Mi az ásványi koncentrátum? Osztályok, módszerek és a gyártók elkészítési módja

Ugyanazon a reggelen két teherautó hagyja el egy rézbánya kapuját. Az első 40 tonnányi kifutó ércet szállít, amely nagyjából 0,5%-os réztartalmat mér. A második körülbelül 2 tonna sötét, nedves, finomra őrölt rézkoncentrátumot tartalmaz, amely 26%-os réztartalmat mér. Az első rakományt a raktárra billentjük, hogy megvárja a feldolgozást; a második egyenesen egy lezárt tartályba kerül, és megkezdi útját a kohó felé. Minden, ami elválasztja ezt a két rakományt, az ércfeldolgozás, a második rakomány pedig az, amit az ipar ásványi koncentrátumnak nevez.

A rövid válasz: az ásványi koncentrátum az ásványi feldolgozás dúsított terméke – a bányászott anyag kis, sűrű frakciója, amelyben az értékes ásványokat leválasztották a meddő kőzetből, és olyan minőségre fejlesztették, amelyet a kohók és vegyi üzemek fizetni fognak. A bánya és a kohó között ül: nem nyersérc, nem finomított fém, hanem köztes termék, saját árképletekkel, minőségi előírásokkal, mintavételi szabályokkal és szállítási előírásokkal.

Mi is pontosan az ásványi koncentrátum?

Az érckoncentrátum – más néven kidolgozott érc – az ércfeldolgozási műveletek terméke, a bányászat azon szakasza, amelyben az értékes fémtartalmú ásványokat leválasztják a hulladékkőzetből, mielőtt bármilyen olvasztásra vagy vegyi kitermelésre kerülne sor. A nyers ércet őrlőberendezésben finomra őrlik, majd szétválasztó gépen vezetik át, amely kiválasztja az értékes ásványt hordozó részecskéket. Ami koncentrátumként hagyja el a növényt, az általában finom por vagy sűrű iszap – ásványtól függően fekete, szürke, zöld vagy barna –, amelynek fémtartalma sokszorosa annak az ércnek, amelyből származott.

A számok konkretizálják az ötletet. Ha egy rézérc 0,5% rezet tartalmaz, és az üzem 25% rézkoncentrátumot szállít, akkor a réztartalom ötvenszeresére nőtt. Semmit sem vontak ki kémiai úton, és nem hoztak létre új fémet. Az üzem egyszerűen összegyűjtötte a kalkopiritban és más rézásványokban gazdag részecskék kis részét, és minden mást visszautasított zagyként. A koncentrálás fizikai válogatás, amelyet óriási léptékben és szűk tűréshatárokon belül végeznek.

A szó egy második beállításban is megjelenik, amelyet érdemes megkülönböztetni. A feltárás során "nehézásványi koncentrátumokat" állítanak elő a terepen a patak üledékeinek feltárásával vagy táblázásával, így néhány szem indikátorásványt mikroszkóp alatt lehet tanulmányozni, hogy a lerakódást vissza lehessen vezetni a forrásig. Az elv ugyanaz – fizikai korszerűsítés –, de a cél és a lépték teljesen más. Ez a cikk a növényi koncentrátumokról szól: az ömlesztett termékről, amelyet a bányák értékesítenek, és a későbbi üzemek vásárolnak, szállítják a hajórakományt és ellenőrzik a konténereket.

A kifutó érctől a szállítható koncentrátumig: a háromlépcsős lánc

Minden sűrítő, akár 500 tonna, akár 30 000 tonna ércet kezel naponta, ugyanazon a logikán működik: felszabadítja az ásványokat, szétválasztja őket, majd víztelenítse az eredményt. A gépek különböznek a nyert ásványtól, de a sorrend szinte soha nem változik.

Felszabadulás: miért mindig a köszörülés az első

Egy értékes ásvány csak akkor nyerhető vissza, ha először egyedi részecskeként létezik. A bányászott ércben a kalkopirit szemcsék átmérője a milliméter töredéke lehet, kvarcba vagy karbonátba zárva. A zúzás kezelhető darabokra töri a sziklát; az őrlés befejezi a munkát, az érc malomban acélgolyókkal forralja, amíg az ásványi anyag és a köszörülés közötti kötések fizikailag meg nem szakadnak. Alacsony köszörülés, és az elválasztó gépek kompozit részecskéket kapnak, amelyeket nem tudnak tisztán válogatni, így a fém a zagyba szivárog. Túl őröljük, és ultrafinom iszapokat készítünk, amelyek hibásan habosodnak, és hígítják a terméket. A megcélzott őrlés – amelyet sok nem nemesfémérc esetében gyakran úgy emlegetnek, hogy "80%-os áthalad a 75 mikronnál" - az egyik legkövetkezményesebb szám az üzemben, és ezt laboratóriumi vizsgálati munkával rögzítik, nem pedig a szomszédos bányával.

