Preparação de minério antes da separação mineral é o processo controlado de conversão de material bruto em uma alimentação cujo tamanho de partícula, libertação, a condição de umidade ou polpa é adequada ao método de separação selecionado. A sequência pode incluir o recebimento, alimentação, esmagamento, triagem, moagem, classificação, lavagem e condicionamento de chorume. Seu objetivo não é tornar cada partícula tão pequena quanto possível. Em vez de, deve expor suficientemente minerais valiosos, preservando ao mesmo tempo uma distribuição de tamanho que a gravidade, flutuação, equipamento de separação magnética ou outro pode lidar com eficácia.
Por que a preparação de minério controla o desempenho da separação
A separação mineral funciona explorando uma diferença de propriedade. O equipamento gravitacional responde principalmente à densidade e ao comportamento das partículas em um fluido. A flotação depende de superfícies minerais, reagentes e fixação de bolhas. A separação magnética responde à suscetibilidade magnética. No entanto, essas diferenças tornam-se úteis apenas quando grãos minerais valiosos estão suficientemente expostos à ganga circundante..
Portanto, o circuito de preparação cria as condições físicas para concentração. Partículas grosseiras bloqueadas podem transportar minerais valiosos e resíduos de rocha juntos, portanto, nenhuma fase pode reportar de forma limpa ao fluxo pretendido. No outro extremo, moagem excessiva pode criar limos, aumentar a área de superfície, aumentar a demanda de água e reagentes, e dificultar a classificação ou a desidratação.
Os EUA. Departamento de Energia descreve trituração como a trituração e moagem necessária para liberar minerais valiosos, ao mesmo tempo que identifica a retificação excessiva como fonte de perda de energia e finos inutilizáveis. Consequentemente, o alvo correto é a liberação adequada em uma distribuição de tamanho adequada, não redução máxima de tamanho.
Sequência Típica de Preparação de Minério
- Recebimento e armazenamento: gerenciar a variação do run-of-mine e proteger a planta contra entregas irregulares de caminhões ou minas.
- Alimentação controlada: dosar o minério no primeiro britador e remover resíduos óbvios onde o projeto da planta exigir.
- Britagem primária: reduzir as rochas maiores a um tamanho adequado para transporte e redução secundária.
- Britagem secundária e peneiramento: desviar o material dimensionado corretamente e retornar o tamanho maior para quebrar ainda mais.
- Moagem: reduzir o minério peneirado em direção à faixa de liberação mineral estabelecida pelo teste.
- Classificação: envia partículas adequadas para frente e devolve o material grosso ao moinho.
- Lavar ou condicionar: controlar argila, densidade da polpa, qualidade da água e contato com reagentes quando o método de separação exigir.
- Entrega de alimentação de separação: manter o fluxo estável, densidade e distribuição de tamanho de partícula no primeiro estágio de concentração.
Esta sequência é uma referência funcional e não um fluxograma universal. Alguns circuitos de gravidade grosseira podem separar partículas valiosas antes da moagem fina. Por outro lado, minério de sulfeto finamente disseminado pode exigir moagem em circuito fechado antes da flotação. A textura do minério e o mecanismo de separação selecionado determinam quais estágios são necessários e onde devem ser colocados.
