Mineralele sunt de obicei extrase din zăcămintele de minereu și apoi separate

Dacă lucrați la o misiune de geologie sau studiați pentru un test, probabil că ați întâlnit întrebarea de completare a golurilor: „Mineralele sunt de obicei extrase din ________ depozite și separate.” Răspunsul cminereuct este ore depozite. Acest răspuns simplu, totuși, deschide ușa către un subiect mult mai amplu care conectează geologia, ingineria minieră și prelucrarea mineralelor. Înțelegerea ce este de fapt un zăcământ de minereu, cum se formează diferite tipuri și etapele industriale care separă mineralele valoroase de roca sterilă vă va oferi o imagine completă a modului în care materiile prime devin resurse utilizabile.

Răspunsul scurt: Mineralele provin din zăcăminte de minereu

Răspunsul concis la întrebare este că mineralele sunt extrase din zăcămintele de minereu și apoi separate de roca din jur. Dar de ce „minereu” și nu doar „rocă”? Distincția se rezumă la economie. Conform definițiilor geologice standard, un minereu este o rocă sau un mineral care conține un constituent valoros, poate fi extras sau extras și poate fi vândut pentru profit. Dacă materialul nu poate fi extras profitabil, este pur și simplu rocă mineralizată, nu minereu.

Principala concluzie este că un zăcământ de minereu este un corp geologic îmbogățit cu minerale valoroase într-o măsură care face ca mineritul să merite din punct de vedere financiar. De exemplu, cuprul poate exista în urme în multe roci, dar devine un depozit de minereu doar atunci când concentrația este suficient de mare pentru a acoperi costurile de extracție și procesare.

Ce este exact un depozit de minereu?

Un zăcământ de minereu este o concentrație naturală a unuia sau mai multor minerale valoroase într-o masă de rocă. Mineralele valoroase din aceste zăcăminte apar de obicei în forme chimice specifice, inclusiv elemente native, sulfuri, sulfosăruri, oxizi sau hidroxizi. Forma contează pentru că determină metoda de extracție.

Luați în considerare pirita, numită adesea „aurul nebunului”. Conține fier și sulf, dar dacă zăcământul nu are alte metale valoroase sau un conținut foarte mare de fier, de obicei nu se califică drept minereu. Cele mai bune minerale metalice sunt cele care conțin cantități mari de metale de valoare. În schimb, un mineral precum calcopirita, care este o sulfură de cupru-fier, devine un minereu atunci când este concentrat suficient într-un singur loc pentru a face extracția cuprului economică.

Gândiți-vă la asta astfel: o lingură de bucătărie conține oțel inoxidabil, dar oțelul este atât de dispersat în miliarde de bucătării încât nimeni nu ar extrage o groapă de gunoi pentru el. Depozitele de minereu sunt modalitatea naturii de a concentra elemente valoroase în volume gestionabile.

Principalele tipuri de zăcăminte minerale

Geologii clasifică zăcămintele de minereu în primul rând după originea lor. Cele mai importante trei categorii sunt depozitele magmatice, hidrotermale și sedimentare, cu depozitele de placeri ca caz special notabil.

Depozite magmatice

Acestea se formează direct din răcirea și cristalizarea magmei. Pe măsură ce roca topită se răcește, mineralele grele se depun și se concentrează. Cromul, nichelul și platina provin de obicei din depozite magmatice. De exemplu, cromitul, principalul minereu al cromului, formează acumulări stratificate în intruziuni magmatice mari.

Depozite hidrotermale

Acestea se formează atunci când fluidele fierbinți, bogate în minerale, se deplasează prin fracturi și fisuri din scoarța terestră. Pe măsură ce fluidele se răcesc sau reacționează cu rocile din jur, ele își depun mineralele dizolvate. Multe zăcăminte de aur, argint, cupru și plumb-zinc sunt de origine hidrotermală. Venele de cuarț care conțin aur sunt un exemplu clasic care a determinat goana aurului de-a lungul istoriei.

Depozitele Sedimentare

Acestea se formează prin procese de suprafață, cum ar fi evaporarea, precipitarea sau activitatea biologică. Sarea, gipsul și calcarul sunt depozite sedimentare comune. Depozitele de evaporiți, de exemplu, se formează atunci când apa de mare sau lacurile saline se evaporă, lăsând în urmă straturi concentrate de săruri.