Nedves rács típusú golyós malom A nedves rostélyos golyósmalom adagoló részből, ürítő részből, forgó részből, sebességváltó részből (reduktor, kis sebességváltó, motor, elektronikus vezérlő... Termék megtekintése →

Elválasztás: először flotáció, gravitáció és mágneses támasztékkal

A habos flotáció a nem nemesfémek, lítium ásványok és foszfátkőzetek koncentrációjának igáslója. Az őrölt pépet gondosan adagolt reagensekkel kondicionálják, majd flotációs gépekben keverik, amelyek milliónyi finom buborék formájában diszpergálják a levegőt. A kollektor vegyszerek vízlepergetővé teszik az értékes ásványi felületeket, így ezek a részecskék a buborékokhoz tapadnak, és a habot koncentrátumként vezetik át a sejtajkán, miközben a vízkedvelő gangue lesüllyed és a zagyokba jelentkezik. Az összetett ércekben szekvenciális körök hámozzák szét az ásványokat egymástól: az ólom a cinktől, a réz a molibdéntől, a szfalerit a pirittől. Ahol erősek a sűrűségkülönbségek – vasérc, ón, volfrám –, a gravitációs koncentráció vezethet a folyamattáblához; ahol az ásványok mágneses térre reagálnak, ott a mágneses elválasztás veszi át a hatalmat; és ahol a termék oldható, a kevert tartályokban történő kilúgozás teljesen felváltja a fizikai válogatást.

XCF/KYF típusú flotációs gép Az XCFII és KYFII típusú flotációs gép kombinált konfigurációja lehet, amelyben az XCFII típus szívótartályként, a KYF II típus pedig egyenáramú... Termék megtekintése →

Víztelenítés: a hab fuvarrá alakítása

A flotációs koncentrátum habként hagyja el a sejteket, amely alig 25-35% szilárd anyagot hordoz – túlságosan vizes ahhoz, hogy egy hajó rakterébe töltse. A sűrítők a gravitáció hatására leülepítik a szilárd anyagokat, és a tiszta túlfolyó vizet visszajuttatják az üzem fejére, ez a hurok rendkívül fontos a száraz bányászati régiókban, ahol minden köbméter víz kerül a költségvetésbe és újra felhasználható. A sűrű alulfolyót ezután szűrik vagy kevert tárolótartályokban tartják a végső víztelenítés előtt. A kereskedelmi cél egy szállítható termék: sok réz- és cinkkoncentrátum körülbelül 8-10% nedvességtartalmú, elég nedves ahhoz, hogy elkerülje a porveszteséget a kezelés során, és elég száraz ahhoz, hogy a szállítható nedvesség határán belül maradjon, ami megakadályozza a rakomány elfolyósodását a tengeren.

Központi vezetési koncentrátor A hatékony koncentrátor felépítése hasonló a központi meghajtó koncentrátoréhoz. Fő jellemzője, hogy bizonyos mennyiségű flokkulálószert ad a... Termék megtekintése →

Mit jelentenek valójában az osztályzatok

A koncentrátumok nem önkényes marketingcélok; ásványtan határolja őket, és az alakítja, amit az alsóbbrendű üzem gazdaságosan képes feldolgozni. Egy kalkopirit koncentrátum még elméletileg sem haladhatja meg a durván 34,6%-ot, mert ez a tiszta ásvány réztartalma. A sphalerit szinte 67% cinket tartalmaz. A növények ezért reális minőségű ablakra törekednek, majd megvédik azt azáltal, hogy elutasítják a magával ragadó nyálkahártyát, és távol tartják a büntetőelemeket a habtól.

A fokozat és a felépülés a csípőnél egy kompromisszumos görbén keresztül egyesül. Nyomja meg a tisztító cellákat további két fokozatért, és általában feladja a gyógyulást, mert az akadékosodást elutasító mechanizmus is elkezdi kidobni a finom, értékes részecskéket. A sűrítőgép üzemeltetése nagyrészt abból áll, hogy megtaláljuk a görbén azt a pontot, ahol az érc tonnánkénti bevétele – minőség, kinyerés szorzata, árképlet szorzata – a legmagasabb, majd megtartjuk ezt a pontot, miközben az érctest megváltozik alattunk. Ez az oka annak, hogy az üzembe helyezéskor zseniálisnak tűnő üzem a középszerűségbe sodródhat anélkül, hogy bárki hozzáérne a csavarkulcshoz.

