst hauptsächlich zwei Schritte: Aufladen und Trennen.Wenn vorgeheizte und getrocknete Mineralpartikel in das von Koronelektroden und rotierenden Rollen gebildete Hochspannungsfeld gelangen:

• Leitende Mineralien (wie Ilmenit und Kassiterit) erwerben schnell eine elektrische Ladung und zerstreuen sie aufgrund des Kontakts mit den geerdeten Rollen schnell.Sie werden durch Zentrifugalkraft und Schwerkraft von den Rollen geworfen.
• Nicht leitfähige Mineralien (z. B. Zirkon und Quarz) haben eine schlechte Leitfähigkeit und lassen sich nach dem Erlangen einer elektrischen Ladung nur schwer auflösen.Sie werden durch elektrostatische Kräfte an die Oberfläche der Walze gezogen, bewegt sich nach hinten auf die Rolle, während die Rolle sich dreht, und wird dann von Pinsel weggefegt.Da die beiden Mineralien deutlich unterschiedliche Bewegungswege haben, wird eine Trennung erreicht.

Anwendbare Bedingungen:

• Es müssen erhebliche Unterschiede in der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Mineralien bestehen. Zu den gängigen leitfähigen Mineralien gehören Magnetit, Ilmenit, Cassiterit usw.; zu den nicht leitfähigen Mineralien gehören Quarz,Zirkone, Feldspat, Scheelith usw.
• Häufig bei der Auswahl von Nichteisenmetallen, Eisenmetallen und seltenen Metallerz verwendet,mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
• Die zu wählenden Materialien müssen streng trocken, sauber und mit gleichmäßigen Partikelgrößen sein.

Hauptgeräte:

• Elektrostatischer Separator mit Walzen: Dies ist die am häufigsten verwendete elektrostatische Trennvorrichtung.mit einer Breite von mehr als 20 mm,.
• Elektrostatischer Trennvorrichtung für Platten/Schirmplatten: Er wird zur Verarbeitung von Materialien mit unterschiedlichen Partikelgrößen verwendet.

05 Chemische Erzdressing / Hydrometallurgie

Chemische Erzdressing, oft eng mit dem Konzept der Hydrometallurgie verbunden, verwendet chemische Reaktionen, um die physikalischen Phasen von Mineralbestandteilen zu verändern,so nützliche Bestandteile von Verunreinigungen zu trennenDieses Verfahren eignet sich besonders für die Verarbeitung von niedriggradigen, komplexen und fein impregnierten Erzen wie Kupfoxid, Gold und Uranerzen.die mit herkömmlichen physikalischen Trennmethoden schwer zu trennen sind.

Grundprinzip:

Der Kern ist die selektive Auslaugung, bei der unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen ein spezifisches chemisches Lösungsmittel (Leachant) verwendet wird.das Zielmetall oder seine Verbindungen im Erz werden selektiv in eine Lösung gelöst, während die Gangenmineralien in der festen Phase verbleiben (Auswasserrückstand).

Zu den wichtigsten Schritten gehören:

1Auslaugung: Das Erz wird mit einem Auslaugungsmittel wie einer Säure (z. B. Schwefelsäure), einem Alkali (z. B. Natriumhydroxid) behandelt.oder eine Salzlösung (z. B. Zyanid), um das nützliche Metall in die flüssige Phase zu bringen.

2Flüssig-feste Trennung: Die metalartige Ziellösung (Leachat) wird vom Auslaugrückstand getrennt.

3. Lösungsreinigung und -anreicherung: Zur Entfernung von Verunreinigungs-Ionen in der Lösung und zur Erhöhung der Konzentration des Zielmetalls werden Niederschlag, Lösungsmittelextraktion oder Ionenaustausch eingesetzt.

4. Metallrückgewinnung: Extraktion des Endmetallprodukts oder seiner Verbindungen aus der gereinigten Lösung durch Elektrolyse, Verschiebung oder Niederschlag.

Anwendbare Bedingungen:

• Verarbeitung von niedriggradigen Oxiderz: Zum Beispiel das Prozess der Säure-Leaching-Extraktion-Elektrolyse für niedriggradige Kupfoxiderz.
• Gewinnung von Edelmetallen: Zum Beispiel ist die Zyanid-Leaching-Methode für Golderz das am weitesten verbreitete Goldgewinnungsverfahren.
• Verarbeitung von komplexen und schwer zu trennenden Erzen: Bei Erzen mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften und komplexen Verflechtungsbeziehungen ist die chemische Benediktion oft der einzige wirksame Weg.
• Rückgewinnung von Metall aus Abfällen: Sie bietet große Perspektiven in Bereichen wie Batterie-Recycling und elektronische Abfallbehandlung.

Typische Verfahren:

• Cyanid-Goldgewinnung: Mit einer Natriumcyanidlösung löst man das Gold im Erz auf und ersetzt es dann durch Zinkpulver.
• Säureauslaugung von Kupfer: Das Kupferoxiderz wird mit verdünnter Schwefelsäure auslaugert, um eine Kupfersulfatlösung zu erhalten, die anschließend extrahiert und elektrolysiert wird, um hochreines Kathodenkupfer zu erhalten.
• Bayer-Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid: Die Behandlung von Bauxit mit Natriumhydroxidlösung unter beheizten und unter Druck stehenden Bedingungen ist ein klassisches hydrometallurgisches Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid.

Die fünf grundlegenden Methoden der Mineralseparation: Schwerkraftseparation, Flotation, magnetische Separation, elektrostatische Separation,Die chemische Trennung bildet den Eckpfeiler der modernen Mineralverarbeitungstechnologie.Jede Methode hat ihre eigenen wissenschaftlichen Prinzipien und Anwendungsbereiche.In der Regel müssen Ingenieure für die Mineralverarbeitung flexibel eine einzige Methode auswählen oder mehrere Methoden auf der Grundlage der spezifischen Eigenschaften des Erzes (z. B. Mineralzusammensetzung) kombinieren., Verbreitungsmerkmale und physikalische und chemische Eigenschaften), technische und wirtschaftliche Indikatoren und Umweltschutzanforderungen zur Entwicklung des optimalen Mineralverarbeitungsprozesses,Dies ermöglicht eine effiziente, wirtschaftliche und grüne Entwicklung der Mineralressourcen.Ein tiefes Verständnis und die Beherrschung dieser Grundprinzipien sind für jeden Mineralverarbeitungsingenieur von grundlegender Bedeutung, um praktische Probleme zu lösen und technologische Innovationen zu fördern.