Depozite de Placer

Depozitele de placer sunt acumulări de minerale grele care au fost erodate din sursa lor originală și concentrate de apă sau vânt. Aurul, staniul și diamantele se găsesc frecvent în depozitele de placer. Când vezi imagini cu găleți de aur cernind prin pietrișul râului, aceștia exploatează un depozit de placer.

Cum sunt extrase zăcămintele minerale?

Odată ce un zăcământ este identificat și considerat viabil din punct de vedere economic, metoda de exploatare este selectată pe baza adâncimii, formei și caracteristicilor corpului de minereu. Cele două metode principale sunt mineritul deschis și minerit subteran.

Exploatare deschisă

Exploatarea minieră deschisă, numită și exploatare în cară deschisă, este utilizată atunci când corpul de minereu se află relativ aproape de suprafață. Procesul implică extinderea progresivă a unei gropi spre exterior și în jos. Echipamentele mari îndepărtează roca sterilă pentru a expune minereul, care este apoi forat, explodat și încărcat pe camioanele de transport. Această metodă este comună pentru depozitele de cupru, fier și aur care se întind pe suprafețe mari.

Exploatare subterană

Atunci când zăcămintele de minereu se extind adânc sub suprafață, exploatarea subterană devine necesară. Această metodă implică dezvoltarea tunelurilor și puțurilor pentru a accesa în siguranță depozitele mai adânci. Exploatarea subterană este mai costisitoare și mai complexă decât mineritul deschis, dar devine singura opțiune atunci când raportul de stripare - deșeuri la minereu - face exploatarea la suprafață nepractică.

Înainte de a începe oricare dintre metode, geologii forează găuri de explorare și construiesc modele tridimensionale ale corpului de minereu. Aceste modele determină gradul, tonajul și geometria zăcământului, toate acestea contribuind la decizia dacă și cum să-l exploateze.

De la rocă minată la minerale separate

Mineritul scoate numai minereul din pământ. Adevărata provocare începe atunci când ai o grămadă de rocă care conține un mic procent de minerale valoroase amestecate cu o cantitate mare de deșeuri, numită gangă. Procesul de separare urmează o succesiune deliberată de etape fizice și chimice.

Zdrobirea

Primul pas este reducerea minereului extras la bucăți mai mici. Concasoarele primare sparg bolovani mari până la o dimensiune care poate fi manipulată de transportoare și concasoare secundare. Scopul aici este reducerea dimensiunii pur fizice.

Măcinarea

Măcinarea 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.

Eficiența acestei etape de măcinare depinde în mare măsură de echipament și de mediul de măcinare utilizat. Pentru o privire din interior asupra a ceea ce se întâmplă în interiorul morii, puteți citi despre cum să selectați căptușeala potrivită pentru moara cu bile pentru a înțelege modul în care componentele interne afectează performanța de șlefuire.

Concentrare și separare

Odată ce minereul este măcinat, particulele minerale eliberate sunt separate de gangă folosind metode precum flotarea cu spumă, separarea gravitațională sau separarea magnetică. Flotarea cu spumă este cea mai utilizată metodă pentru minereurile sulfurate. Funcționează prin adăugarea de substanțe chimice care fac ca particulele minerale valoroase să fie hidrofobe (respingătoare de apă), apoi barbocând aer prin suspensie. Mineralele valoroase se atașează de bule și se ridică la suprafață ca o spumă, care este îndepărtată și colectată. Ganga reziduală rămâne în suspensie și este aruncată ca steril.

De ce contează mediile de măcinare în separarea mineralelor

Etapa de măcinare este locul în care începe separarea fizică a mineralelor, iar calitatea mediului de măcinare influențează direct cât de bine funcționează această separare. Bilele de măcinat într-o moară cu bile îndeplinesc trei funcții: impact, compresie și abraziune. Bilele trebuie să fie suficient de dure pentru a fractura minereul, suficient de dure pentru a rezista la rupere și suficient de uniforme pentru a menține o performanță constantă de măcinare în timp.

