Hoe zeestrandzand monaziet rutiel zirkoon granaat ilmeniet scheiden?
Het scheiden van zeestrandzand is een complex proces dat uit meerdere stappen bestaat. De kern ligt in het scheiden van verschillende mineralen in het erts door gebruik te maken van de verschillen in hun fysische of chemische eigenschappen.
Over het algemeen volgt het scheidingsproces het principe van "grof vóór fijn, zwaartekracht vóór magnetisch, fysisch vóór chemisch", en kan worden samengevat in de volgende kernfasen:
Fase 1: Voor-behandeling Het ruwe erts dat uit het mijngebied wordt gewonnen, bevat een grote hoeveelheid nutteloos materiaal en moet een voor-behandeling ondergaan ter voorbereiding op daaropvolgende scheiding.
Zeven: Het ruwe erts wordt geclassificeerd op basis van deeltjesgrootte met behulp van apparatuur zoals trilzeven. Dit verbetert de efficiëntie van apparatuur voor daaropvolgende scheiding, omdat verschillende deeltjesgroottes verschillende scheidingsparameters vereisen.
Breken en malen: Als het erts agglomeraten bevat of als mineralen stevig aan gangsteen zijn gebonden, zijn brekers of kogelmolens nodig om ze te verpulveren, waardoor de waardevolle mineralen vrijkomen.
Wassen: Wasmachines of schrobmachines worden gebruikt om onzuiverheden zoals klei en slib te verwijderen die aan het ertsoppervlak hechten.
Fase twee: voorbewerken (voornamelijk scheiding door zwaartekracht)
Dit is de meest cruciale en belangrijkste stap bij het scheiden van afzettingen aan de kust, waarbij voornamelijk gebruik wordt gemaakt van de dichtheidsverschillen van mineralen.
Principe: In afzettingen aan de kust hebben waardevolle mineralen (zoals ilmeniet, rutiel, zirkoon, monaziet, enz.) doorgaans een veel hogere dichtheid dan ganggesteentemineralen zoals kwarts. Onder de gecombineerde werking van waterstroming en zwaartekracht worden lichtere mineralen meegevoerd door de waterstroom, terwijl zwaardere mineralen bezinken en worden opgevangen.
Hoofduitrusting:
Spiraalgoot: Dit is de meest gebruikte en efficiënte voorbewerkingsapparatuur. De mest wordt van bovenaf aangevoerd en stroomt in de spiraalsluis. Tijdens dit proces hebben zwaardere mineralen de neiging naar de binnenzijde van de sluis te bewegen, terwijl lichtere mineralen naar de buitenzijde bewegen. Ze worden gescheiden door een afscheider onderaan de sluis.
Spiraalvormige goot
Schudtafel: Door gebruik te maken van de heen en weer gaande asymmetrische beweging van de machinerie en de waterstroom op het tafeloppervlak, worden mineralen tussen de bedstaven gescheiden op basis van dichtheid en deeltjesgrootte, waardoor concentraat, middel en residuen worden verkregen. De scheidingsnauwkeurigheid is hoger dan die van de spiraalsluis en wordt vaak gebruikt voor het verder verfijnen van ruw concentraat.
Schuddende tafel
Na scheiding door zwaartekracht wordt een "zwaar mineralenconcentraat" verkregen, dat verrijkt is met verschillende nuttige mineralen zoals ilmeniet, rutiel, zirkoon en monaziet, maar deze worden met elkaar vermengd.
Derde fase: fijne scheiding (gecombineerde bewerkingen van magnetische scheiding, elektrostatische scheiding en flotatie)
Om afzonderlijke, gekwalificeerde concentraten van het ruwe concentraat te scheiden, is het noodzakelijk om de verschillen in de magnetische eigenschappen, elektrische geleidbaarheid en oppervlakte-eigenschappen van mineralen te benutten voor gecombineerde scheiding.
Magnetische scheiding
Principe: gebruik maken van de verschillen in magnetische eigenschappen tussen verschillende mineralen. Wanneer mineralen door een magnetisch veld gaan, worden sterk magnetische mineralen gemagnetiseerd en geadsorbeerd op de magnetische scheider, terwijl niet-magnetische mineralen onaangetast blijven.
Droge magnetische scheider
Sollicitatie:
Ten eerste scheidt een zwakke magnetische veldscheider sterk magnetische mineralen, zoals magnetiet, af.