Közös koncentrátumok és hová kerül mindegyik

Réz koncentrátum a család legkeresettebb tagja. A kohók olyan feltételek mellett vásárolják meg, amelyek a bennük lévő réz árát fizetik, levonva a kezelési és finomítási költségeket, majd villanó- vagy fürdőolvasztással bliszterréézré, végül katóddá alakítják. Mivel az olvasztási kapacitás egy maroknyi régióban összpontosul, a rézkoncentrátum messzebbre juthat, mint szinte bármely más bányászati termék a szokásos kereskedelemben.

Ólom és cink koncentrátumok általában ugyanazt a bányát hagyják el, mert a galenit és a szfalerit ugyanabban az érctestben nő össze. A differenciális flotáció két külön értékesíthető folyamra bontja őket, és a specifikációk megbocsáthatatlanok: az ólomkoncentrátumban lévő cinket vagy a cinkkoncentrátumban lévő ólmot súlyosan büntetik, mert mindegyik szennyezi a másik olvasztási útvonalát.

Vasérc koncentrátum szalagos vasképződményekből mágneses elválasztással javítva vagy zagy újrafeldolgozása során visszanyerve, táplálja a pelletáló üzemeket és a nagyolvasztókat. Itt a koncentrátum gyakran közel áll a végtermékhez, nem pedig egy köztes termékhez, és az ár a vastartalmat tükrözi, csökkentve a szennyeződéseket, például a szilícium-dioxidot, a foszfort és az alumínium-oxidot.

Lítium ásványi koncentrátumok — körülbelül 6%-os Li2O-tartalmú spodumen vagy csillámos lerakódásokból származó lepidolit-koncentrátumok — olyan átalakító üzemeknek adják el, amelyek megpörkölik és lítium-karbonáttá és hidroxiddá mossák. Az akkumulátorgyártás növekedése az egykor szűk kerámiapiaci terméket az elmúlt évtized egyik leggyorsabban mozgó koncentrátumkereskedésévé változtatta.

Hamuzsír és foszfát koncentrátumok a műtrágyaág. A hamuzsírműveletek a szilvinit ércet vagy a sóoldatból származó sókat 95% KCl-tartalmú vagy annál magasabb termékekké javítják; A foszfát kőzetet 28-34%-os P2O5-tartalmú kereskedelmi minőségre javítják, amelyet a kénsavgyárak gazdaságosan megtámadhatnak. Pontosan ebben a csomópontban helyezkednek el a sósvíz-kinyerést flotációs, keverő- és sűrítő berendezésekkel összekapcsoló sós-tó projektek, ezért uralják a bányászati ​​és vegyipari feldolgozást egyaránt kiszolgáló berendezésgyártók projektlistáit.

A közgazdaságtan: Miért szállítanak a bányák koncentrátumot, nem ércet

A logika tiszta aritmetika. A fuvarozás, az olvasztás és a finomítás a kezelt anyag tonnája után fizetendő. Minden tonna kvarc, amely a kohóba kerül, szállítási számlát fizet, elnyeli a kemence energiáját, és salakként távozik az üzemből. A koncentráció azért létezik, hogy az ügyfél a fémért fizessen, nem a rockért.

Ez az ötvenszeres csökkentés az oka annak, hogy egy bánya egy egész sűrítőtelep építését indokolhatja: a termék értéksűrűsége olyan szintre emelkedik, ahol a fuvarozás, a kikötői kezelés és a szállítás megfizethetővé válik, és a kohó olyan takarmányt kap, amelyet hatékonyan tud olvasztani. A 25% rézkoncentrátummal feltöltött kemence a salak töredékét termeli, és a nyers érchez képest egy tonna rézre jutó energia töredékét fogyasztja. Egyik fél közgazdásza sem dolgozik a kifutó anyagokon – a koncentráció az a lépés, amely egy alacsony minőségű geológiai előfordulást banki bányászati ​​projektté alakít át.

A fizetés ugyanezt a logikát követi. A vevő jegyzett piaci áron fizet a zárt fémért, levonja a kezelési és finomítási díjakat, nedvességlevonást alkalmaz, hogy senki ne szállítsa a vizet fémként, és büntetést szab ki, ha a szennyeződések átlépik a megállapított felső határt. A számlasorok mindegyike egy olyan számra vezet vissza, amelyet a koncentrátor napról napra vezérel.

