مواد معدنی معمولاً از ذخایر سنگ معدن استخراج و سپس جدا می شوند

اگر در حال انجام یک تکلیف زمین شناسی یا مطالعه برای یک مسابقه هستید، احتمالاً با این سوال پرکننده روبرو شده اید: "مواد معدنی معمولاً از ذخایر ________ استخراج و جدا می شوند." پاسخ صحیح این است سنگ معدن سپرده ها با این حال، این پاسخ سرراست دری را به روی موضوع بسیار بزرگتری باز می کند که زمین شناسی، مهندسی معدن و فرآوری مواد معدنی را به هم مرتبط می کند. درک اینکه ذخایر سنگ معدن در واقع چیست، انواع مختلف چگونه تشکیل می شوند و مراحل صنعتی که مواد معدنی ارزشمند را از سنگ های باطله جدا می کند، تصویر کاملی از چگونگی تبدیل شدن مواد خام به منابع قابل استفاده به شما می دهد.

پاسخ کوتاه: مواد معدنی از ذخایر سنگ معدن می آیند

پاسخ مختصر به این سوال این است که مواد معدنی از ذخایر سنگ معدن استخراج می شوند و سپس از سنگ اطراف جدا می شوند. اما چرا "سنگ" و نه فقط "سنگ"؟ تمایز به اقتصاد برمی گردد. طبق تعاریف استاندارد زمین شناسی، سنگ معدن سنگ یا ماده معدنی است که حاوی یک عنصر ارزشمند است، می تواند استخراج یا استخراج شود و می تواند برای سود به فروش برسد. اگر مواد را نتوان به طور سودآور استخراج کرد، به سادگی سنگ معدنی است، نه سنگ معدن.

نکته کلیدی این است که یک کانسار یک بدنه زمین شناسی غنی شده با مواد معدنی با ارزش به حدی است که معدن را از نظر مالی ارزشمند می کند. به عنوان مثال، مس ممکن است به مقدار کمی در بسیاری از سنگ ها وجود داشته باشد، اما تنها زمانی تبدیل به یک کانسار می شود که غلظت آن به اندازه کافی بالا باشد که هزینه های استخراج و فرآوری را پوشش دهد.

کانسار دقیقاً چیست؟

ذخایر سنگی، غلظت طبیعی یک یا چند ماده معدنی با ارزش در یک توده سنگ است. مواد معدنی ارزشمند در این ذخایر معمولاً در اشکال شیمیایی خاص از جمله عناصر بومی، سولفیدها، سولفوسالت‌ها، اکسیدها یا هیدروکسیدها وجود دارند. فرم مهم است زیرا روش استخراج را تعیین می کند.

پیریت را در نظر بگیرید که اغلب به آن "طلای احمق" می گویند. این کانسار حاوی آهن و گوگرد است، اما مگر اینکه این کانسار دارای فلزات با ارزش دیگر یا محتوای آهن بسیار بالایی باشد، معمولاً به عنوان سنگ معدن واجد شرایط نمی باشد. بهترین کانی های سنگ فلزی آنهایی هستند که حاوی مقادیر زیادی فلزات با ارزش باشند. در مقابل، ماده معدنی مانند کالکوپیریت، که یک سولفید مس-آهن است، زمانی تبدیل به سنگ معدنی می شود که مقدار کافی از آن در یک مکان متمرکز شود تا استخراج مس اقتصادی شود.

به این موضوع فکر کنید: یک قاشق آشپزخانه حاوی فولاد ضد زنگ است، اما فولاد به قدری در میلیاردها آشپزخانه پراکنده است که هیچ کس برای آن محل دفن زباله استخراج نمی کند. ذخایر معدنی راه طبیعت برای تمرکز عناصر ارزشمند در حجم های قابل مدیریت است.

انواع اصلی ذخایر معدنی

زمین شناسان ذخایر سنگ معدن را در درجه اول بر اساس منشاء طبقه بندی می کنند. سه دسته مهم عبارتند از کانسارهای ماگمایی، هیدروترمال و رسوبی که رسوبات پلاسر به عنوان یک مورد خاص قابل توجه است.

