دستنامه فراوری مواد معدنی و متالورژی استخراجی

مدارها و فناوری‌های کارآمد خردایش

خردایش پرمصرف‌ترین بخش عملیات فراوری مواد معدنی است که بیش از نیمی از انرژی کارخانة فراوری مواد معدنی را مصرف می‌کند.

   مدارهای جدید خردایش شامل فناوری‌های جایگزین آسیاهای غلتکی مانند HPGRها، VRMها و آسیاهای همزن هستند. همچنین، مشخص شده است که این آسیاها کارآمدتر از آسیاهای غلتکی معمولی هستند. HPGRها و VRMها دارای این مزیت هستند که در فرایندهای خشک مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، اتلاف آب را بسیار کاهش می‌دهند. آنها همچنین از گلوله‌های آسیا استفاده نمی‌کنند. در نتیجه، هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند، و ممکن است در برخی موارد عملکرد فلوتاسیون را با کاهش فعل و انفعالات گالوانیکی بر روی سطوح ذرات بهبود بخشند. هم HPGRها و هم VRMها مزایای انرژی و سایر فرایندها را در آزمایش‌های سنگ‌های سخت نشان داده‌اند. در مدارهای جدید تجهیزاتی مانند HPGRها و به‌دنبال آن آسیاهای همزندار میتوانند به‌طور قابل توجهی انرژی مصرفی خردایش را کاهش دهند (Valery and Jankovic 2002).

   در عملیات‌های فعلی از آرایش آسیای گلوله‌ای در مدار بسته با هیدروسیکلون استفاده می‌کنند. جایگزینی کامل یا جزئی هیدروسیکلون‌ها با سرندهای ریز ممکن است، هم کارایی فرایند و هم مصرف انرژی را بهبود بخشد. انتظار می‌رود مدار بسته با سرند به‌دلیل بازده طبقه‌بندی بالاتر و بار در گردش کمتر، 15 تا 20 درصد ظرفیت بالاتری داشته باشد (Jankovic and Valery 2012). طبقه‌بندی دو‌مرحله‌ای با سیکلون‌ها و به‌دنبال آن سرند ممکن است بتواند با ظرفیت طبقه‌بندی کمتر به کارایی بالاتری دست یابد. یک ارزیابی اقتصادی نشان می‌دهد که جایگزینی سیکلون‌ها با سرندهای‌ ریز می‌تواند با هزینه‌های انرژی حدود 160 دلار آمریکا بر مگاوات‌ساعت یا بیشتر برای برخی عملیاتها توجیه شود. هنگامی که کانی ارزش چگالی بالاتری نسبت به باطله داشته باشد، مزایای آن حتی بیشتر می‌شود. به‌عنوان مثال، ممکن است ظرفیت تا 50 درصد برای سنگ معدن مگنتیت افزایش یابد (Nunna et al. 2014). با این حال، توسعة بیشتر برای تطبیق سرند کردن دقیق با خروجی‌های بسیار بزرگی که در اکثر مدارهای خردایش با آن مواجه می‌شوند، ضروری است.

فلوتاسیون ذرات درشت

انرژی مصرفی آسیا با کاهش اندازة ذرات به‌صورت تصاعدی افزایش می‌یابد. بنابراین، اگر فلوتاسیون ذرات درشت را بتوان افزایش داد، انرژی مصرف‌شده در مراحل آسیاکنی می‌تواند با تولید محصول درشت‌تر برای فلوتاسیون کاهش یابد. به‌طور معمول، بازیابی فلوتاسیون برای ذرات درشت‌تر از حدود 0/1 میلی‌متر کاهش می‌یابد. با این حال، اگر فلوتاسیون را بتوان به‌طور مؤثری در 0/3 میلی‌متر به‌جای 0/1 میلی‌متر انجام داد، صرفه‌جویی انرژی در آسیاکنی حدود 30 تا 50 درصد خواهد بود. با یک مرحله فلوتاسیون «رافر» می‌توان مواد بی‌ارزش را قبل از آسیاکنی مجدد از بین برد. در این صورت در فلوتاسیون «کلینر» مقدار بسیار کمتری از مواد بی‌ارزش برای دستیابی به کیفیت محصول مورد نیاز وجود دارد.