Минералы обычно добываются из рудных месторождений, а затем отделяются

Если вы выполняете задание по геологии или готовитесь к викторине, вы, вероятно, столкнулись с вопросом, который нужно заполнить пустыми буквами: «Полезные ископаемые обычно добываются из ________ месторождений и отделяются». Правильный ответ руда депозиты. Однако этот простой ответ открывает дверь к гораздо более широкой теме, которая связывает геологию, горное дело и переработку полезных ископаемых. Понимание того, что на самом деле представляет собой месторождение руды, как образуются различные типы руды и какие промышленные этапы отделяют ценные минералы от пустой породы, даст вам полное представление о том, как сырье становится полезными ресурсами.

Короткий ответ: минералы добываются из рудных месторождений.

Краткий ответ на этот вопрос заключается в том, что минералы добываются из рудных месторождений, а затем отделяются от окружающей породы. Но почему «руда», а не просто «камень»? Различие сводится к экономике. Согласно стандартным геологическим определениям, руда — это горная порода или минерал, который содержит ценный компонент, который можно добыть или добыть и продать с целью получения прибыли. Если материал не может быть извлечен с прибылью, это просто минерализованная порода, а не руда.

Ключевой вывод заключается в том, что рудное месторождение — это геологическое тело, обогащенное ценными минералами до такой степени, что добыча полезных ископаемых становится экономически выгодной. Например, медь может присутствовать в следовых количествах во многих горных породах, но она становится рудным месторождением только тогда, когда концентрация достаточно высока, чтобы покрыть затраты на добычу и переработку.

Что такое месторождение руды?

Рудное месторождение — это естественная концентрация одного или нескольких ценных минералов в горной массе. Ценные минералы в этих месторождениях обычно встречаются в определенных химических формах, включая самородные элементы, сульфиды, сульфосоли, оксиды или гидроксиды. Форма имеет значение, поскольку она определяет метод извлечения.

Рассмотрим пирит, который часто называют «золотом дураков». Он содержит железо и серу, но если в месторождении нет других ценных металлов или очень высокое содержание железа, его обычно нельзя назвать рудой. Лучшими металлическими рудными минералами являются те, которые содержат большое количество ценных металлов. Напротив, такой минерал, как халькопирит, который представляет собой сульфид меди и железа, становится рудой, когда в одном месте концентрируется достаточное его количество, чтобы сделать добычу меди экономически выгодной.

Подумайте об этом так: кухонная ложка содержит нержавеющую сталь, но эта сталь настолько разбросана по миллиардам кухонь, что никто не будет искать ее на свалке. Рудные месторождения – это природный способ концентрации ценных элементов в управляемых объемах.

Основные типы месторождений полезных ископаемых

Геологи классифицируют месторождения руд прежде всего по их происхождению. Тремя наиболее важными категориями являются магматические, гидротермальные и осадочные месторождения, при этом россыпные месторождения представляют собой особый случай.

Магматические месторождения

Они образуются непосредственно в результате охлаждения и кристаллизации магмы. По мере охлаждения расплавленной породы тяжелые минералы оседают и концентрируются. Хром, никель и платина обычно происходят из магматических месторождений. Так, хромит — основная руда хрома — образует слоистые скопления в крупных магматических интрузиях.

Гидротермальные месторождения

Они образуются, когда горячие, богатые минералами жидкости проходят через трещины и трещины в земной коре. Когда жидкости охлаждаются или вступают в реакцию с окружающими породами, они откладывают растворенные минералы. Многие месторождения золота, серебра, меди и свинцово-цинковых месторождений имеют гидротермальное происхождение. Жилы кварца, содержащие золото, являются классическим примером, который на протяжении всей истории вызывал золотую лихорадку.

Осадочные отложения

Они образуются в результате поверхностных процессов, таких как испарение, осаждение или биологическая активность. Соль, гипс и известняк являются обычными осадочными отложениями. Например, отложения эвапорита образуются при испарении морской воды или соленых озер, оставляя после себя концентрированные слои солей.

