Как отделить морской пляжный песок монацит рутил циркон гранат ильменит?
Отделение морского пляжного песка – сложный, многоэтапный процесс. Его суть заключается в разделении различных минералов в руде путем использования различий в их физических или химических свойствах.
Как правило, процесс разделения следует принципу «грубое перед тонким, гравитационное перед магнитным, физическое перед химическим» и может быть сведено к следующим основным этапам:
Этап 1: Предварительная обработка Сырая руда, добытая в районе добычи, содержит большое количество бесполезного материала и должна пройти предварительную обработку для подготовки к последующему разделению.
Сортирование: Сырая руда классифицируется по размеру частиц с использованием такого оборудования, как вибрационные сита. Это повышает эффективность оборудования для последующего разделения, поскольку для разных размеров частиц требуются разные параметры разделения.
Дробление и измельчение. Если руда содержит агломераты или минералы, прочно связанные с пустой породой, необходимы дробилки или шаровые мельницы для их измельчения с высвобождением ценных минералов.
Промывка. Для удаления примесей, таких как глина и ил, прилипших к поверхности руды, используются стиральные машины или поломоечные машины.
Этап второй: черновая обработка (в основном гравитационное разделение)
Это наиболее ответственный и основной этап разделения прибрежных россыпей, в первую очередь с использованием разницы плотностей минералов.
Принцип: В прибрежных россыпных месторождениях ценные минералы (такие как ильменит, рутил, циркон, монацит и т. д.) обычно имеют гораздо более высокую плотность, чем пустые минералы, такие как кварц. Под совместным действием потока воды и силы тяжести более легкие минералы уносятся потоком воды, а более тяжелые минералы оседают и собираются.
Основное оборудование:
Спиральный желоб: это наиболее часто используемое и эффективное оборудование для черновой обработки. Пульпа подается сверху и течет по спиральному шлюзу. Во время этого процесса более тяжелые минералы имеют тенденцию перемещаться к внутренней стороне шлюза, а более легкие — к внешней стороне. Они разделены сепаратором в нижней части шлюза.
Спиральный желоб
Встряхивающий стол: используя возвратно-поступательное асимметричное движение оборудования и поток воды на поверхности стола, минералы разделяются между стержнями в соответствии с плотностью и размером частиц, получая таким образом концентрат, промпродукт и хвосты. Точность сепарации выше, чем у спирального шлюза, и его часто используют для дальнейшей очистки чернового концентрата.
Встряхивающий стол
После гравитационного разделения получается «тяжелый минеральный концентрат», обогащенный различными полезными минералами, такими как ильменит, рутил, циркон и монацит, но они смешиваются между собой.
Третий этап: тонкая сепарация (комбинированные операции магнитной сепарации, электростатической сепарации и флотации).
Для отделения отдельных квалифицированных концентратов от чернового концентрата необходимо использовать различия в магнитных свойствах минералов, электропроводности и поверхностных свойствах при комбинированном разделении.
Магнитная сепарация
Принцип: Использование различий в магнитных свойствах разных минералов. Когда минералы проходят через магнитное поле, сильномагнитные минералы намагничиваются и адсорбируются на магнитном сепараторе, в то время как немагнитные минералы остаются незатронутыми.
Сухой магнитный сепаратор
Приложение:
Во-первых, сепаратор со слабым магнитным полем отделяет сильно магнитные минералы, такие как магнетит.
Затем сепаратор со средним или сильным магнитным полем отделяет умеренно магнитные минералы, такие как ильменит и монацит.
Наконец, обычно остаются немагнитные или слабомагнитные минералы, такие как циркон и рутил.
Электростатическая сепарация
Принцип: Использование различий в проводимости минералов в электрическом поле высокого напряжения. Минералы с высокой электропроводностью (например, рутил) после приобретения его быстро теряют заряд и выбрасываются центробежной силой барабана; минералы с низкой электропроводностью (например, циркон) адсорбируются на поверхности барабана, переносятся на обратную сторону и сметаются щеткой.
Применение: Это ключевой метод разделения циркона (непроводника) и рутила (хорошего проводника).
Флотация
Принцип: Использование различий в физико-химических свойствах минеральных поверхностей. Добавляя специальные «собиратели», «ингибиторы» и «пенообразователи», целевой минерал избирательно прилипает к пузырькам воздуха и всплывает на поверхность суспензии, где он соскребается.
Применение: Флотация является эффективным методом разделения, когда минералы имеют очень схожие плотности, магнитные и электрические свойства. Например, его используют для дальнейшей очистки циркона или для отделения некоторых мелкозернистых минералов титана.
Четвертый этап: переработка и переработка хвостов
Переработка: Концентрат, полученный после вышеуказанного физического разделения, иногда не соответствует промышленным требованиям по чистоте или требует дальнейшей переработки в более ценные продукты. На этом этапе применяют гидрометаллургические или пирометаллургические методы, такие как:
Обработка ильменита серной кислотой или хлором с получением диоксида титана или губчатого титана.
Обжиг и кислотная промывка циркона для улучшения его качества.
Обработка хвостов: С большим количеством отходов (в основном кварцевого песка), образующихся в процессе сортировки, необходимо обращаться должным образом. Современные шахты будут:
Засыпьте хвосты на выработанную территорию.
Рекультивация и экологическое восстановление хвостохранилища.
Исследовать вторичное извлечение ценных компонентов из хвостохранилищ или их использование в качестве строительных материалов для достижения эффективности использования ресурсов.
Типичный пример процесса обогащения прибрежной россыпи (на примере титано-циркониевой россыпи):
Сырая руда → Просеивание и промывка → Спиральный желоб (гравитационная сепарация) → Получение тяжелого песчаного чернового концентрата.
Черновой концентрат → Сушка → Средняя/сильная магнитная сепарация → Магнитный продукт – ильменитовый концентрат; немагнитный продукт переходит к следующему этапу.
Немагнитные продукты → Электростатическая сепарация → Проводящие продукты – рутиловый концентрат; Непроводниковая продукция – цирконовый концентрат.
(При необходимости) Вышеуказанные концентраты подвергают флотации или кислотной промывке для повышения их качества.
Радиоактивные минералы, такие как монацит (обычно получаемый в секции промежуточной магнитной сепарации), отделенные от концентрата, необходимо хранить и обращаться с ними отдельно.
Таким образом, сортировка прибрежных россыпных отложений представляет собой типичный «комбинированный технологический процесс», в котором используется ряд физических методов, таких как гравитационная сепарация, магнитная сепарация, электростатическая сепарация и флотация, для постепенного разделения смешанных тяжелых минералов на различные отдельные коммерческие концентраты высокой чистоты. Конкретная конструкция процесса зависит от конкретного минерального состава и экономической ценности россыпного месторождения.