سپرده های ماگمایی

اینها مستقیماً از خنک شدن و تبلور ماگما تشکیل می شوند. با سرد شدن سنگ مذاب، مواد معدنی سنگین ته نشین شده و متمرکز می شوند. کروم، نیکل و پلاتین معمولاً از رسوبات ماگمایی به دست می آیند. به عنوان مثال، کرومیت، سنگ معدن اصلی کروم، تجمعات لایه ای را در نفوذهای آذرین بزرگ تشکیل می دهد.

ذخایر هیدروترمال

اینها زمانی تشکیل می شوند که مایعات داغ و غنی از مواد معدنی از میان شکستگی ها و شکاف های پوسته زمین حرکت کنند. هنگامی که مایعات سرد می شوند یا با سنگ های اطراف واکنش می دهند، مواد معدنی محلول خود را رسوب می دهند. بسیاری از ذخایر طلا، نقره، مس و سرب روی منشاء هیدروترمال دارند. رگه‌های کوارتز حاوی طلا نمونه‌ای کلاسیک است که در طول تاریخ باعث راش طلا شده است.

کانسارهای رسوبی

اینها از طریق فرآیندهای سطحی مانند تبخیر، بارش یا فعالیت بیولوژیکی شکل می گیرند. نمک، گچ و سنگ آهک رسوبات رایجی هستند. به عنوان مثال، رسوبات تبخیر زمانی تشکیل می شوند که آب دریا یا دریاچه های شور تبخیر می شوند و لایه های غلیظی از نمک بر جای می گذارند.

سپرده های محل

رسوبات پلاسر تجمع مواد معدنی سنگینی هستند که از منبع اصلی خود فرسایش یافته و توسط آب یا باد متمرکز شده اند. طلا، قلع و الماس اغلب در رسوبات پلاسر یافت می شوند. هنگامی که تصاویری از پانرهای طلا را مشاهده می کنید که از میان شن های رودخانه ای غربال می کنند، آنها در حال بهره برداری از ذخایر پلاسر هستند.

ذخایر معدنی چگونه استخراج می شود؟

هنگامی که یک کانسار شناسایی شد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تلقی شد، روش استخراج بر اساس عمق، شکل و ویژگی های بدنه سنگ معدن انتخاب می شود. دو روش اصلی استخراج معدن باز و استخراج زیرزمینی است.

Open Cut Mining

استخراج با برش باز که به آن معدن روباز نیز می گویند، زمانی استفاده می شود که بدنه سنگ معدن نسبتاً نزدیک به سطح باشد. این فرآیند شامل گسترش تدریجی یک گودال به سمت بیرون و پایین است. تجهیزات بزرگ سنگ های ضایعات را حذف می کند تا سنگ معدن را در معرض دید قرار دهد، که سپس حفاری، انفجار و بارگیری در کامیون های بارگیری می شود. این روش برای ذخایر مس، آهن و طلا که در مناطق وسیعی گسترش دارند، رایج است.

معدن زیرزمینی

هنگامی که ذخایر سنگ معدن در اعماق زیر سطح گسترش می یابد، استخراج زیرزمینی ضروری می شود. این روش شامل توسعه تونل ها و شفت ها برای دسترسی ایمن به رسوبات عمیق تر است. استخراج زیرزمینی گران‌تر و پیچیده‌تر از استخراج روباز است، اما زمانی که نسبت جداسازی (ضایعات به سنگ معدن) استخراج سطحی را غیرعملی می‌کند، به تنها گزینه تبدیل می‌شود.

قبل از شروع هر یک از این روش ها، زمین شناسان حفره های اکتشافی را حفر می کنند و مدل های سه بعدی بدنه سنگ را می سازند. این مدل‌ها درجه، تناژ و هندسه کانسار را تعیین می‌کنند که همگی در تصمیم‌گیری در مورد اینکه آیا و چگونه استخراج شود تأثیر می‌گذارند.

از سنگ استخراج شده تا مواد معدنی جدا شده

استخراج فقط سنگ معدن را از زمین خارج می کند. چالش واقعی زمانی شروع می‌شود که شما توده‌ای از سنگ دارید که حاوی درصد کمی از مواد معدنی ارزشمند مخلوط با مقدار زیادی مواد زائد به نام gangue است. فرآیند جداسازی از یک توالی عمدی از مراحل فیزیکی و شیمیایی پیروی می کند.