Россыпные месторождения

Россыпные месторождения представляют собой скопления тяжелых полезных ископаемых, которые были вымыты из их первоначального источника и сконцентрированы водой или ветром. В россыпных месторождениях часто встречаются золото, олово и алмазы. Когда вы видите изображения золотодобытчиков, просеивающих речной гравий, они разрабатывают россыпное месторождение.

Как добываются месторождения полезных ископаемых?

После того как месторождение идентифицировано и признано экономически выгодным, метод добычи выбирается на основе глубины, формы и характеристик рудного тела. Двумя основными методами являются открытые разработки и подземные разработки.

Открытая добыча полезных ископаемых

Открытая добыча, также называемая открытой добычей, используется, когда рудное тело залегает относительно близко к поверхности. Этот процесс включает в себя постепенное расширение ямы наружу и вниз. Крупное оборудование извлекает пустую породу, чтобы обнажить руду, которую затем бурят, взрывают и загружают в самосвалы. Этот метод распространен для месторождений меди, железа и золота, простирающихся на большие площади.

Подземная добыча

Когда залежи руды простираются глубоко под поверхностью земли, становится необходимой подземная добыча. Этот метод предполагает разработку туннелей и шахт для безопасного доступа к более глубоким месторождениям. Подземная добыча является более дорогой и сложной, чем добыча открытым способом, но она становится единственным вариантом, когда соотношение вскрышных работ (отходы к руде) делает добычу открытым способом непрактичной.

Прежде чем приступить к использованию любого метода, геологи бурят разведочные скважины и строят трехмерные модели рудного тела. Эти модели определяют содержание, тоннаж и геометрию месторождения, и все это влияет на решение о том, следует ли его разрабатывать и каким образом.

От добытой породы к разделенным минералам

Горнодобывающая промышленность только добывает руду из-под земли. Настоящая проблема начинается, когда у вас есть куча камня, содержащая небольшой процент ценных минералов, смешанных с большим количеством отходов, называемых пустой породой. Процесс разделения следует за продуманной последовательностью физических и химических стадий.

Дробление

Первым шагом является измельчение добытой руды на более мелкие куски. Первичные дробилки дробят большие валуны до размеров, с которыми можно справиться с помощью конвейеров и вторичных дробилок. Целью здесь является чисто физическое уменьшение размера.

Шлифование

Шлифование 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.

Эффективность этой стадии измельчения во многом зависит от используемого оборудования и мелющих тел. Чтобы взглянуть изнутри на то, что происходит внутри мельницы, вы можете прочитать о как правильно выбрать футеровку шаровой мельницы понять, как внутренние компоненты влияют на производительность шлифования.

Концентрация и разделение

После измельчения руды высвободившиеся минеральные частицы отделяются от пустой породы с помощью таких методов, как пенная флотация, гравитационная сепарация или магнитная сепарация. Пенная флотация является наиболее широко используемым методом переработки сульфидных руд. Он работает путем добавления химикатов, которые делают ценные минеральные частицы гидрофобными (водоотталкивающими), а затем пропускания воздуха через суспензию. Ценные минералы прикрепляются к пузырькам и поднимаются на поверхность в виде пены, которую снимают и собирают. Породные отходы остаются в пульпе и выбрасываются в виде хвостов.

Почему мелющие тела важны при разделении минералов

На этапе измельчения начинается физическое разделение минералов, и качество мелющих тел напрямую влияет на эффективность этого разделения. Мелющие шары в шаровой мельнице выполняют три функции: ударную, сжимающую и истирающую. Шары должны быть достаточно твердыми, чтобы разрушать руду, достаточно прочными, чтобы противостоять разрушению, и достаточно однородными, чтобы поддерживать постоянную производительность измельчения с течением времени.

Разные типы руды требуют разных характеристик мелющих тел. Для твердых, абразивных руд, мелющие шары из сплава с высоким содержанием хрома обладают превосходной износостойкостью и длительным сроком службы, что снижает частоту замены носителя. Их высокая твердость делает их особенно эффективными на заключительных стадиях измельчения, где требуется мелкий размер частиц.