Funções do equipamento desde minério bruto até alimentação de separação
| Estágio de Preparação | Equipamento Principal | Finalidade do Processo | Evidências Chave | Risco de controle comum |
|---|---|---|---|---|
| Recebendo | Bolso de despejo, funil e armazenamento | Absorva a variação da entrega e forneça estoque funcional | Tamanho superior, densidade aparente, umidade, argila e padrão de entrega | Ponte, segregação ou surtos descontrolados |
| Alimentação | Avental, correia ou alimentador vibratório | Regular o fluxo de sólidos para o britador | Faixa de fluxo necessária e maior aglomerado | Fome do triturador, sobrecarga ou desgaste irregular |
| Britagem primária | Mandíbula ou outro britador primário | Reduza a rocha bruta para manuseio a jusante | Distribuição de ração, dureza, abrasão e exigência do produto | Tamanho grande, material residual ou carregamento de câmara inadequado |
| Triagem | Tela parda ou vibratória | Ignorar o subdimensionamento e retornar o sobredimensionamento em um circuito fechado | Análise de tela, abertura, umidade e fração próxima ao tamanho | Cegagem, fixação ou material circulante excessivo |
| Moagem | Haste, bola ou outro moinho adequado | Exponha grãos minerais enquanto controla a geração fina | Dureza, liberação por tamanho e resposta de moagem | Partículas grossas bloqueadas ou retificação excessiva |
| Classificação | Hidrociclone, classificador espiral ou tela fina | Separe o produto adequado do retorno grosseiro | Pressão de alimentação, distribuições de densidade e tamanho do produto | Curto-circuito, tamanho de corte instável ou carga de retorno excessiva |
| Condicionamento | Depósito, bombear, sistema de agitador e reagentes | Fornece condições estáveis de polpa para separação | Concentração de sólidos, pH, química da água e requisitos de residência | Balanços de diluição, mistura deficiente ou contato inconsistente dos reagentes |
Britagem controlada e peneiramento antes da moagem
A seção de britagem deverá reduzir o minério em etapas, em vez de forçar uma máquina a realizar toda a redução. UM britador de mandíbula para redução de minério primário pode aceitar feed maior, enquanto o equipamento secundário produz um tamanho mais controlado para peneiramento ou moagem. Os tipos de britadores selecionados dependem da dureza, abrasividade, umidade, distribuição de ração e o produto necessário.
A triagem evita que materiais que já atendem aos requisitos da próxima etapa sofram quebras desnecessárias. Em um circuito fechado de britagem, um peneira vibratória envia o tamanho menor para frente e retorna o tamanho maior para o britador. Este arranjo pode estabilizar a alimentação do moinho, embora o desempenho real dependa da área da tela, movimento, abertura, carregando, umidade e a quantidade de material próxima ao tamanho do corte.
Enquanto isso, silos e alimentadores separam as flutuações de curto prazo da mina ou do britador dos equipamentos a jusante. O completo gama de equipamentos de britagem estacionária deve, portanto, ser considerado em conjunto com funis, alimentadores, telas e transportadores em vez de modelos de britadores isolados.
Moagem e Classificação para Liberação Mineral
A moagem continua a reduzir o tamanho após a britagem e visa expor grãos minerais valiosos. UM moinho de bolas para moagem de minério normalmente opera com um classificador em um circuito fechado. Descarga do moinho entra em fase de classificação; finos adequados avançam em direção à separação, enquanto o material grosso retorna para outra passagem de retificação.
A classificação é essencial porque um moinho produz uma distribuição de tamanhos de partículas em vez de um tamanho exato. Se as partículas grossas avançarem muito cedo, minerais valiosos podem permanecer bloqueados. Se partículas finas retornarem repetidamente, o circuito pode gerar limos excessivos. Taxa de alimentação, densidade da polpa, configurações do classificador, o material circulante e a condição do moinho devem, portanto, ser avaliados em conjunto.
Equipamentos de moagem também respondem à variabilidade do minério. Dureza, comportamento de fratura, tamanho de grão mineral, argila e umidade podem alterar o consumo de energia, rendimento e distribuição de produtos. O categoria de moinho oferece opções de equipamentos, mas o trabalho de teste representativo deve estabelecer o circuito real e a base operacional.
Prioridades de preparação para diferentes métodos de separação
Diferentes métodos de separação impõem diferentes requisitos de alimentação. Os EUA. O Geological Survey observa que a redução e peneiramento de rochas contendo minerais permite a separação posterior por resposta magnética e densidade. No entanto, uma planta de produção deve estabelecer sua própria meta através da mineralogia, análise de liberação e testes metalúrgicos em vez de adotar um tamanho de laboratório como especificação da planta.
