چگونه می توان مونازیت مونازیت روتیل زیرکون گارنت ایلمنیت را جدا کرد؟
جداسازی شن و ماسه ساحل دریا یک فرآیند پیچیده و چند مرحله ای- است. هسته آن در جداسازی کانی های مختلف درون سنگ معدن با استفاده از تفاوت در خواص فیزیکی یا شیمیایی آنها نهفته است.
به طور کلی، فرآیند جداسازی از اصل "درشت قبل از ریز، گرانش قبل از مغناطیسی، فیزیکی قبل از شیمیایی" پیروی می کند و می تواند در مراحل اصلی زیر خلاصه شود:
مرحله 1: پیش-تصفیه سنگ معدن خام استخراج شده از منطقه معدن حاوی مقدار زیادی مواد بی فایده است و برای آماده شدن برای جداسازی بعدی، باید پیش-تصفیه شود.
غربالگری: سنگ معدن خام بر اساس اندازه ذرات با استفاده از تجهیزاتی مانند صفحه های ارتعاشی طبقه بندی می شود. این کارایی تجهیزات جداسازی بعدی را بهبود می بخشد زیرا اندازه های مختلف ذرات به پارامترهای جداسازی متفاوتی نیاز دارند.
خرد کردن و آسیاب کردن: اگر سنگ معدن حاوی آگلومره یا مواد معدنی است که به طور محکم به گنگ متصل شده اند، سنگ شکن ها یا آسیاب های گلوله ای برای پودر کردن آنها مورد نیاز است و مواد معدنی ارزشمند را آزاد می کند.
شستشو: ماشین های لباسشویی یا ماشین های شستشو برای حذف ناخالصی هایی مانند رس و سیلت چسبیده به سطح سنگ معدن استفاده می شوند.
مرحله دوم: زبر کردن (عمدتاً جداسازی گرانشی)
این مهم ترین و اصلی ترین مرحله در جداسازی ذخایر ساحلی است که در درجه اول از تفاوت های چگالی مواد معدنی استفاده می کند.
اصل: در نهشته‌های پلاسر ساحلی، کانی‌های با ارزش (مانند ایلمنیت، روتیل، زیرکون، مونازیت و غیره) معمولاً چگالی بسیار بالاتری نسبت به کانی‌های گنگ مانند کوارتز دارند. تحت اثر ترکیبی جریان آب و گرانش، مواد معدنی سبک تر توسط جریان آب منتقل می شوند، در حالی که مواد معدنی سنگین تر ته نشین شده و جمع آوری می شوند.
تجهیزات اصلی:
ناودان مارپیچی: این پرکاربردترین و کارآمدترین تجهیزات زبری است. دوغاب از بالا تغذیه می شود و در داخل دریچه مارپیچی جریان می یابد. در طی این فرآیند، کانی‌های سنگین‌تر تمایل دارند به سمت داخل شکاف حرکت کنند، در حالی که کانی‌های سبک‌تر به سمت بیرونی حرکت می‌کنند. آنها توسط یک جداکننده در پایین دریچه جدا می شوند.
لوله مارپیچ
میز تکان دهنده: با استفاده از حرکت نامتقارن رفت و برگشتی ماشین آلات و جریان آب روی سطح میز، مواد معدنی بر اساس چگالی و اندازه ذرات بین میله های بستر جدا می شوند و به این ترتیب کنسانتره، میانی و باطله به دست می آید. دقت جداسازی بیشتر از دریچه مارپیچی است و اغلب برای تصفیه بیشتر کنسانتره خشن استفاده می شود.
میز تکان دادن
پس از جداسازی ثقلی، "کنسانتره معدنی سنگین" به دست می آید که با مواد معدنی مفید مختلفی مانند ایلمنیت، روتیل، زیرکون و مونازیت غنی شده است، اما اینها با هم مخلوط می شوند.
مرحله سوم: جداسازی ظریف (عملیات ترکیبی جداسازی مغناطیسی، جداسازی الکترواستاتیک و شناورسازی)
برای جداسازی کنسانتره‌های منفرد و واجد شرایط از کنسانتره خشن، لازم است از تفاوت‌های خواص مغناطیسی، هدایت الکتریکی و خواص سطحی کانی‌ها برای جداسازی ترکیبی استفاده شود.
جداسازی مغناطیسی
اصل: استفاده از تفاوت خواص مغناطیسی بین کانی های مختلف. وقتی کانی ها از میدان مغناطیسی عبور می کنند، کانی های قوی مغناطیسی مغناطیسی می شوند و روی جداکننده مغناطیسی جذب می شوند، در حالی که کانی های غیر مغناطیسی بدون تاثیر باقی می مانند.
جداکننده مغناطیسی خشک
کاربرد:
اول، یک جداکننده میدان مغناطیسی ضعیف، کانی های قوی مغناطیسی مانند مگنتیت را جدا می کند.