Vervolgens scheidt een medium of sterke magneetveldscheider matig magnetische mineralen, zoals ilmeniet en monaziet.
Wat ten slotte overblijft zijn meestal niet-magnetische of zwakmagnetische mineralen, zoals zirkoon en rutiel.
Elektrostatische scheiding
Principe: gebruik maken van de verschillen in de geleidbaarheid van mineralen onder een elektrisch veld met hoge- spanning. Mineralen met een hoge elektrische geleidbaarheid (zoals rutiel) verliezen snel hun lading nadat ze deze hebben verkregen en worden uitgeworpen door de middelpuntvliedende kracht van de trommel; mineralen met een lage elektrische geleidbaarheid (zoals zirkoon) worden op het trommeloppervlak geadsorbeerd en naar achteren gevoerd en afgeborsteld.
Toepassing: Dit is een belangrijke methode voor het scheiden van zirkoon (niet-geleider) en rutiel (goede geleider).
Flotatie
Principe: Benutten van de verschillen in de fysisch-chemische eigenschappen van minerale oppervlakken. Door specifieke "collectoren", "remmers" en "opschuimers" toe te voegen, hecht het doelmineraal zich selectief aan luchtbellen en drijft het naar het oppervlak van de slurry, waar het wordt afgeschraapt.
Toepassing: Flotatie is een effectieve scheidingsmethode wanneer mineralen zeer vergelijkbare dichtheden, magnetische eigenschappen en elektrische eigenschappen hebben. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de verdere zuivering van zirkoon of voor het scheiden van bepaalde fijn-fijnkorrelige titaniummineralen.
Vierde fase: raffinage en behandeling van residuen
Raffinage: Het concentraat dat na de bovenstaande fysieke scheiding wordt verkregen, voldoet soms niet aan de industriële eisen wat betreft zuiverheid, of moet verder worden verwerkt tot producten met een hogere- waarde. In dit stadium worden hydrometallurgische of pyrometallurgische methoden gebruikt, zoals:
Ilmeniet behandelen met zwavelzuur of chloor om titaniumdioxide of sponstitanium te produceren.
Roosteren en zuurwassen van zirkoon om de kwaliteit ervan te verbeteren.
Tailure-behandeling: De grote hoeveelheid residuen (voornamelijk kwartszand) die tijdens het sorteerproces ontstaat, moet op de juiste manier worden verwerkt. Moderne mijnen zullen:
Vul de residuen aan in het gedolven-gebied.
Het residubekken terugwinnen en ecologisch herstellen.
Onderzoek de secundaire terugwinning van waardevolle componenten uit de residuen of hun gebruik als bouwmaterialen om het gebruik van hulpbronnen te bereiken.
Typisch voorbeeld van het verrijkingsproces van kustplaatsers (met als voorbeeld titanium-zirkoniumplaatser):
Ruw erts → Zeven en wassen → Spiraalvormige goot (scheiding door zwaartekracht) → Verkrijgen van zwaar zand, ruw concentraat.
Ruw concentraat → Drogen → Medium/sterke magnetische scheiding → Magnetisch product is ilmenietconcentraat; niet-magnetisch product gaat door naar de volgende stap.
Niet-magnetische producten → Elektrostatische scheiding → Geleidende producten zijn rutielconcentraat; niet-geleiderproducten zijn zirkoonconcentraat.
(Indien nodig) De bovengenoemde concentraten worden onderworpen aan flotatie of wassen met zuur om hun kwaliteit te verbeteren.
Radioactieve mineralen zoals monaziet (meestal verkregen in het tussenliggende magnetische scheidingsgedeelte) gescheiden van het concentraat moeten afzonderlijk worden opgeslagen en beheerd.
Samenvattend is het sorteren van afzettingen aan de kust een typische 'gecombineerde processtroom', waarbij een reeks fysieke methoden wordt gebruikt, zoals scheiding door zwaartekracht, magnetische scheiding, elektrostatische scheiding en flotatie, om de gemengde zware mineralen geleidelijk te scheiden in verschillende afzonderlijke, hoog-zuivere commerciële concentraten. Het specifieke procesontwerp hangt af van de specifieke minerale samenstelling en economische waardeoverwegingen van de placerafzetting.