Поставщики шлифовальных шаров из сплава с высоким содержанием хрома, фабрика по индивидуальному заказу - Ningguo Как Китайские поставщики шлифовальных шаров для литья из сплава с высоким содержанием хрома и завод по производству шлифовальных шаров для литья из сплава с высоким содержанием хрома, Zhengxin... Посмотреть продукт →

Для применений, в которых используются фрезы большего диаметра или более высокие ударные силы, кованые мелющие шары для более жестких условий эксплуатации обеспечивают превосходную прочность и устойчивость к разрушению. Кованые шарики изготавливаются путем ковки или прессования нагретой стали, что выравнивает структуру зерен и придает им устойчивость, необходимую для выдерживания повторяющихся высокоэнергетических ударов без растрескивания.

Поставщики кованых мелющих шаров, фабрика по индивидуальному заказу - Ningguo Zhengxing Wear Resista Как поставщик кованых шлифовальных шаров в Китае и завод кованых шлифовальных шаров на заказ, компания Zhengxing предлагает оптовые кованые шлифовальные шары, в... Посмотреть продукт →

Выбор между литыми и коваными шарами не является произвольным; это зависит от конкретных условий мельницы, твердости руды и целевого размера частиц. Если вам интересно узнать об этих различиях, в этой статье объясняется разница между литыми и коваными стальными шариками в практическом плане.

Выбор правильных мелющих тел – это техническое решение, которое влияет не только на эффективность измельчения, но и на потребление энергии и общие эксплуатационные расходы. Шар, который изнашивается слишком быстро, увеличивает затраты на замену наполнителя, а шар, который ломается, приводит к потере энергии и снижает эффективность измельчения. По этой причине операторы мельниц оценивают твердость шаров, ударную вязкость и скорость износа, прежде чем выбирать среду для конкретного типа руды.

Разъяснение распространенных путаниц

В заключение стоит прояснить несколько частых вопросов, вызывающих путаницу, которые возникают при изучении этой темы студентами.

Руда и минерал — это одно и то же?

Нет. Минерал – это встречающееся в природе неорганическое вещество с определенным химическим составом и кристаллической структурой. Руда – это горная порода или минерал, содержащий ценный компонент, который можно с прибылью добыть. Все руды содержат минералы, но не все минералы являются рудами. Кварц — это минерал, но он становится рудой только в том случае, если кварц содержит достаточно золота или других ценных металлов, чтобы добыча полезных ископаемых была целесообразной.

Почему некоторые полезные ископаемые не добываются из месторождений?

Некоторые минералы, особенно те, которые легко растворяются в воде, извлекаются непосредственно из растворов. Например, соль и карбонат кальция могут выпадать в осадок из морской воды или соленых озер. Геотермальные воды также могут содержать растворенные металлы, которые извлекаются насосами, а не традиционной добычей полезных ископаемых. Они по-прежнему считаются минеральными ресурсами, но их не добывают в традиционном смысле рытья камня.

Считаются ли промышленные минералы рудами?

Да. Промышленные минералы, такие как галит (соль), гипс, глины и кальцит, добываются из рудных месторождений. Хотя им не хватает очарования золота или меди, они экономически ценны и соответствуют определению руды, поскольку их можно добывать и продавать с целью получения прибыли. Те же геологические принципы, которые применяются к металлическим рудам, применимы и к этим сыпучим товарам.

Понимание того, что полезные ископаемые обычно добываются из рудных месторождений, а затем отделяются, проясняет всю цепочку добычи полезных ископаемых. От образования месторождения глубоко под землей до конечного концентрированного продукта, готового к плавке, каждый шаг зависит от геологии, техники и тщательного выбора технологического оборудования. В следующий раз, когда вы увидите работающую шаровую мельницу или прочитаете о мелющих телах, вы точно поймете, почему существует это оборудование: это мост между камнем в земле и чистым металлом в ваших руках.