Les professionnels de la transformation des minéraux doivent connaître: 5 méthodes de transformation des minéraux les plus élémentaires, les principes sont faciles à comprendre

Pour chaque praticien ou étudiant dans le domaine du traitement des minéraux,Une compréhension approfondie et une maîtrise des méthodes de base de traitement des minéraux est la clé d'or pour ouvrir la porte à une expertise professionnelleLa séparation des minéraux utiles des minéraux gangue dans le minerai est une étape critique dans l'ensemble du processus de développement et d'utilisation des ressources minérales.Le but du traitement des minéraux est d'enrichir les minéraux utiles par diverses méthodes, élimine les impuretés nocives et fournit des matières premières qualifiées pour la fusion ultérieure ou les applications industrielles.Cet article examine systématiquement et analyse en profondeur cinq des méthodes de traitement des minéraux les plus élémentaires et les plus utilisées, visant à aider les lecteurs à construire un cadre de connaissances clair, en assurant une compréhension claire des principes et une application simple.

Ces cinq méthodes de base sont:

• Séparation par gravité
• Flotation
• Séparation magnétique
• Séparation électrostatique
• Traitement chimique (hydrometallurgie)

01 Séparation par gravité

La séparation par gravité (en abrégé séparation par gravité) est l'une des plus anciennes technologies de traitement des minéraux, dont l'application remonte à des milliers d'années dans l'exploitation minière de l'or.La séparation par gravité reste importante dans le traitement du tungstèneL'industrie de l'acier, de l'étain, de l'or, du minerai de fer et du charbon, en raison de son faible coût, de son impact environnemental minimal et de sa grande capacité de traitement.

Principe de base:

La séparation par gravité est fondamentalement basée sur les différences de densité entre les minéraux.ils sont soumis aux effets combinés de la gravitéLes particules à haute densité se déposent rapidement et dans les couches inférieures de l'équipement,tandis que les particules de faible densité se déposent lentement dans les couches supérieuresLa taille et la forme des particules influent également sur le processus de séparation.Dans la pratique, un contrôle strict de la taille des particules du matériau entrant est souvent nécessaire..

Conditions applicables:

• Il existe une différence de densité significative entre les minéraux, ce qui est la condition préalable à un fonctionnement efficace de la séparation par gravité.
• Il peut gérer un large éventail de particules et est particulièrement efficace pour le traitement de minerais grossiers difficiles à traiter par d'autres méthodes.
• Il convient au traitement de l'or et de l'étain, de la wolframite, de l'hématite et du charbon.

Équipement principal:

• Jig: Il assouplit la couche de lit et la sépare en couches en fonction de la densité grâce à un flux d'eau alternatif périodique vertical.
• Table à secouer: sur un lit incliné, elle utilise le mouvement différentiel réciproque du débit d'eau et de la surface du lit pour desserrer et séparer les particules de minerai en couches et effectuer une séparation zonale.Il convient à la séparation des minerais à grains fins.
• Concentratrice spirale: elle utilise l'effet combiné de la gravité, de la force centrifuge et du débit d'eau pour séparer la suspension de minerai qui circule dans le creux en spirale.Il convient au traitement de matières fines de taille de particules de 0.03 mm à 0.6 mm.
• Separateur de milieu lourd: il utilise une suspension lourde avec une densité entre les minéraux utiles et le gangue comme milieu de séparation.tandis que ceux dont la densité est supérieure à la moyenne coulent, permettant une séparation précise.

02 Flotation

La flotation est l'une des méthodes de traitement des minéraux les plus utilisées, en particulier dans le traitement des métaux non ferreux (cuivre, plomb, zinc), des métaux précieux (or, argent),et divers minerais non métalliques.

Principaux principes:

La flotation exploite les différences des propriétés physiques et chimiques des surfaces minérales, à savoir leur flottivité variable (hydrophobie).En ajoutant une série d'agents de flottaison spécifiques à une suspension entièrement broyée, ces propriétés de surface peuvent être modifiées artificiellement.

1Les régulateurs ajustent le pH de la suspension, entre autres facteurs, pour créer un environnement optimal pour le fonctionnement des autres agents.

2Les collecteurs s'adsorbent sélectivement sur la surface minérale cible, la rendant hydrophobe (non humidifiable par l'eau).

3Les mousses réduisent la tension de surface de l'eau, générant un grand nombre de bulles stables de taille optimale.

Après traitement par le réactif, les particules minérales cibles hydrophobes adhèrent sélectivement aux bulles et flottent à la surface de la suspension, formant une couche de mousse minéralisée.Les minéraux ganguiques hydrophilesLa mousse est grattée à l'aide d'un grattoir pour obtenir le concentré enrichi.

Conditions applicables:

• Convient pour le traitement de divers minerais de sulfure à taille de particules fines et à composition complexe, tels que le cuivre, le plomb, le zinc, le nickel, le molybdène et d'autres minerais.
• Largement utilisé dans la séparation des minerais d'oxyde, des minerais non métalliques (tels que la fluorite, l'apatite) et des minerais de métaux précieux.
• La flottation est une méthode extrêmement efficace pour séparer les minéraux de densité similaire et sans différence évidente de propriétés magnétiques et électriques.