Amit a vásárlók adnak meg: A koncentrátum minőségi paraméterei

A szállítmány lefoglalása előtt a gyártó és a vevő megállapodik a specifikációs lapról. A vizsgált osztályzat határozza meg a főértéket, de a többi paraméter dönti el, hogy a rakomány zökkenőmentesen települ-e, vagy vonzza-e a levonásokat, állásidőt és vitákat. A koncentrátumkereskedelemben a legtöbb vita nem a fém jelenlétéről szól, hanem a nedvességről, a szennyeződésekről és a mintavétel módjáról.

Ezek közül kettő érdemel kiemelést. A nedvesség a csendes változó: minden felesleges vízpontért kétszer kell fizetni, egyszer a fuvarban, egyszer pedig a fémlevonásban felhígul. Eközben a büntetés elemei a geológiai öröklődés – ha az érctest arzént hordoz, a folyamatlapnak már az első tesztkampánytól meg kell terveznie annak elutasítását, mert semmi okos marketing nem fogja eltávolítani a kész koncentrátumból.

Ahol a koncentrátumgyártás általában rosszul megy

A minőségi állításoknak, a nedvességvitáknak és a kiábrándító helyreállításoknak ritkán vannak egzotikus okai. Az üzemeltetési áttekintések során ugyanaz a maroknyi hiba ismétlődik, és mindegyiknek megvan a gyakorlati ellenintézkedése.

1. Alacsony köszörülés. A durva kompozit részecskék gyengén lebegnek, és vagy a sűrítménybe vonják a csapadékot, vagy belenyomják a fémet a zagyba. A kúra a becsületes őrölhetőségi teszt és a működési fegyelem, hogy megtartsa a megcélzott őrlést, amikor az átmenő nyomás nő.
2. Túlőrlés és iszap. Az ultrafinom részecskék nem valódi tapadással, hanem magával ragadva érik el a habot, hígítják a minőséget és lelassítják a sűrítőanyagban való leülepedést. A karcsúsító szakaszok és a helyes osztályozó vágási pontok korlátozzák a sérülést.
3. Érces változatosság. A bányászat előrehaladtával a lelőhelyen a fejminőség és az ásványi anyagok sodródnak, és a múlt hónapban hangolt reagensséma túladagolja ezt a hónapot. A teszt gyors átfutása és a reagens rendszer időszakos újratesztelése megőrzi az áramkör tisztaságát.
4. Reagens ellenőrzés. A gyűjtő és a habosító adagolása egyszerre állítja be a fokozatot és a visszanyerést. A sodródó takarmány elleni kézi adagolás csendes, folyamatos profitszivárgás, amelyet senki sem vesz észre egyetlen műszakban.
5. Vékony sűrítő aláfolyó. A hiányzó alulfolyósűrűség minden pontja a víz, amelyet a szűrésért fizet, majd újra fuvarként fizet. Az alulfolyási sűrűség a napi termelési jelentésben szerepel, nincs eltemetve a kezelési útmutatóban.
6. Szennyeződés a kezelés során. A vegyes rakodás, a piszkos konténerek és a béleletlen készletek idegen anyagokat visznek be, amelyek inkább a vevő tesztjében jelennek meg, mint az Öné – és a büntetési záradék is érvényes.

E kudarcok egyike sem rejtélyes. Valamennyiüket korán elkapják a rutinszerű mintavételezéssel a három fontos forrásból – a takarmányból, a koncentrátumból és a zagyból –, és a minőséget és a nedvességet ellenőrzött paraméterként kezelik, nem pedig a kikötőben felfedezett eredményekként.

A berendezéslánc a tiszta koncentrátum mögött

A lánc minden szakasza egy adott géposztályhoz kapcsolódik, és a szakaszok közötti interfészek ugyanolyan fontosak, mint maguk a gépek. A nem megfelelő méretre őrlő malmot nem lehet megmenteni briliáns flotációval; a gyönyörű habot képző flotációs szakasz még mindig feloldható egy alulméretezett sűrítővel, amely nedves koncentrátumot szállít.

