¿Cómo separar la arena de la playa del mar monacita rutilo circón granate ilmenita?
Separar la arena de las playas es un proceso complejo que consta de varios-pasos. Su núcleo radica en separar diferentes minerales dentro del mineral utilizando las diferencias en sus propiedades físicas o químicas.
Generalmente, el proceso de separación sigue el principio de "grueso antes que fino, gravedad antes que magnético, físico antes que químico" y se puede resumir en las siguientes etapas principales:
Etapa 1: Pre-tratamiento El mineral crudo extraído del área minera contiene una gran cantidad de material inútil y debe someterse a un pre-tratamiento para prepararlo para la posterior separación.
Cribado: El mineral en bruto se clasifica según el tamaño de las partículas utilizando equipos como cribas vibratorias. Esto mejora la eficiencia del equipo de separación posterior porque diferentes tamaños de partículas requieren diferentes parámetros de separación.
Trituración y Molienda: Si el mineral contiene aglomerados o los minerales están fuertemente unidos a la ganga, se necesitan trituradoras o molinos de bolas para pulverizarlos, liberando los minerales valiosos.
Lavado: Se utilizan lavadoras o fregadoras para eliminar impurezas como arcilla y limo adheridos a la superficie del mineral.
Etapa dos: desbaste (principalmente separación por gravedad)
Este es el paso más crucial y fundamental en la separación de depósitos de placeres costeros, utilizando principalmente las diferencias de densidad de los minerales.
Principio: En los depósitos de placeres costeros, los minerales valiosos (como ilmenita, rutilo, circón, monacita, etc.) suelen tener una densidad mucho mayor que los minerales de ganga como el cuarzo. Bajo la acción combinada del flujo de agua y la gravedad, los minerales más ligeros son arrastrados por el flujo de agua, mientras que los minerales más pesados se depositan y se recogen.
Equipo principal:
Chute en espiral: Este es el equipo de desbaste más utilizado y eficiente. El lodo se alimenta desde arriba y fluye dentro de la esclusa en espiral. Durante este proceso, los minerales más pesados tienden a moverse hacia el lado interior de la esclusa, mientras que los minerales más ligeros se mueven hacia el lado exterior. Están separados por un separador en el fondo de la esclusa.
Tolva en espiral
Mesa Vibradora: Utilizando el movimiento asimétrico alternativo de la maquinaria y el flujo de agua sobre la superficie de la mesa, se separan los minerales entre las barras del lecho según densidad y tamaño de partícula, obteniendo así concentrado, harinillas y relaves. La precisión de separación es mayor que la de la esclusa en espiral y a menudo se utiliza para refinar aún más el concentrado en bruto.
Mesa vibratoria
Tras la separación por gravedad se obtiene un "concentrado de minerales pesados", que se enriquece con diversos minerales útiles como ilmenita, rutilo, circón y monacita, pero estos se mezclan entre sí.
Tercera Etapa: Separación Fina (Operaciones Combinadas de Separación Magnética, Separación Electrostática y Flotación)
Para separar concentrados individuales calificados del concentrado bruto, es necesario utilizar las diferencias en las propiedades magnéticas, la conductividad eléctrica y las propiedades de la superficie de los minerales para una separación combinada.
Separación magnética
Principio: Utilizar las diferencias en las propiedades magnéticas entre diferentes minerales. Cuando los minerales pasan a través de un campo magnético, los minerales fuertemente magnéticos se magnetizan y se adsorben en el separador magnético, mientras que los minerales no-magnéticos no se ven afectados.
Separador magnético seco
Solicitud:
En primer lugar, un separador de campo magnético débil separa minerales fuertemente magnéticos, como la magnetita.
Luego, un separador de campo magnético medio o fuerte separa minerales moderadamente magnéticos, como la ilmenita y la monacita.
Por último, lo que queda suele ser minerales no-magnéticos o débilmente magnéticos, como el circón y el rutilo.
Separación electrostática
Principio: utilizar las diferencias en la conductividad de los minerales bajo un campo eléctrico de alto-voltaje. Los minerales con alta conductividad eléctrica (como el rutilo) pierden rápidamente su carga tras adquirirla y son expulsados por la fuerza centrífuga del tambor; Los minerales con baja conductividad eléctrica (como el circón) se absorben en la superficie del tambor y se transportan hacia atrás y se eliminan con un cepillo.
Aplicación: este es un método clave para separar el circón (no-conductor) y el rutilo (buen conductor).
Flotación
Principio: Utilizar las diferencias en las propiedades fisicoquímicas de las superficies minerales. Al agregar "recolectores", "inhibidores" y "espumantes" específicos, el mineral objetivo se adhiere selectivamente a las burbujas de aire y flota hacia la superficie de la lechada, donde se raspa.
Aplicación: La flotación es un método de separación eficaz cuando los minerales tienen densidades, propiedades magnéticas y eléctricas muy similares. Por ejemplo, se utiliza para una mayor purificación del circón o para separar ciertos minerales de titanio de grano fino-.
Cuarta Etapa: Refinación y Tratamiento de Relaves
Refinación: el concentrado obtenido después de la separación física anterior a veces no cumple con los requisitos industriales en cuanto a pureza o necesita procesamiento adicional para obtener productos de mayor-valor. En esta etapa se emplean métodos hidrometalúrgicos o pirometalúrgicos, tales como:
Tratar la ilmenita con ácido sulfúrico o cloro para producir dióxido de titanio o titanio esponjoso.
Tostado y lavado ácido del circón para mejorar su calidad.
Tratamiento de relaves: Se debe manejar adecuadamente la gran cantidad de relaves (principalmente arena de cuarzo) que se generan durante el proceso de clasificación. Las minas modernas:
Rellene los relaves en el área minada-.
Recuperar y restaurar ecológicamente el estanque de relaves.
Investigar la recuperación secundaria de componentes valiosos de los relaves o su uso como materiales de construcción para lograr la utilización de recursos.
Ejemplo típico de proceso de beneficio de placeres costeros (tomando como ejemplo placeres de titanio-circonio):
Mineral en bruto → Cribado y lavado → Canal espiral (separación por gravedad) → Obtención de concentrado bruto de arena pesada.
Concentrado rugoso → Secado → Separación magnética media/fuerte → El producto magnético es concentrado de ilmenita; producto no-magnético continúa con el siguiente paso.
Productos no-magnéticos → Separación electrostática → Los productos conductores son concentrado de rutilo; Los productos no-conductores son concentrados de circonio.
(Si es necesario) Los concentrados anteriores se someten a flotación o lavado ácido para mejorar su calidad.
Los minerales radiactivos como la monacita (normalmente obtenida en la sección de separación magnética intermedia) separados del concentrado deben almacenarse y gestionarse por separado.
En resumen, la clasificación de depósitos de placeres costeros es un típico "flujo de proceso combinado", que utiliza una serie de métodos físicos como separación por gravedad, separación magnética, separación electrostática y flotación para separar gradualmente los minerales pesados mezclados en varios concentrados comerciales únicos de alta-pureza. El diseño del proceso específico depende de la composición mineral específica y de las consideraciones de valor económico del depósito de placer.
