History
Before the advent of heavy machinery the raw ore was broken up using hammers wielded by hand, a process called "spalling". Before long, mechanical means were found to achieve this. For instance, stamp mills were used in Samarkand as early as 973. They were also in use in medieval Persia. By the 11th century, stamp mills were in widespread use throughout the medieval Islamic world, from Islamic Spain and North Africa in the west to Central Asia in the east. A later example was the Cornish stamps, consisting of a series of iron hammers mounted in a vertical frame, raised by cams on the shaft of a waterwheel and falling onto the ore under gravity.
The simplest method of separating ore from gangue consists of picking out the individual crystals of each. This is a very tedious process, particularly when the individual particles are small. Another comparatively simple method relies on the various minerals having different densities, causing them to collect in different places: metallic minerals (being heavier) will drop out of suspension more quickly than lighter ones, which will be carried further by a stream of water. The process of panning and sifting for gold uses both of these methods. Various devices known as 'buddles' were used to take advantage of this property. Later, more advanced machines were used such as the Frue vanner, invented in 1874.
Other equipment used historically includes the hutch, a trough used with some ore-dressing machines and the keeve or kieve, a large tub used for differential settlement.
Unit operations
Mineral processing can involve four general types of unit operation: comminution – particle size reduction; sizing – separation of particle sizes by screening or classification; concentration by taking advantage of physical and surface chemical properties; and dewatering – solid/liquid separation. In all of these processes, the most important considerations are the economics of the processes and this is dictated by the grade and recovery of the final product. To do this, the mineralogy of the ore needs to be considered as this dictates the amount of liberation required and the processes that can occur. The smaller the particles processes, the greater the theoretical grade and recovery of the final product, but this however is difficult to do with fine particles as they prevent certain concentration processes from occurring.
Comminution
Comminution is particle size reduction of materials. Comminution may be carried out on either dry materials or slurries. Crushing and grinding are the two primary comminution processes. Crushing is normally carried out on "run-of-mine" ore, while grinding (normally carried out after crushing) may be conducted on dry or slurried material. In comminution, the size reduction of particles is done by three types of forces: compression, impact and attrition. Compression and impact forces are extensively used in crushing operations while attrition is the dominant force in grinding. The primarily used equipment in crushing are-jaw crushers, gyratory crushers and cone crushers whereas rod mills and ball mills, closed circuited with a classifier unit, are generally employed for grinding purposes in a mineral processing plant. Crushing is a dry process whereas grinding is generally performed wet and hence is more energy intensive.
Sizing
Screening ore through a sieve, Fixed Nitrogen Research Laboratory, 1930
Sizer 2000 for screening coarse to small particles
Sizing is the general term for separation of particles according to their size.
The simplest sizing process is screening, or passing the particles to be sized through a screen or number of screens. Screening equipment can include grizzlies, bar screens, wedge wire screens, radial sieves, banana screens, multi-deck screens, vibratory screen, fine screens, flip flop screens and wire mesh screens. Screens can be static (typically the case for very coarse material), or they can incorporate mechanisms to shake or vibrate the screen. Some considerations in this process include the screen material, the aperture size, shape and orientation, the amount of near sized particles, the addition of water, the amplitude and frequency of the vibrations, the angle of inclination, the presence of harmful materials, like steel and wood, and the size distribution of the particles.
Classification refers to sizing operations that exploit the differences in settling velocities exhibited by particles of different size. Classification equipment may include ore sorters, gas cyclones, hydrocyclones, rotating trommels, rake classifiers or fluidized classifiers.
An important factor in both comminution and sizing operations is the determination of the particle size distribution of the materials being processed, commonly referred to as particle size analysis. Many techniques for analyzing particle size are used, and the techniques include both off-line analyses which require that a sample of the material be taken for analysis and on-line techniques that allow for analysis of the material as it flows through the process.
Concentration
There are a number of ways to increase the concentration of the wanted minerals: in any particular case the method chosen will depend on the relative physical and surface chemical properties of the mineral and the gangue. Concentration is defined as the number of moles of a solute in a volume of the solution. In case of mineral processing concentration means the increase of the percentage of the valuable mineral in the concentrate.