خرد کردن

اولین مرحله کاهش سنگ معدن استخراج شده به قطعات کوچکتر است. سنگ شکن های اولیه تخته سنگ های بزرگ را به اندازه ای می شکنند که توسط نوار نقاله ها و سنگ شکن های ثانویه قابل جابجایی باشد. هدف در اینجا صرفاً کاهش اندازه فیزیکی است.

سنگ زنی

سنگ زنی 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.

کارایی این مرحله سنگ زنی به شدت به تجهیزات و رسانه آسیاب مورد استفاده بستگی دارد. برای مشاهده درونی آنچه در داخل آسیاب اتفاق می افتد، می توانید در مورد آن بخوانید نحوه انتخاب آستر آسیاب گلوله ای مناسب برای درک اینکه چگونه اجزای داخلی بر عملکرد سنگ زنی تأثیر می گذارند.

تمرکز و جداسازی

هنگامی که سنگ معدن آسیاب شد، ذرات معدنی آزاد شده با استفاده از روش هایی مانند شناورسازی کف، جداسازی گرانشی یا جداسازی مغناطیسی از گانگ جدا می شوند. فلوتاسیون کف پرکاربردترین روش برای سنگ معدن سولفیدی است. این کار با افزودن مواد شیمیایی که ذرات معدنی ارزشمند را آبگریز می کند (آب گریز) می کند، سپس هوا را از طریق دوغاب حباب می کند. مواد معدنی با ارزش به حباب ها می چسبند و به صورت کف به سطح می آیند که از بین می روند و جمع می شوند. باند زباله در دوغاب باقی می ماند و به عنوان باطله دور ریخته می شود.

چرا رسانه های سنگ زنی در جداسازی مواد معدنی اهمیت دارند؟

مرحله آسیاب جایی است که جداسازی فیزیکی مواد معدنی آغاز می شود و کیفیت رسانه آسیاب مستقیماً بر نحوه عملکرد این جداسازی تأثیر می گذارد. توپ های آسیاب در آسیاب گلوله ای سه عملکرد را انجام می دهند: ضربه، فشرده سازی و سایش. گلوله ها باید به اندازه کافی سخت برای شکستن سنگ معدن، به اندازه کافی سخت برای مقاومت در برابر شکستن خود، و به اندازه کافی یکنواخت برای حفظ عملکرد آسیاب ثابت در طول زمان باشند.

انواع مختلف سنگ به ویژگی های رسانه آسیاب متفاوتی نیاز دارند. برای سنگ معدن سخت و ساینده، توپ های آسیاب با آلیاژ کروم بالا مقاومت در برابر سایش عالی و عمر طولانی را ارائه می دهد که فرکانس پر کردن رسانه را کاهش می دهد. سختی بالای آن‌ها باعث می‌شود تا در مراحل نهایی آسیاب که اندازه ذرات ریز مورد نیاز است، به‌ویژه مؤثر باشند.

تامین کنندگان توپ سنگ زنی توپ ریخته گری آلیاژ کروم بالا، کارخانه سفارشی - Ningguo به عنوان تامین کنندگان توپ سنگ زنی توپی ریخته گری آلیاژ کروم بالا چین و کارخانه توپ سنگ زنی گلوله ریخته گری آلیاژ کروم بالا سفارشی، Zhengxin... مشاهده محصول →

برای کاربردهایی که شامل قطر آسیاب بزرگتر یا نیروهای ضربه بیشتر است، توپ های سنگ زنی آهنگری برای کاربردهای سخت تر چقرمگی و مقاومت برتر در برابر شکستگی را فراهم می کند. توپ های آهنگری با چکش زدن یا فشار دادن فولاد گرم ساخته می شوند، که ساختار دانه را تراز می کند و به آنها انعطاف لازم برای مقاومت در برابر ضربات پر انرژی مکرر بدون ترک خوردگی را می دهد.

