Minerali se obično iskopavaju iz rudnih ležišta i zatim odvajaju

Ako rješavate geološku zadaću ili učite za kviz, vjerojatno ste naišli na pitanje koje treba ispuniti: "Minerali se obično vade iz ________ naslaga i odvajaju." Točan odgovor je rudača naslage. Međutim, ovaj izravan odgovor otvara vrata mnogo većoj temi koja povezuje geologiju, rudarstvo i preradu minerala. Razumijevanje što je zapravo ležište rude, kako nastaju različite vrste i industrijski koraci koji odvajaju vrijedne minerale od otpadnih stijena dat će vam potpunu sliku o tome kako sirovine postaju iskoristivi resursi.

Kratak odgovor: Minerali dolaze iz rudnih ležišta

Sažeti odgovor na pitanje je da se minerali iskopavaju iz rudnih naslaga i potom odvajaju od okolnog kamena. Ali zašto "ruda", a ne samo "stijena"? Razlika se svodi na ekonomiju. Prema standardnim geološkim definicijama, ruda je stijena ili mineral koji sadrži vrijedan sastojak, može se ekstrahirati ili rudariti te se može prodati za zaradu. Ako se materijal ne može profitabilno ekstrahirati, to je jednostavno mineralizirana stijena, a ne ruda.

Ključni zaključak je da je ležište rude geološko tijelo obogaćeno vrijednim mineralima do stupnja koji rudarenje čini financijski isplativim. Na primjer, bakar može postojati u tragovima u mnogim stijenama, ali postaje rudno ležište tek kada je koncentracija dovoljno visoka da pokrije troškove ekstrakcije i obrade.

Što je točno ležište rude?

Ležište rude je prirodna koncentracija jednog ili više vrijednih minerala unutar stijenske mase. Vrijedni minerali u tim naslagama obično se pojavljuju u specifičnim kemijskim oblicima, uključujući izvorne elemente, sulfide, sulfosoli, okside ili hidrokside. Oblik je bitan jer određuje metodu izdvajanja.

Razmislite o piritu, koji se često naziva "zlatom budala". Sadrži željezo i sumpor, ali osim ako ležište ima drugih vrijednih metala ili vrlo visok sadržaj željeza, obično se ne kvalificira kao ruda. Najbolji minerali metalne rude su oni koji sadrže velike količine vrijednih metala. Nasuprot tome, mineral poput halkopirita, koji je bakar-željezni sulfid, postaje ruda kada se dovoljno koncentrira na jednom mjestu da bi ekstrakcija bakra bila ekonomična.

Razmislite o tome na ovaj način: kuhinjska žlica sadrži nehrđajući čelik, ali je čelik toliko raspršen po milijardama kuhinja da nitko ne bi tražio odlagalište za njega. Ležišta rude prirodni su način koncentriranja vrijednih elemenata u količine kojima se može upravljati.

Glavne vrste mineralnih naslaga

Geolozi razvrstavaju rudna ležišta prvenstveno prema njihovu podrijetlu. Tri najvažnije kategorije su magmatske, hidrotermalne i sedimentne naslage, s naslagama placera kao značajnim posebnim slučajem.

Magmatske naslage

Oni nastaju izravno hlađenjem i kristalizacijom magme. Kako se rastaljena stijena hladi, teški minerali talože se i koncentriraju. Krom, nikal i platina obično dolaze iz magmatskih naslaga. Na primjer, kromit, glavna ruda kroma, tvori slojevita nakupljanja u velikim magmatskim intruzijama.

Hidrotermalne naslage

Oni nastaju kada vruće tekućine bogate mineralima prolaze kroz pukotine i pukotine u Zemljinoj kori. Kako se tekućine hlade ili reagiraju s okolnim stijenama, talože svoje otopljene minerale. Mnoga nalazišta zlata, srebra, bakra i olovo-cinka hidrotermalnog su podrijetla. Žile kvarca koje sadrže zlato klasičan su primjer koji je pokretao zlatne groznice kroz povijest.

Sedimentne naslage

Oni nastaju površinskim procesima poput isparavanja, taloženja ili biološke aktivnosti. Sol, gips i vapnenac uobičajeni su sedimentni depoziti. Naslage evaporita, na primjer, nastaju kada morska voda ili slana jezera ispare, ostavljajući iza sebe koncentrirane slojeve soli.