Electrostatic separation
There are two main types of electrostatic separators. These work in similar ways, but the forces applied to the particles are different and these forces are gravity and electrostatic attraction. The two types are electrodynamic separators (or high tension rollers) or electrostatic separators. In high tension rollers, particles are charged by a corona discharge. This charges the particles that subsequently travel on a drum. The conducting particles lose their charge to the drum and are removed from the drum with centripetal acceleration. Electrostatic plate separators work by passing a stream of particles past a charged anode. The conductors lose electrons to the plate and are pulled away from the other particles due to the induced attraction to the anode. These separators are used for particles between 75 and 250 micron and for efficient separation to occur, the particles need to be dry, have a close size distribution and uniform in shape. Of these considerations, one of the most important is the water content of the particles. This is important as a layer of moisture on the particles will render the non-conductors as conductors as the layer of the water is conductive.
Electrostatic plate separators are usually used for streams that have small conductors and coarse non-conductors. The high tension rollers are usually used for streams that have coarse conductors and fine non-conductors.
These separators are commonly used for separating mineral sands, an example of one of these mineral processing plants is the CRL processing plant at Pinkenba in Brisbane Queensland. In this plant, zircon, rutile and ilmenite are separated from the silica gangue. In this plant, the separation is performed in a number of stages with roughers, cleaners, scavengers and recleaners.
До появления тяжелой техники сырой руды была разогнана с помощью молотками орудуют силы, процесса, называемого "откола". Вскоре, механические средства были найдены, чтобы добиться этого. Например, штамп мельницы использовались в Самарканде уже 973. Они также используются в средневековой Персии. К 11-му веку, штамп мельницы широко используются на протяжении всего средневекового исламского мира, из мусульманской Испании и Северной Африки на Западе до Центральной Азии на востоке. более поздний пример - Корниш марки, состоящий из серии железным молотком, установленный в вертикальной рамы, поднятые кулачки на валу водяного колеса и падает на руды под действием силы тяжести.
Самый простой способ отделения руды от пустой породы состоит из выбора отдельных кристаллов каждый. Это очень утомительный процесс, особенно когда отдельные частицы малы. Еще один сравнительно простой способ опирается на различных минералов, имеющих различные плотности и заставляя их собирать в разных местах: металлические полезные ископаемые (будучи тяжелее) выбывает из подвески более быстро, чем более легкие, которые в дальнейшем будут снесены потоком воды. Процесс панорамирования и просеивания для получения золота используются оба этих метода. Различных устройств, известных как 'buddles' были использованы для того чтобы воспользоваться этим свойством. Позже, более продвинутые машины были использованы такие, как церковь Богоматери ваннер, изобрел в 1874 году.
Другое оборудование, используемое исторически включает в себя хатча, а через определенный горно-обогатительных машин и КИВИ или Киеве, большая ванна, используемые для дифференциальной поселения.
Блок операций
Переработки минерального сырья может включать в себя четыре основных типа блок операции: измельчение – уменьшение размера частиц; калибровка – разделение частиц размерам путем грохочения или классификации; концентрацию путем использования физических и химических свойств поверхности; и обезвоживания – твердого/жидкостного разъединения. Во всех этих процессов, наиболее важными факторами являются экономика процессы и это продиктовано класс и восстановление конечного продукта. Для этого минералогии руд следует рассматривать как от этого зависит сумма, необходимая освобождения и процессов, которые могут произойти. Чем меньше процессов частиц, тем больше теоретический класс и восстановление конечного продукта, но это трудно сделать с мелкими частицами, так как они предотвращают определенной концентрации процессов, которые могут возникнуть.
Пульверизации
Измельчение частиц измельчения материалов. Измельчение может осуществляться либо сухих материалов и суспензий. Дробление и измельчение являются два основных измельчения процессы. Дробление обычно осуществляется на "горной массы"[2] руды, в то время как шлифовальные (обычно проводят после дробления) могут проводиться на сухой или разжижены в одну массу материала. В измельчения, уменьшения размеров частиц осуществляется тремя типами сил: сжатие, удар и истирание. Сжатие и ударные силы широко используется в дробления операции в то время как истощение является доминирующей силой в шлифовке. В основном используется оборудование измельчения-щековые дробилки, конусные дробилки и конусные дробилки, а стержневых мельниц и шаровых мельниц, замкнутый накоротко с классификатором, как правило, используются для целей измельчения в завод по переработке минерального. Дробильно-сухой процесс, тогда как измельчение осуществляется мокрым и, следовательно, является более энергоемким.
