دستنامه فراوری مواد معدنی و متالورژی استخراجی

تأثیر ریزترک‌ها و شکست اولیه (ترجیجی) بر خردایش و جداسازی

آزمایش‌های انجام‌شده توسط چندین محقق نشان می‌دهد که ریزترک‌های ایجادشده در حین انفجار می‌توانند مقاومت شکستگی قطعات پس از انفجار را کاهش دهند (Revnivstev, 1988; Chi, 1996; Nielsen & Kristiansen, 1995; Kojovic & Wedmair,1995; Michaux, 2005; Kim, 2010; Parra, 2013; Parra et al., 2016). در برخی از ذخایر معدنی کانی‌های ارزشمند در امتداد شکاف‌ها رسوب می‌کنند و شکستگی اولیه (ترجیحی) در امتداد این شکاف‌ها می‌تواند مواد غنی از مواد معدنی را آزاد کند. به‌دلیل استحکام نسبتاً کم تا متوسط، مادهای که در داخل شکستگی‌ها قرار می‌گیرد، تمایل دارد به قطعات کوچک (ریز) خرد شود. نمونه‌برداری و آزمایش‌های غربالگری کانة خام (ROM) معدن بوگاینویل¹ در پاپوآ، گینة نو پتانسیل بهتری را در سنگهایی که کانی‌سازی عمدتاً در سطوح شکستگی انجام شده است، در مقایسه با سنگ معدن‌های بسیار پراکنده نشان داده است (Burns & Grimes, 1986). آزمایش‌های آزمایشگاهی انفجار در مرکز تحقیقات معدنی جولیوس کروتشنیت² تأثیر مفید شکستگی ترجیحی ناشی از انفجار و تولید ذرات ریز را برای دو کانه نشان داد (JKMRC, 2002).

   به‌طور کلی، کانسنگ‌های مرزی³ و باطله‌های معدنی بدون فراوری اضافی، انفجار و حمل یا ذخیره می‌شوند. با این حال، در بهره‌‌برداری با مکانیسم شکست انتخابی ممکن است امکان فراوری ذرات ریز با عیار بالا وجود داشته باشد. با توجه به اینکه مقدار کانة کم‌عیار یا مرزی غالباً بزرگ‌تر از مقدار کانة با عیار بالا‌ست، رویکرد‌های خاص پیشنهادی راهی برای افزایش قابل توجه ذخایر معدنی قابل بازیافت و فراوری یک معدن را ارائه می‌دهد. افزایش ذخایر و اجرای موفقیت‌آمیز فناوری پیشنهادی در نهایت، به افزایش سودآوری برای شرکت‌های معدنی منجر خواهد شد. در سال‌های اخیر، مرکز تحقیقات بهینه‌سازی استخراج منابع⁴ در استرالیا، با استقرار تعداد زیادی از راه ‌حل‌های دفع باطلة درشت فناوری مهندسی عیار⁵ را در چندین عملیات بزرگ روباز ایجاد و اجرا کرده است (Walters, 2016).

مدل‌های انفجار – چگونگی پیش‌بینی نتایج انفجار

برای توصیف فرایند انفجار سنگ و پیش‌بینی نتایج انفجار از روش‌های مختلف مدل‌سازی استفاده شده است. در طول سال‌های گذشته، چندین مدل عددی برای تخمین شکست و خرد شدن یا حرکت توسعه داده شده است. مدل انفجار تنش هیبریدی (HSBM) یکی از مدل‌های عددی اخیر است که با همکاری گروه مشاورة ایتاسکا⁷ دانشگاه کوئینزلند و دانشگاه‌های کمبریج، امپریال و لیدز توسعه یافته است (Sellers et al., 2012). HSBM برنامه‌ای برای مدل‌سازی انفجار، انتشار موج، خرد شدن سنگ و تشکیل دپوی حاصل از انفجار است. این مدل همچنین، دارای یک عملکرد انفجار ایدئال و غیرایدئال است و خرد شدن، جابجایی و آسیب را پیش‌بینی می‌کند. محدودیت اصلی اکثر مدل‌های عددی این است که مقدار توان محاسباتی و زمان مورد نیاز برای شبیه‌سازی انفجارهای تولیدی بسیار زیاد است. به‌همین دلیل است که مدل‌های تجربی و نیمه‌تجربی برای پیش‌بینی نتایج انفجار مقبول‌تر هستند. برخی از آن‌ها در بخش‌های بعدی مورد بحث قرار می‌گیرند.