تامین کنندگان توپ های سنگ زنی آهنگری، کارخانه سفارشی - Ningguo Zhengxing Wear Resista به عنوان تامین کنندگان توپ های سنگ زنی آهنگری چینی و کارخانه توپ های سنگ زنی آهنگری سفارشی، Zhengxing توپ های سنگ زنی آهنگری عمده فروشی را به ... مشاهده محصول →

انتخاب بین توپ های ریخته شده و جعلی دلخواه نیست. این بستگی به شرایط خاص آسیاب، سختی سنگ معدن و اندازه ذرات هدف دارد. اگر در مورد این تفاوت ها کنجکاو هستید، این مقاله توضیح می دهد تفاوت بین توپ های فولادی ریخته گری و فورج شده از نظر عملی

انتخاب رسانه آسیاب مناسب یک تصمیم فنی است که نه تنها بر راندمان سنگ زنی بلکه بر مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی کلی تأثیر می گذارد. توپی که خیلی سریع فرسوده می شود هزینه های تعویض رسانه را افزایش می دهد، در حالی که توپی که از هم جدا می شود انرژی را هدر می دهد و راندمان آسیاب را کاهش می دهد. به همین دلیل، اپراتورهای آسیاب سختی توپ، چقرمگی ضربه و نرخ سایش را قبل از انتخاب رسانه برای یک نوع سنگ معدنی خاص ارزیابی می کنند.

سردرگمی های رایج روشن شد

برای جمع بندی، ارزش آن را دارد که چند نکته مکرر سردرگمی را که هنگام مطالعه این مبحث توسط دانش آموزان مطرح می شود، برطرف کنید.

آیا سنگ معدن و مواد معدنی یکسان هستند؟

خیر. کانی یک ماده معدنی طبیعی با ترکیب شیمیایی مشخص و ساختار کریستالی است. سنگ معدن سنگ یا کانی است که حاوی یک عنصر ارزشمند است که می توان آن را به طور سودآور استخراج کرد. همه سنگ‌ها دارای مواد معدنی هستند، اما همه کانی‌ها کانی نیستند. کوارتز یک ماده معدنی است، اما تنها زمانی تبدیل به سنگ معدنی می شود که کوارتز دارای مقدار کافی طلا یا سایر فلزات ارزشمند باشد که استخراج معدن را ارزشمند کند.

چرا برخی از مواد معدنی از ذخایر استخراج نمی شوند؟

برخی از مواد معدنی، به ویژه آنهایی که به راحتی در آب حل می شوند، مستقیماً از محلول ها استخراج می شوند. به عنوان مثال، نمک و کربنات کلسیم می توانند از آب دریا یا دریاچه های شور رسوب کنند. آب های زمین گرمایی همچنین می توانند فلزات محلول را حمل کنند که از طریق پمپاژ به جای استخراج معمولی بازیابی می شوند. اینها هنوز منابع معدنی محسوب می شوند، اما به معنای سنتی حفر سنگ استخراج نمی شوند.

آیا مواد معدنی صنعتی به عنوان سنگ معدن محسوب می شوند؟

بله. کانی های صنعتی مانند هالیت (نمک)، گچ، رس و کلسیت از ذخایر سنگ معدن استخراج می شوند. در حالی که آنها فاقد زرق و برق طلا یا مس هستند، از نظر اقتصادی ارزشمند هستند و با تعریف سنگ معدن مطابقت دارند، زیرا می توان آنها را استخراج کرد و برای سود به فروش رساند. همان اصول زمین شناسی که در مورد سنگ معدن فلز اعمال می شود، در مورد این کالاهای فله نیز اعمال می شود.

درک اینکه مواد معدنی معمولاً از ذخایر سنگ استخراج می شوند و سپس جدا می شوند، کل زنجیره تولید مواد معدنی را روشن می کند. از تشکیل یک نهشته در اعماق زمین تا محصول غلیظ نهایی آماده برای ذوب، هر مرحله به زمین شناسی، مهندسی و انتخاب دقیق تجهیزات پردازش بستگی دارد. دفعه بعد که یک آسیاب گلوله ای را در حال کار دیدید یا در مورد رسانه های آسیاب مطالعه کردید، دقیقاً خواهید دانست که چرا این تجهیزات وجود دارد: این پل بین سنگی در زمین و فلز خالص در دستان شما است.