A köszörülés megalapozza, és a zárt körben, osztályozással működő, nedves rácsos golyósmalmok továbbra is a szokásos válasz a feladatra, éppen azért, mert a rostélyos ürítés stabil pépszintet és kiszámítható termékméretet tart. Az őrlés és az elválasztás között a kondicionálást és a tárolást keverőtartályok végzik – különböző konfigurációjú iszap- és reagenstartályok, beleértve a nagy koncentrációjú és megemelt kialakításokat a nehéz igénybevételekhez. Maga az elválasztó szakasz él vagy hal meg a flotációs gépek által: az önszívó és a kényszerlevegős cellák mindegyike megfelel az adott részecskeméretnek és feladatnak, a nagy cellák pedig nagy térfogatú koncentrátorokon szállítják az áteresztőképességet, ahol a tonnánkénti energia dönti el a jövedelmezőséget. A víztelenítés a sűrítő berendezésen nyugszik, a központi meghajtó sűrítő a híg habot sűrű, szállítható aláfolyóvá alakítja, miközben a tiszta vizet visszavezeti az üzem fejébe.

A gépek közül a választás egy tervezési gyakorlat, amelynek következményei évtizedekben mérhetők – a cella térfogata, a keverés intenzitása és a sűrítő területe mind a tőkét és a működési költséget a bánya élettartamára zárja. A a koncentrációs berendezések kiválasztásának elvei ezért ugyanolyan szigorúságot érdemelnek, mint a folyamatlapok kémiája, és a víztelenítési kapacitást korán nyomáspróbáló vásárló általában elkerüli a legdrágább utólagos felszereléseket.

Működési példa: Lepidolit-lítium-koncentrátum

A Lepidolit, egy lítiumot tartalmazó csillám megmutatja, hogyan alakíthatja a koncentrátum specifikációja az egész projektet. A spodumentől eltérően a lepidolit finomszemcsés és kémiailag összetett, ezért a konzisztens lítium-koncentrátum előállítása szigorú ellenőrzést igényel az őrlési finomság, a víztelenítés és a flotációs reagens rendszer tekintetében – a fent leírt lánc minden szakaszában, szűk tűréshatárokon belül.

Mérnöki csapatunk egy napi 3000 tonnás lepidolit ásványfeldolgozási projektet hajtott végre Zimbabwéban, ahol a zúzást és őrlést, a flotációt és a víztelenítést egyetlen vonatként tervezték, hogy lítiumátalakításra szánt koncentrátumáramot kapjanak. Az ilyen jellegű projektek a gyakorlati választ adják a címben feltett kérdésre: a koncentrátum nem melléktermék, amely a folyamatábra végén jelenik meg – ez az a termék, amelyet az egész bánya szállít, és minden upstream döntést az alapján ítélnek meg, hogy mit tesz az adott végső minőséggel és hasznosítással. A 3000 t/d Zimbabwe lepidolit ásványfeldolgozási projektje oldal bemutatja, hogyan állították össze a berendezést pontosan erre a célra.

Gyakran ismételt kérdések az ásványi koncentrátumokkal kapcsolatban

Koncentrációs kör megtervezése: mit kell először rendezni

Ha egy lelőhelyet értékel, egy meglévő üzemet bővít vagy újjáépít egy öregedő sűrítőt, akkor négy döntést érdemes eldönteni, mielőtt bármilyen berendezés árát meghatároznák: a felszabadulási méret, amelyre az érc ténylegesen szüksége van, és nem analógia, hanem tesztmunka során; az ásványtanának megfelelő elválasztási útvonalat; az az osztályzat-helyreállítási pont, amelyet a vevő árképlete ténylegesen megjutalmaz; és a víztelenítési cél, amellyel a logisztikai lánca együtt tud élni. Az üzemben minden más lehetőség létezik ennek a négy számnak a kiszolgálására.

A számok mögött meghúzódó berendezésláncot gyártjuk – nedves rácsos golyósmalmok, flotációs gépek kis önszívó egységektől a nagy kényszerlevegő cellákig, nagy koncentrációjú keverőtartályok, központi hajtósűrítők és mechanikus keverésű kilúgozó tartályok – és szállítjuk őket komplett ásványfeldolgozási EPC projekteken belül, a folyamatlap tervezéstől a telepítésig és üzembe helyezésig. A gyártás ISO9001:2008 minőségirányítási rendszer szerint zajlik, amelyet nagyjából 200 gyártó- és vizsgálóberendezés, valamint 25 000 tonna feletti éves fémszerkezeti termelés támogat. Ha szeretne egy második véleményt egy folyamatábról, egy koncentrátum specifikációról vagy egy sűrítő méretezéséről, mérnökeink szívesen áttekintik az ércadatokat, és világosan elmondják, mit engednek meg a számok.