Éléments clés (système de réactif):

L'efficacité de la flottation dépend fortement du système de réactif correct, y compris le type de réactif, la posologie, l'ordre d'addition et l'emplacement.

• Collecteurs: Ces agents, tels que les xanthates et les nitroglycérines, sont essentiels pour atteindre l'hydrophobie.
• Les mousses: Ces agents, comme l'huile de pin (huile n° 2), sont responsables de la formation d'une mousse stable.
• Les régulateurs: Ces agents comprennent des activateurs (comme le sulfate de cuivre), des inhibiteurs (comme la chaux et le cyanure) et des régulateurs de pH,utilisés pour améliorer ou diminuer la flottabilité des minéraux et améliorer la sélectivité de séparation.

03 Séparation magnétique

La séparation magnétique est une méthode physique qui utilise la différence magnétique des minéraux pour le tri.Il joue un rôle indispensable dans la sélection des minerais de métaux ferreux (en particulier du minerai de fer)Il est également largement utilisé pour éliminer les impuretés contenant du fer ou récupérer des substances magnétiques d'autres minéraux.

Principe de base:

Lorsque les particules de minerai traversent le champ magnétique inégal généré par le séparateur magnétique,les particules de minerai ayant des propriétés magnétiques différentes seront soumises à des forces magnétiques de magnitude différente.

• Les minéraux fortement magnétiques (comme la magnétite) seront attirés par la force magnétique forte et adsorbés à la surface du pôle magnétique (comme le tambour magnétique).Avec le mouvement du pôle magnétique, ils sont amenés à la position désignée, quittent le champ magnétique et tombent pour devenir des concentrés.
• Les minéraux non magnétiques ou faiblement magnétiques (tels que le quartz et certains gangues) sont soumis à peu ou presque aucune force magnétique.Ils se déplacent le long du chemin d'origine et deviennent des résidus.

Conditions applicables:

• Tri de la magnétite: la séparation magnétique est la méthode la plus importante et la plus efficace pour le traitement de la magnétite.
• Sortir d'autres minéraux magnétiques: il peut également être utilisé pour trier le minerai de manganèse, la chromite, l'ilménite et certains minéraux métalliques rares à faible magnétisme (tels que la wolframite).
• Élimination du fer: dans la purification des matières premières minérales non métalliques telles que la céramique et le verre, il est utilisé pour éliminer les impuretés nocives du fer afin d'améliorer la blancheur du produit.
• Récupération moyenne lourde: Dans le condensage du charbon lourd moyen ou du minerai, il est utilisé pour récupérer des matériaux lourds magnétiques tels que la poudre de magnétite.

Équipement principal:

Il existe de nombreux types de séparateurs magnétiques. Selon la force du champ magnétique, ils peuvent être divisés en champ magnétique faible,séparateurs magnétiques à champ magnétique moyen et à champ magnétique fort; selon la structure des équipements, ils peuvent être divisés en type de tambour, type de rouleau, type de disque et type de colonne de séparation magnétique.

• Séparateur magnétique à tambour à aimant permanent: le plus largement utilisé, souvent utilisé pour traiter la magnétite fortement magnétique, et divisé en co-courant,les types à contre-courant et à semi-contre-courant selon la direction du débit de lisier.
• Séparateur magnétique à gradient élevé: il peut générer un fort gradient de champ magnétique, qui est utilisé pour trier les minéraux faibles en magnétisme ou éliminer les impuretés de fer à grains fins.• Poulie magnétique/tambour magnétique: couramment utilisé pour la présélection à sec pour enlever les gros morceaux de fer avant que le matériau entre dans le concasseur pour protéger l'équipement.

04 Séparation électrique

La séparation électrostatique utilise les différences dans les propriétés conductrices des minéraux pour les séparer dans un champ électrique à haute tension.Cette méthode de séparation à sec convient particulièrement aux zones où l'eau est rare.Bien qu'il ne soit pas aussi largement utilisé que les trois méthodes précédentes, il joue un rôle irremplaçable dans la séparation de certaines combinaisons minérales, telles que la scheelite de la cassiterite et le zircon du rutile.

 Principe de base:

Le processus de séparation électrostatique implique principalement deux étapes: la charge et la séparation.Lorsque des particules minérales préchauffées et séchées pénètrent dans le champ électrique à haute tension formé par des électrodes corona et des rouleaux tournants:

• Les minéraux conducteurs (tels que l'ilménite et la cassiterite) acquièrent rapidement une charge électrique et la dissipent rapidement en raison du contact avec les rouleaux mis à la terre.ils sont jetés des rouleaux par la force centrifuge et la gravité.
• Les minéraux non conducteurs (tels que le zircon et le quartz) ont une mauvaise conductivité et sont difficiles à dissiper après avoir acquis une charge électrique.Ils sont attirés vers la surface du rouleau par des forces électrostatiques, se déplaçant vers l'arrière du rouleau au fur et à mesure de sa rotation, puis emporté par des pinceaux.Puisque les deux minéraux ont des voies de mouvement significativement différentes, la séparation est obtenue.