Калибровки
Калибровка-это общий термин для разделения частиц по их размеру.
Простой процесс калибровки отбора, или прохождения частиц разного размера, через экран или количество экранов. Сортировочное оборудование может включать в себя гризли, бар экраны, экраны провода клина, радиальные сита, грохоты типа "банан", мульти-палуба экраны, вибрационная экран, тонкие экраны, флип-флоп экраны и сетки-экраны. Экраны могут быть статическими (как правило, в случае очень грубого материала), или они могут включать механизмы встряхивания или вибрации экрана. Некоторые соображения в этом процессе включают материал экрана, диафрагмы, Размер, форма и ориентация, количество возле размера частиц, добавлением воды, амплитуды и частоты колебаний, угла наклона, наличия вредных материалов, как сталь и древесина, и распределения размеров частиц.
Классификации относится к операции калибровки, которые используют различия в разрешении скоростей выставлены на частицы различного размера. Классификация оборудования может включать сортировщики руды, газа, циклоны, гидроциклоны, вращая trommels, грабли классификаторов или кипящим классификаторов.
Важным фактором в обоих измельчения и калибровки операции является определение гранулометрический состав обрабатываемого материала, обычно называют гранулометрического анализа. Использовал множество методов для анализа размера частиц и приемы включают в себя как офф-лайн анализа, который требует, чтобы образец материала на анализ и он-лайн методы, которые позволяют анализировать материал, проходящий через этот процесс.
Концентрация
Существует несколько способов для увеличения концентрации нужных минералов: в каждом конкретном случае выбранный метод будет зависеть от относительных физических и химических свойств поверхности минерала и пустой породы. Концентрация определяется как число молей растворенного вещества в объеме раствора. В случае концентрации переработки минерального сырья означает увеличение доли ценного минерала в концентрат.
Электростатическая сепарация
Существует два основных типа электростатических сепараторов. Они работают схожим образом, но сил, приложенных к частицам разные и эти силы притяжения и электростатического притяжения. Двух типов электродинамических сепараторов (или высокой напряженности ролики) или электростатических сепараторов. В высокой напряженности ролики, частицы заряжаются в коронном разряде. Это заряжает частицы, которые впоследствии путешествовать по барабану. Проводящие частицы теряют свой заряд на барабане и удаляются из барабана с центростремительным ускорением. Электростатические пластины сепараторов работать, передавая поток частиц прошлом заряженный анод. Проводники теряют электроны к плите и оторвалась от остальных частиц за счет индуцирования притяжения к аноду. Эти сепараторы используются для частиц от 75 до 250 мкм и для эффективного разделения происходят, частицы должны быть сухими, иметь близкие распределение размера и иметь одинаковую форму. Из этих соображений, одним из самых важных является содержание воды частиц. Это важно, так как слой влаги на частицах будет оказывать не-проводники как проводники, так как слой воды ща.
Электростатические пластины сепараторов, как правило, используются для потоков, которые имеют небольшие проводники и грубой немагнитные. Высокая напряженность роликов обычно используется для потоков, которые имеют грубые проводники и тонкие немагнитные.
Такие сепараторы широко используются для отделения минеральных Песков, пример одного из этих минеральных обработки растений СЛС обогатительного комбината в Пеннингтон в Брисбен, Квинсленд. В этом растении, циркон, рутил и ильменит отделена от кремнезема пустой породы. В этом растении, разделение осуществляется в несколько этапов с roughers, уборщики, мусорщики и recleaners.
WordList
Machinery-механизм/машина
raw ore-необогащенная руда
hammer – молот/поршень
comminution - дробление
particle – частица
sizing - грохочение
dewatering - обезвоживание
ore-dressing – обогащение руды
crushing – крупное дробление
grinding - измельчение
are-jaw – быть в наличии
slurried - взвешивать
screens – грохоты/сита
classification - классификация
cyclones - циклоны
rotating trommels – вращающийся барабан
electrostatic separators – электронная сепарация
subsequently – в дальнейшем
distribution - расположение
non-conductors - диэлектрик
gravity attraction – сила тяжести
coarse - грубо
tension rollers – ролик натяжения