Placer Depoziti

Plastične naslage su nakupine teških minerala koji su erodirani iz svog izvornog izvora i koncentrirani vodom ili vjetrom. Zlato, kositar i dijamanti često se nalaze u naslagama naslaga. Kad vidite slike ispirača zlata kako prosejavaju riječni šljunak, oni iskorištavaju ležište placera.

Kako se iskopavaju nalazišta minerala?

Nakon što je ležište identificirano i ocijenjeno ekonomski isplativim, odabire se metoda eksploatacije na temelju dubine, oblika i karakteristika rudnog tijela. Dvije primarne metode su otvoreni kop i podzemni kop.

Open Cut Mining

Otvoreni kop, koji se naziva i otvoreni kop, koristi se kada rudno tijelo leži relativno blizu površine. Proces uključuje progresivno širenje jame prema van i prema dolje. Velika oprema uklanja otpadnu stijenu kako bi otkrila rudu, koja se zatim buši, minira i utovaruje na kamione. Ova je metoda uobičajena za ležišta bakra, željeza i zlata koja se protežu na velikim područjima.

Podzemno rudarenje

Kada se nalazišta rude protežu duboko ispod površine, podzemno rudarenje postaje neophodno. Ova metoda uključuje razvijanje tunela i okana za siguran pristup dubljim naslagama. Podzemno rudarenje je skuplje i složenije od otvorenog rudarenja, ali postaje jedina opcija kada omjer otkopavanja — otpad prema rudi — površinsko rudarenje čini nepraktičnim.

Prije početka bilo koje metode, geolozi buše istražne rupe i izrađuju trodimenzionalne modele rudnog tijela. Ovi modeli određuju razinu, tonažu i geometriju ležišta, a sve to utječe na odluku hoće li se i kako rudariti.

Od iskopane stijene do izdvojenih minerala

Rudarstvo samo izvlači rudu iz zemlje. Pravi izazov počinje kada imate hrpu stijena koja sadrži mali postotak vrijednih minerala pomiješanih s velikom količinom otpadnog materijala, zvanog gangue. Proces odvajanja slijedi namjeran slijed fizičkih i kemijskih koraka.

Drobljenje

Prvi korak je smanjivanje iskopane rude na manje komade. Primarne drobilice lome velike gromade do veličine koju mogu podnijeti pokretne trake i sekundarne drobilice. Ovdje je cilj čisto fizičko smanjenje veličine.

Brušenje

Brušenje further reduces the crushed ore to a fine powder. This step is critical because it liberates the valuable mineral grains from the surrounding gangue. If the ore is not ground finely enough, the valuable minerals remain locked inside waste particles and cannot be recovered. Ball mills are the workhorses of this stage, rotating a cylindrical drum filled with steel balls that impact and abrade the ore into fine particles.

Učinkovitost ove faze mljevenja uvelike ovisi o opremi i korištenom mediju za mljevenje. Za unutarnji pogled na ono što se događa unutar mlina, možete pročitati o kako odabrati pravu košuljicu kugličnog mlina kako bi razumjeli kako unutarnje komponente utječu na performanse mljevenja.

Koncentracija i razdvajanje

Nakon što je ruda samljevena, oslobođene čestice minerala odvajaju se od jalovog sloja pomoću metoda poput pjenaste flotacije, gravitacijske separacije ili magnetske separacije. Pjenasta flotacija najraširenija je metoda za sulfidne rude. Djeluje dodavanjem kemikalija koje vrijedne mineralne čestice čine hidrofobnim (odbijaju vodu), zatim propuštanjem zraka kroz kašu. Vrijedni minerali se vežu za mjehuriće i dižu na površinu kao pjena, koja se skida i skuplja. Otpadna jalovina ostaje u gnojnici i odbacuje se kao jalovina.

Zašto su mediji za mljevenje važni u odvajanju minerala

Faza mljevenja je mjesto gdje počinje fizičko odvajanje minerala, a kvaliteta medija za mljevenje izravno utječe na to koliko dobro ovo odvajanje radi. Kugle za mljevenje u kugličnom mlinu obavljaju tri funkcije: udar, kompresiju i abraziju. Kuglice moraju biti dovoljno čvrste da slome rudu, dovoljno čvrste da se same ne slome i dovoljno ujednačene da zadrže dosljednu izvedbu mljevenja tijekom vremena.