Diferite tipuri de minereu necesită caracteristici diferite ale mediilor de măcinare. Pentru minereuri dure, abrazive, bile de șlefuire din aliaj de crom înalt oferă o rezistență excelentă la uzură și o durată lungă de viață, ceea ce reduce frecvența reumplerii suportului. Duritatea lor mare le face deosebit de eficiente în etapele finale de măcinare, unde este necesară dimensiunea particulelor fine.

Furnizori de bile de măcinat cu bile de turnare din aliaj de crom înalt, fabrică personalizată - Ningguo Ca furnizori de bile de slefuire cu bile de turnare din aliaj de crom înalt din China și fabrica de bile de slefuire cu bile de turnare din aliaj de crom personalizat, Zhengxin... Vizualizare produs →

Pentru aplicații care implică diametre mai mari ale morii sau forțe de impact mai mari, bile de șlefuit forjate pentru aplicații mai dure oferă o tenacitate superioară și rezistență la rupere. Bilele forjate sunt fabricate prin ciocanarea sau presarea oțelului încălzit, ceea ce aliniază structura cerealelor și le oferă rezistența necesară pentru a rezista la impacturi repetate de energie înaltă fără crăpare.

Furnizori de bile de șlefuit forjate, fabrică personalizată - Ningguo Zhengxing Wear Resista Ca furnizori de bile de slefuire forjate din China și fabrica de bile de slefuire forjate personalizate, Zhengxing oferă bile de șlefuit forjate cu ridicata, în... Vizualizare produs →

Alegerea dintre bile turnate și forjate nu este arbitrară; depinde de condițiile specifice ale morii, de duritatea minereului și de dimensiunea particulelor țintă. Dacă sunteți curios despre aceste diferențe, acest articol explică diferența dintre bile de oțel turnate și forjate în termeni practici.

Alegerea mediilor de măcinare potrivite este o decizie tehnică care afectează nu doar eficiența măcinarii, ci și consumul de energie și costurile totale de operare. O minge care se uzează prea repede crește costurile de înlocuire a suportului, în timp ce o minge care se sparge risipește energie și reduce eficiența șlefuirii. Din acest motiv, operatorii morii evaluează duritatea bilei, duritatea la impact și rata de uzură înainte de a selecta mediile pentru un anumit tip de minereu.

Confuziile comune clarificate

Pentru a încheia, merită să clarificăm câteva puncte frecvente de confuzie care apar atunci când studenții studiază acest subiect.

Sunt minereul și mineralele același lucru?

Nu. Un mineral este o substanță naturală, anorganică, cu o compoziție chimică definită și o structură cristalină. Un minereu este o rocă sau un mineral care conține un constituent valoros care poate fi extras profitabil. Toate minereurile conțin minerale, dar nu toate mineralele sunt minereuri. Cuarțul este un mineral, dar devine un minereu doar dacă cuarțul conține suficient aur sau alte metale valoroase pentru ca mineritul să merite.

De ce unele minerale nu sunt extrase din depozite?

Unele minerale, în special cele care se dizolvă ușor în apă, sunt extrase direct din soluții. De exemplu, sarea și carbonatul de calciu pot precipita din apa de mare sau din lacurile sărate. Apele geotermale pot transporta, de asemenea, metale dizolvate care sunt recuperate prin pompare, mai degrabă decât prin minerit convențional. Acestea sunt încă considerate resurse minerale, dar nu sunt exploatate în sensul tradițional de săpare a rocii.

Mineralele industriale sunt considerate minereuri?

Da. Mineralele industriale precum halitul (sarea), gipsul, argilele și calcitul sunt extrase din zăcăminte de minereu. Deși le lipsește strălucirea aurului sau a cuprului, sunt valoroase din punct de vedere economic și îndeplinesc definiția minereului deoarece pot fi extrase și vândute pentru profit. Aceleași principii geologice care se aplică minereurilor metalice se aplică și acestor mărfuri în vrac.

Înțelegerea faptului că mineralele sunt de obicei extrase din zăcăminte de minereu și apoi separate clarifică întregul lanț de producție de minerale. De la formarea unui depozit adânc în subteran până la produsul final concentrat gata de topire, fiecare pas depinde de geologie, inginerie și selecția atentă a echipamentelor de procesare. Data viitoare când vezi o moară cu bile în funcțiune sau vei citi despre medii de măcinat, vei ști exact de ce există acel echipament: este puntea dintre o stâncă în pământ și metalul pur din mâinile tale.