| Método de Separação | Propriedade Usada | Prioridade de preparação | Problema potencial | Equipamento Relevante |
|---|---|---|---|---|
| Separação por gravidade | Densidade e movimento de partículas | Faixas de tamanho mais estreitas e liberação suficiente sem limo excessivo | Grandes diferenças de tamanho podem mascarar a resposta de densidade | Mesa vibratória e outros equipamentos de gravidade |
| Flutuação | Química de superfície mineral | Partículas liberadas, multas controladas, densidade e condicionamento estáveis da polpa | Partículas presas ou área superficial fina excessiva podem perturbar a seletividade | Máquina de flutuação |
| Separação magnética | Suscetibilidade magnética | Libertação, tamanho de partícula controlado e condições adequadas de alimentação seca ou úmida | Grãos bloqueados e aglomeração de ração podem reduzir a seletividade | Separador magnético úmido |
| Fluxograma combinado | Duas ou mais diferenças minerais | Preparação do palco para que cada circuito receba alimentação adequada | Uma moagem comum pode não ser adequada para todos os minerais ou estágios de separação | Equipamento de processamento mineral |
Água, Condição de argila e pasta
A água altera o manuseio de materiais e a separação de minerais. A moagem úmida cria uma pasta bombeável e apoia a classificação de hidrociclones, mas o balanço hídrico influencia a densidade, residência, classificação e concentração de reagentes a jusante. Consequentemente, bombas, reservatórios e sistemas de retorno de água fazem parte da preparação do minério, e não são adições auxiliares após a seleção do equipamento.
Minério argiloso pode revestir partículas, aumentar a viscosidade, bloquear telas ou alterar o comportamento da lama. Lavando, esfregando, deslamagem ou manuseio separado pode ser necessário, dependendo de como a argila afeta a recuperação de minerais valiosos. Nenhum tratamento único deve ser selecionado apenas com base no conteúdo de argila; associação mineral, a qualidade da água e o método de separação escolhido também são importantes.
Em circuitos secos, o controle de poeira e o gerenciamento de umidade exigem igual atenção. A EPA dos EUA identifica trituradores, telas, transportadores, silos e pontos de transferência como instalações distintas dentro de plantas de processamento de minerais metálicos. Gabinetes, sprays de água ou sistemas de coleta devem ser projetados para o material e requisitos aplicáveis do local.
Medições que definem um circuito de preparação adequado
- Mineralogia e textura: minerais valiosos, gangue, associações de grãos e liberação por tamanho.
- Distribuição de tamanho: feed run-of-mine, produtos trituradores, fluxos de tela, descarga do moinho e fluxos do classificador.
- Comportamento de quebra: dureza, abrasão, competência e resposta de moagem em amostras representativas.
- Manuseio de materiais: densidade aparente, umidade, argila, pegajosidade, maior caroço e variação sazonal.
- Requisitos de separação: faixa de alimentação aceitável, densidade da polpa, química da água e sensibilidade a limos.
- Base de produção: rendimento seco, horário de funcionamento, capacidade de surto, meta de disponibilidade e expansão planejada.
- Condições do local: utilitários, elevação, clima, pegada vegetal, equipamentos existentes e rotas de descarga.
As amostras devem representar a faixa esperada de minério em vez de uma amostra conveniente. Além disso, o programa de teste deve conectar observações mineralógicas com britagem, resultados de moagem e separação. Esta evidência permite que o circuito de preparação seja dimensionado em torno da variação real e evita que um fluxograma nominal seja confundido com a engenharia final..
Perguntas frequentes sobre preparação de minério antes da separação mineral
O que é a preparação do minério antes da separação mineral?
A preparação do minério é a sequência controlada de recebimento, alimentação, esmagamento, triagem, moagem, classificação e, quando necessário, condicionamento de pasta que produz uma alimentação adequada para um método de separação mineral selecionado.
Por que a liberação mineral é importante antes da separação?
Grãos minerais valiosos devem ser suficientemente expostos à ganga para diferenças de densidade, química de superfície ou resposta magnética para agir em partículas individuais. A liberação incompleta deixa partículas misturadas que são difíceis de separar.
O minério deve ser sempre moído o mais fino possível?
Não. O objetivo é a liberação adequada e uma distribuição de tamanho adequada para o método downstream. A moagem desnecessária consome energia e pode criar partículas finas que são difíceis de classificar, desidratar ou recuperar.
Como as peneiras e classificadores auxiliam na preparação do minério?
As telas separam partículas grossas por abertura, enquanto classificadores e hidrociclones separam partículas mais finas usando sedimentação e comportamento de fluxo. Ambos enviam material dimensionado corretamente e retornam material superdimensionado ou grosso para maior redução.
Quais dados de teste são necessários para projetar um circuito de preparação de minério?
Projetos exigem mineralogia representativa, informação de libertação, distribuição de tamanho de feed, dados de dureza e abrasão, umidade, teor de argila, densidade, rendimento alvo e os requisitos de alimentação do processo de separação escolhido.