Conditions applicables:

• Il doit y avoir des différences significatives de conductivité électrique entre les minéraux. Les minéraux conducteurs communs sont la magnétite, l'ilménite, la cassiterite, etc.; les minéraux non conducteurs comprennent le quartz,Zircone, le feldspath, la scheelite, etc.
• Généralement utilisé dans la sélection des métaux non ferreux, des métaux ferreux et des minerais de métaux rares,spécialement conçus pour séparer les minéraux associés des concentrés mixtes par séparation par gravité ou séparation magnétique.
• Les matériaux à choisir doivent être strictement secs, propres et de taille de particules uniforme.

Équipement principal:

• Séparateur électrostatique à rouleaux: Il s'agit de l'équipement de séparation électrostatique le plus couramment utilisé,qui se compose d'un rouleau rotatif mis à la terre et d'une électrode corona haute tension pour former une zone de travail.
• Séparateur électrostatique plaque/plaque écran: Il est utilisé pour traiter des matériaux avec différentes gammes de taille de particules.

05 Dressing de minerai chimique / Hydrometallurgie

Le dressing chimique du minerai, souvent étroitement associé au concept d'hydrometallurgie, utilise des réactions chimiques pour modifier les phases physiques des composants minéraux,séparant ainsi les composants utiles des impuretésCette méthode est particulièrement adaptée au traitement de minerais complexes, de faible qualité et bien imprégnés, tels que l'oxyde de cuivre, l'or et l'uranium,qui sont difficiles à séparer par des méthodes de séparation physique traditionnelles.

Principe de base:

Leur noyau est le lessivage sélectif.Utilisant un solvant chimique spécifique (le lessivage), dans des conditions de température et de pression spécifiques,le métal cible ou ses composés dans le minerai sont sélectivement dissous dans une solution, tandis que les minéraux gangue restent dans la phase solide (résidu de lixiviation).

Les principales étapes comprennent:

1Le minerai est traité avec un agent de lessivage tel qu'un acide (comme l'acide sulfurique), un alcali (comme l'hydroxyde de sodium),ou une solution saline (comme le cyanure) pour libérer le métal utile dans la phase liquide.

2Séparation liquide-solide: la solution cible riche en métaux (le lixiviat) est séparée du résidu de lixiviation.

3Purification et enrichissement de la solution: précipitation, extraction par solvant ou échange d'ions pour éliminer les ions d'impuretés dans la solution et augmenter la concentration du métal cible.

4. Récupération des métaux: extraction du produit métallique final ou de son composé de la solution purifiée par électrolyse, déplacement ou précipitation.

Conditions applicables:

• Traitement des minerais d'oxyde de cuivre de faible qualité: par exemple, le procédé de lixiviation-extraction-électrolyse à l'acide pour les minerais d'oxyde de cuivre de faible qualité.
• Extraction de métaux précieux: par exemple, la méthode de lixiviation au cyanure pour les minerais d'or est le procédé d'extraction d'or le plus largement utilisé.
• Traitement de minerais complexes et difficiles à séparer: pour les minerais ayant des propriétés physiques similaires et des relations complexes entre eux, la bénéfication chimique est souvent le seul moyen efficace.
• La récupération des métaux issus des déchets: elle présente de grandes perspectives dans des domaines tels que le recyclage des batteries et le traitement des déchets électroniques.

Processus typiques:

• Extraction de l'or au cyanure: utilisez une solution de cyanure de sodium pour dissoudre l'or dans le minerai, puis remplacez l'or par de la poudre de zinc.
• Lixiviation acide du cuivre: Lixiviation du minerai d'oxyde de cuivre avec de l'acide sulfurique dilué pour obtenir une solution de sulfate de cuivre, qui est ensuite extraite et électrolysée pour obtenir du cuivre cathodique de haute pureté.
• Processus Bayer pour la production d'alumine: le traitement de la bauxite avec une solution d'hydroxyde de sodium dans des conditions chauffées et sous pression est un procédé hydrometallurgique classique pour la production d'alumine.

Les cinq méthodes fondamentales de séparation des minéraux: séparation par gravité, flottation, séparation magnétique, séparation électrostatique,La séparation et la séparation chimiques constituent la pierre angulaire de la technologie moderne de traitement des minérauxChaque méthode a ses propres principes scientifiques et son champ d'application.Les ingénieurs en traitement des minéraux doivent souvent choisir de manière flexible une seule méthode ou combiner plusieurs méthodes en fonction des propriétés spécifiques du minerai (comme la composition minérale)., les caractéristiques de diffusion et les propriétés physiques et chimiques), les indicateurs techniques et économiques et les exigences en matière de protection de l'environnement pour développer le procédé de transformation optimal des minéraux,Il s'agit d'une, économique et vert des ressources minérales.Une compréhension approfondie et une maîtrise de ces principes fondamentaux sont fondamentales pour chaque ingénieur en traitement des minéraux pour résoudre des problèmes pratiques et promouvoir l'innovation technologique.