Як відокремити морський пляж пісок монацит рутил циркон гранат ільменіт?
Відокремлення морського пляжного піску є складним, багато{0}}етапним процесом. Його суть полягає в розділенні різних мінералів у руді шляхом використання відмінностей у їхніх фізичних або хімічних властивостях.
Загалом процес розділення дотримується принципу «грубе перед тонким, гравітація перед магнітним, фізичне перед хімічним» і може бути зведено до наступних основних етапів:
Етап 1: Попередня-обробка Необроблена руда, видобута з шахти, містить велику кількість непридатного матеріалу та має пройти попередню-обробку, щоб підготуватися до наступного відділення.
Просіювання: необроблена руда класифікується за розміром частинок за допомогою такого обладнання, як вібраційні сита. Це покращує ефективність наступного обладнання для розділення, оскільки різні розміри частинок вимагають різних параметрів розділення.
Дроблення та подрібнення: якщо руда містить агломерати або мінерали, міцно зв’язані з пустою породою, потрібні дробарки або кульові млини для їх подрібнення, звільняючи цінні мінерали.
Промивання: пральні машини або очисні машини використовуються для видалення домішок, таких як глина та мул, що прилипли до поверхні руди.
Другий етап: чорнова обробка (головним чином гравітаційна сепарація)
Це найважливіший і основний крок у розділенні прибережних розсипних відкладень, насамперед з використанням відмінностей у щільності мінералів.
Принцип: у прибережних розсипних родовищах цінні мінерали (такі як ільменіт, рутил, циркон, монацит тощо) зазвичай мають набагато вищу щільність, ніж жильні мінерали, такі як кварц. Під спільною дією потоку води та сили тяжіння легші мінерали виносяться потоком води, тоді як більш важкі мінерали осідають і збираються.
Основне обладнання:
Спіральний жолоб: це найбільш часто використовуване та ефективне обладнання для чорнової обробки. Суспензія подається зверху і тече всередині спірального шлюзу. Під час цього процесу більш важкі мінерали прагнуть рухатися до внутрішньої сторони шлюзу, тоді як легші мінерали рухаються до зовнішньої сторони. Вони розділені сепаратором на дні шлюзу.
Спіральний жолоб
Струшувальний стіл: використовуючи зворотно-поступальний асиметричний рух обладнання та потік води на поверхні столу, мінерали розділяються між решітками залежно від щільності та розміру часток, таким чином отримуючи концентрат, промпродукти та хвости. Точність сепарації вище, ніж у спірального шлюзу, і його часто використовують для подальшого очищення чорнового концентрату.
Струсний стіл
Після гравітаційної сепарації виходить «важкий мінеральний концентрат», який збагачується різними корисними мінералами, такими як ільменіт, рутил, циркон і монацит, але вони змішуються разом.
Третій етап: Тонка сепарація (комбіновані операції магнітної сепарації, електростатичної сепарації та флотації)
Щоб відокремити окремі кваліфіковані концентрати від грубого концентрату, необхідно використовувати відмінності в магнітних властивостях мінералів, електропровідності та властивостях поверхні для комбінованого розділення.
Магнітна сепарація
Принцип: використання відмінностей у магнітних властивостях різних мінералів. Коли мінерали проходять через магнітне поле, сильномагнітні мінерали намагнічуються та адсорбуються на магнітному сепараторі, тоді як не-магнітні мінерали залишаються незмінними.
Сухий магнітний сепаратор
застосування:
По-перше, сепаратор слабкого магнітного поля відокремлює сильномагнітні мінерали, такі як магнетит.
Потім сепаратор середнього або сильного магнітного поля відокремлює помірно магнітні мінерали, такі як ільменіт і монацит.
Нарешті, те, що залишається, зазвичай є не{0}}магнітними або слабомагнітними мінералами, такими як циркон і рутил.
Електростатична сепарація
Принцип: використання різниць у провідності мінералів у електричному полі високої-напруги. Мінерали з високою електропровідністю (наприклад, рутил) швидко втрачають заряд після його придбання і викидаються під дією відцентрової сили барабана; мінерали з низькою електропровідністю (такі як циркон) адсорбуються на поверхні барабана, переносяться на задню частину та змиваються щіткою.
Застосування: це ключовий метод розділення циркону (не-провідник) і рутилу (хороший провідник).
Флотація
Принцип: використання відмінностей у фізико-хімічних властивостях мінеральних поверхонь. Завдяки додаванню спеціальних «збирачів», «інгібіторів» і «спінювачів» цільовий мінерал вибірково прилипає до бульбашок повітря та спливає на поверхню суспензії, де її зіскрібають.
Застосування: Флотація є ефективним методом розділення, коли мінерали мають дуже схожі щільність, магнітні та електричні властивості. Наприклад, він використовується для подальшого очищення циркону або для відокремлення певних дрібно{1}}мінералів титану.
Четвертий етап: переробка та обробка хвостів
Рафінування: концентрат, отриманий після вищевказаного фізичного розділення, іноді не відповідає промисловим вимогам щодо чистоти або потребує подальшої переробки на продукти вищої-цінності. На цьому етапі використовуються гідрометалургійні або пірометалургійні методи, такі як:
Обробка ільменіту сірчаною кислотою або хлором для отримання діоксиду титану або губчастого титану.
Випалювання та кислотне промивання циркону для підвищення його якості.
Обробка хвостів: велика кількість хвостів (переважно кварцового піску), що утворюється під час процесу сортування, повинна бути належним чином оброблена. Сучасні шахти будуть:
Засипте хвости на видобуту-територію.
Рекультивувати та екологічно відновити хвостосховище.
Дослідження вторинного відновлення цінних компонентів із хвостів або їх використання як будівельних матеріалів для досягнення ефективного використання ресурсів.
Типовий приклад процесу збагачення прибережної розсипи (на прикладі титан-цирконієвої розсипи):
Необроблена руда → Просіювання та промивання → Спіральний жолоб (гравітаційна сепарація) → Отримання грубого концентрату важкого піску.
Грубий концентрат → Сушка → Середня/сильна магнітна сепарація → Магнітний продукт – ільменітовий концентрат; не-магнітний продукт переходить до наступного кроку.
Не-магнітні продукти → Електростатична сепарація → Провідні продукти – рутиловий концентрат; не{1}}провідникові продукти – це концентрат циркону.
(При необхідності) Вищевказані концентрати піддають флотації або кислотному промиванню для підвищення їх якості.
Радіоактивні мінерали, такі як монацит (зазвичай отриманий у секції проміжної магнітної сепарації), виділені з концентрату, потрібно зберігати та обробляти окремо.
Підсумовуючи, сортування прибережних розсипних відкладень є типовим «комбінованим технологічним процесом», у якому використовується низка фізичних методів, таких як гравітаційна сепарація, магнітна сепарація, електростатична сепарація та флотація для поступового розділення змішаних важких мінералів на різноманітні окремі комерційні концентрати високої-чистоти. Конкретна схема процесу залежить від конкретного мінерального складу та міркувань економічної цінності розсипного родовища.
