Làm thế nào để tách cát bãi biển monazite rutile zircon garnet ilmenite?
Tách cát ở bãi biển là một quá trình phức tạp gồm nhiều bước. Cốt lõi của nó nằm ở việc tách các khoáng chất khác nhau trong quặng bằng cách tận dụng sự khác biệt về tính chất vật lý hoặc hóa học của chúng.
Nói chung, quá trình tách tuân theo nguyên tắc "thô trước mịn, trọng lực trước từ tính, vật lý trước hóa học" và có thể tóm tắt thành các giai đoạn cốt lõi sau:
Giai đoạn 1:-xử lý sơ bộ Quặng thô được khai thác từ khu vực khai thác chứa một lượng lớn vật liệu vô dụng và phải trải qua quá trình-xử lý sơ bộ để chuẩn bị cho quá trình phân tách tiếp theo.
Sàng lọc: Quặng thô được phân loại theo kích thước hạt bằng thiết bị như máy sàng rung. Điều này cải thiện hiệu quả của thiết bị phân tách tiếp theo vì kích thước hạt khác nhau đòi hỏi các thông số phân tách khác nhau.
Nghiền và nghiền: Nếu quặng có chứa chất kết tụ hoặc khoáng chất liên kết chặt chẽ với gangue, cần có máy nghiền hoặc máy nghiền bi để nghiền thành bột, giải phóng các khoáng chất có giá trị.
Rửa: Máy rửa hoặc máy chà rửa được sử dụng để loại bỏ các tạp chất như đất sét và bùn bám trên bề mặt quặng.
Giai đoạn hai: Gia công thô (Chủ yếu là tách trọng lực)
Đây là bước quan trọng và cốt lõi nhất trong việc tách các trầm tích sa khoáng ven biển, chủ yếu sử dụng sự khác biệt về mật độ của các khoáng sản.
Nguyên tắc: Trong các trầm tích sa khoáng ven biển, các khoáng sản có giá trị (như ilmenit, rutile, zircon, monazite, v.v.) thường có mật độ cao hơn nhiều so với các khoáng vật gangue như thạch anh. Dưới tác động kết hợp của dòng nước và trọng lực, các khoáng chất nhẹ hơn sẽ bị dòng nước cuốn đi, trong khi các khoáng chất nặng hơn lắng xuống và được thu thập.
Thiết bị chính:
Máng xoắn ốc: Đây là thiết bị gia công thô được sử dụng phổ biến và hiệu quả nhất. Bùn được cấp từ trên xuống và chảy trong cống xoắn ốc. Trong quá trình này, các khoáng chất nặng hơn có xu hướng di chuyển về phía bên trong cống, trong khi các khoáng chất nhẹ hơn di chuyển ra phía bên ngoài. Chúng được ngăn cách bằng dải phân cách ở đáy cống.
Máng xoắn ốc
Bàn lắc: Tận dụng chuyển động tịnh tiến không đối xứng của máy móc và dòng nước trên bề mặt bàn, các khoáng chất được tách ra giữa các thanh giường theo mật độ và kích thước hạt, do đó thu được chất cô đặc, chất trung gian và chất thải. Độ chính xác tách cao hơn so với cống xoắn ốc và nó thường được sử dụng để tinh chế thêm chất cô đặc thô.
Bàn lắc
Sau khi tách trọng lực, người ta thu được "khoáng chất cô đặc nặng", được làm giàu với nhiều khoáng chất hữu ích khác nhau như ilmenit, rutile, zircon và monazite, nhưng chúng được trộn lẫn với nhau.
Giai đoạn thứ ba: Tách mịn (Hoạt động kết hợp giữa tách từ, tách tĩnh điện và tuyển nổi)
Để tách các chất cô đặc đơn lẻ, đủ tiêu chuẩn khỏi chất cô đặc thô, cần phải tận dụng sự khác biệt về tính chất từ tính, độ dẫn điện và tính chất bề mặt của khoáng chất để tách kết hợp.
Tách từ
Nguyên tắc: Tận dụng sự khác biệt về tính chất từ giữa các khoáng chất khác nhau. Khi khoáng chất đi qua từ trường, các khoáng chất có từ tính mạnh sẽ bị từ hóa và hấp phụ vào bộ tách từ, trong khi các khoáng chất không có từ tính vẫn không bị ảnh hưởng.
Máy tách từ khô
Ứng dụng:
Đầu tiên, một máy phân tách từ trường yếu sẽ tách các khoáng chất có từ tính mạnh, chẳng hạn như magnetit.