Različite vrste ruda zahtijevaju različite karakteristike medija za mljevenje. Za tvrde, abrazivne rude, kuglice za mljevenje od legure kroma nude izvrsnu otpornost na trošenje i dug radni vijek, što smanjuje učestalost nadopunjavanja medija. Njihova visoka tvrdoća čini ih posebno učinkovitima u završnim fazama mljevenja gdje je potrebna fina veličina čestica.

Dobavljači kugli za mljevenje lijevane kugle od legure kroma, prilagođena tvornica - Ningguo Kao kineski dobavljači kuglica za mljevenje lijevanih kuglica s visokim udjelom kroma i prilagođena tvornica kuglica za mljevenje lijevanih kuglica s visokim udjelom kroma, Zhengxin... Pogledajte proizvod →

Za primjene koje uključuju veće promjere mlina ili veće udarne sile, kovane mljevene kugle za teže primjene pružaju vrhunsku žilavost i otpornost na lom. Kovane lopte proizvode se udaranjem čekićem ili prešanjem zagrijanog čelika, koji poravnava strukturu zrna i daje im otpornost potrebnu da izdrže opetovane udare visoke energije bez pucanja.

Dobavljači kovanih kugli za mljevenje, tvornica po narudžbi - Ningguo Zhengxing Wear Resista Kao kineski dobavljač kovanih kugli za mljevenje i tvornica kovanih kugli za mljevenje po narudžbi, Zhengxing nudi veleprodaju kovanih kugli za mljevenje, od do... Pogledajte proizvod →

Izbor između lijevanih i kovanih lopti nije proizvoljan; ovisi o specifičnim uvjetima mlina, tvrdoći rude i ciljanoj veličini čestica. Ako vas zanimaju ove razlike, ovaj članak objašnjava razlika između lijevanih i kovanih čeličnih kuglica u praktičnom smislu.

Odabir pravog medija za mljevenje je tehnička odluka koja utječe ne samo na učinkovitost mljevenja, već i na potrošnju energije i ukupne operativne troškove. Kuglica koja se prebrzo troši povećava troškove zamjene medija, dok kuglica koja se raspadne gubi energiju i smanjuje učinkovitost mljevenja. Iz tog razloga, operateri mlinova procjenjuju tvrdoću lopte, udarnu žilavost i stopu trošenja prije odabira medija za određenu vrstu rude.

Uobičajene zabune razjašnjene

Za kraj, vrijedi razjasniti nekoliko čestih točaka zabune koje se javljaju kada studenti proučavaju ovu temu.

Jesu li ruda i minerali ista stvar?

Ne. Mineral je prirodna anorganska tvar s definiranim kemijskim sastavom i kristalnom strukturom. Ruda je stijena ili mineral koji sadrži vrijedan sastojak koji se može isplativo ekstrahirati. Sve rude sadrže minerale, ali nisu svi minerali rude. Kvarc je mineral, ali postaje ruda samo ako kvarc sadrži dovoljno zlata ili drugih vrijednih metala da bi se rudarenje isplatilo.

Zašto se neki minerali ne iskopavaju iz ležišta?

Neki minerali, osobito oni koji se lako otapaju u vodi, ekstrahiraju se izravno iz otopina. Na primjer, sol i kalcijev karbonat mogu se taložiti iz morske vode ili slanih jezera. Geotermalne vode također mogu nositi otopljene metale koji se dobivaju pumpanjem, a ne konvencionalnim rudarenjem. Oni se još uvijek smatraju mineralnim resursima, ali se ne iskopavaju u tradicionalnom smislu kopanja stijena.

Računaju li se industrijski minerali kao rude?

Da. Industrijski minerali poput halita (sol), gipsa, gline i kalcita iskopavaju se iz rudnih naslaga. Iako im nedostaje glamur zlata ili bakra, ekonomski su vrijedni i zadovoljavaju definiciju rude jer se mogu vaditi i prodavati radi zarade. Ista geološka načela koja se primjenjuju na metalne rude također se primjenjuju i na ovu rasutu robu.

Razumijevanje da se minerali obično vade iz rudnih naslaga i zatim odvajaju pojašnjava cijeli lanac proizvodnje minerala. Od formiranja naslaga duboko pod zemljom do konačnog koncentriranog proizvoda spremnog za taljenje, svaki korak ovisi o geologiji, inženjerstvu i pažljivom odabiru opreme za obradu. Sljedeći put kad vidite kuglasti mlin u radu ili čitate o medijima za mljevenje, znat ćete točno zašto ta oprema postoji: ona je most između kamena u zemlji i čistog metala u vašim rukama.