سپس، یک جداکننده میدان مغناطیسی متوسط یا قوی، مواد معدنی با مغناطیسی متوسط، مانند ایلمنیت و مونازیت را جدا می‌کند.
در نهایت، آنچه باقی می ماند معمولاً کانی های غیر مغناطیسی یا ضعیف مغناطیسی مانند زیرکون و روتیل هستند.
جداسازی الکترواستاتیک
اصل: استفاده از تفاوت در رسانایی مواد معدنی تحت یک میدان الکتریکی با ولتاژ بالا. مواد معدنی با رسانایی الکتریکی بالا (مانند روتیل) پس از به دست آوردن آن به سرعت بار خود را از دست می دهند و توسط نیروی گریز از مرکز درام به بیرون پرتاب می شوند. مواد معدنی با رسانایی الکتریکی پایین (مانند زیرکون) بر روی سطح درام جذب شده و به پشت منتقل می شوند و برس می شوند.
کاربرد: این یک روش کلیدی برای جداسازی زیرکون (غیر-هادی) و روتیل (رسانای خوب) است.
شناورسازی
اصل: استفاده از تفاوت در خواص فیزیکوشیمیایی سطوح معدنی. با افزودن «کلکتورها»، «بازدارنده‌ها» و «کف‌کننده‌ها» خاص، کانی هدف به طور انتخابی به حباب‌های هوا می‌چسبد و روی سطح دوغاب شناور می‌شود، جایی که خراشیده می‌شود.
کاربرد: فلوتاسیون یک روش جداسازی موثر زمانی است که کانی ها چگالی، خواص مغناطیسی و خواص الکتریکی بسیار مشابهی داشته باشند. به عنوان مثال، برای خالص سازی بیشتر زیرکون یا جداسازی برخی از مواد معدنی تیتانیوم دانه ریز- استفاده می شود.
مرحله چهارم: تصفیه و تصفیه باطله
پالایش: کنسانتره‌ای که پس از جداسازی فیزیکی فوق به دست می‌آید، گاهی اوقات از نظر خلوص نیازهای صنعتی را برآورده نمی‌کند، یا نیاز به پردازش بیشتر به محصولات با ارزش- بالاتر دارد. در این مرحله از روش های هیدرومتالورژیکی یا پیرومتالورژیکی استفاده می شود مانند:
درمان ایلمنیت با اسید سولفوریک یا کلر برای تولید دی اکسید تیتانیوم یا تیتانیوم اسفنجی.
برشته کردن و اسید شویی زیرکون برای بهبود درجه آن.
درمان خیاطی: مقدار زیادی باطله (عمدتاً ماسه کوارتز) تولید شده در طول فرآیند مرتب سازی باید به درستی مدیریت شود. معادن مدرن:
پسماندها را در منطقه استخراج شده- پر کنید.
بازیابی و بازیابی اکولوژیکی حوضچه باطله.
بازیابی ثانویه اجزای ارزشمند از باطله ها یا استفاده از آنها به عنوان مصالح ساختمانی برای دستیابی به استفاده از منابع را بررسی کنید.
مثال معمولی از فرآیند بهینه سازی پلاسر ساحلی (به عنوان مثال استفاده از تیتانیوم-زیرکونیوم پلاسر):
سنگ معدن خام ← غربالگری و شستشو ← لوله مارپیچی (جداسازی ثقلی) ← بدست آوردن کنسانتره ماسه خشن سنگین.
کنسانتره خشن → خشک کردن → جداسازی مغناطیسی متوسط / قوی → محصول مغناطیسی کنسانتره ایلمنیت است. محصول غیر مغناطیسی -به مرحله بعدی ادامه می‌دهد.
محصولات غیر مغناطیسی → جداسازی الکترواستاتیکی → محصولات رسانا کنسانتره روتیل هستند. محصولات غیر رسانا کنسانتره زیرکون هستند.
(در صورت لزوم) کنسانتره های فوق برای بهبود عیار آنها تحت فلوتاسیون یا شستشو با اسید قرار می گیرند.
مواد معدنی رادیواکتیو مانند مونازیت (معمولاً در بخش جداسازی مغناطیسی میانی به دست می‌آیند) که از کنسانتره جدا می‌شوند باید به طور جداگانه ذخیره و مدیریت شوند.
به طور خلاصه، مرتب‌سازی نهشته‌های پلاسر ساحلی یک «جریان فرآیند ترکیبی» معمولی است، با استفاده از یک سری روش‌های فیزیکی مانند جداسازی ثقلی، جداسازی مغناطیسی، جداسازی الکترواستاتیکی، و شناورسازی برای جداسازی تدریجی کانی‌های سنگین مخلوط به کنسانتره‌های تجاری مختلف تک- با خلوص بالا. طراحی فرآیند خاص به ترکیب معدنی خاص و ملاحظات ارزش اقتصادی ذخایر پلاسر بستگی دارد.