Sau đó, một máy phân tách từ trường trung bình hoặc mạnh sẽ tách các khoáng chất có từ tính vừa phải, chẳng hạn như ilmenit và monazite.
Cuối cùng, những gì còn lại thường là các khoáng chất không có từ tính hoặc từ tính yếu, chẳng hạn như zircon và rutile.
Tách tĩnh điện
Nguyên tắc: Tận dụng sự khác biệt về độ dẫn điện của khoáng chất trong điện trường{0}}cao áp. Các khoáng chất có độ dẫn điện cao (chẳng hạn như rutile) nhanh chóng mất điện tích sau khi thu được và bị đẩy ra bởi lực ly tâm của trống; khoáng chất có độ dẫn điện thấp (chẳng hạn như zircon) được hấp phụ trên bề mặt trống và được đưa ra phía sau và được chải sạch.
Ứng dụng: Đây là phương pháp chính để tách zircon (không{0}}chất dẫn điện) và rutile (dây dẫn tốt).
tuyển nổi
Nguyên tắc: Khai thác sự khác biệt về tính chất lý hóa của bề mặt khoáng vật. Bằng cách thêm các "chất thu gom", "chất ức chế" và "chất tạo bọt" cụ thể, khoáng chất mục tiêu sẽ bám dính có chọn lọc vào các bọt khí và nổi lên bề mặt của bùn, nơi nó được cạo sạch.
Ứng dụng: Tuyển nổi là phương pháp tách hiệu quả khi các khoáng chất có mật độ, tính chất từ và tính chất điện rất giống nhau. Ví dụ: nó được sử dụng để tinh chế thêm zircon hoặc để tách một số-khoáng chất titan hạt mịn nhất định.
Giai đoạn thứ tư: Tinh chế và xử lý chất thải
Tinh chế: Chất cô đặc thu được sau quá trình phân tách vật lý ở trên đôi khi không đáp ứng được các yêu cầu công nghiệp về độ tinh khiết hoặc cần được xử lý thêm thành các sản phẩm có giá trị-cao hơn. Ở giai đoạn này, các phương pháp thủy luyện hoặc hỏa luyện được sử dụng, chẳng hạn như:
Xử lý ilmenit bằng axit sulfuric hoặc clo để tạo ra titan dioxide hoặc titan xốp.
Nung và rửa axit zircon để nâng cao chất lượng của nó.
Xử lý chất thải: Lượng chất thải lớn (chủ yếu là cát thạch anh) phát sinh trong quá trình phân loại phải được xử lý đúng cách. Các mỏ hiện đại sẽ:
Đổ chất thải vào khu vực-đã khai thác.
Thu hồi và phục hồi sinh thái ao chứa chất thải.
Điều tra việc thu hồi thứ cấp các thành phần có giá trị từ chất thải hoặc việc sử dụng chúng làm vật liệu xây dựng để đạt được hiệu quả sử dụng tài nguyên.
Ví dụ điển hình về quy trình làm giàu sa khoáng ven biển (lấy sa khoáng titan{0}}zirconium làm ví dụ):
Quặng thô → Sàng lọc và rửa → Máng xoắn ốc (tách trọng lực) → Thu được cát thô thô nặng.
Tinh thô → Sấy khô → Tách từ tính trung bình/mạnh → Sản phẩm từ tính là tinh quặng ilmenit; sản phẩm không có từ tính sẽ chuyển sang bước tiếp theo.
Sản phẩm không{0}}có từ tính → Tách tĩnh điện → Sản phẩm dẫn điện là chất cô đặc rutil; sản phẩm không{1}}dẫn điện là zircon đậm đặc.
(Nếu cần thiết) Các chất cô đặc ở trên được tuyển nổi hoặc rửa bằng axit để cải thiện chất lượng của chúng.
Các khoáng chất phóng xạ như monazit (thường thu được ở phần tách từ trung gian) tách ra khỏi tinh quặng cần được lưu giữ và quản lý riêng.
Tóm lại, việc phân loại các trầm tích sa khoáng ven biển là một "dòng quy trình kết hợp" điển hình, sử dụng một loạt các phương pháp vật lý như tách trọng lực, tách từ, tách tĩnh điện và tuyển nổi để tách dần các khoáng chất nặng hỗn hợp thành các chất cô đặc thương mại có độ tinh khiết cao,- đơn lẻ. Thiết kế quy trình cụ thể phụ thuộc vào thành phần khoáng sản cụ thể và các cân nhắc về giá trị kinh tế của mỏ sa khoáng.
