Metalurgi pengolahan mineral

Pemrosesan mineral, seni mengolah bijih mentah dan produk mineral untuk memisahkan mineral berharga dari batuan sisa, atau gangue. Ini adalah proses pertama yang dilakukan sebagian besar bijih setelah penambangan untuk menyediakan bahan yang lebih terkonsentrasi untuk prosedur metalurgi ekstraktif. Operasi utama adalah komunikasi dan konsentrasi, tetapi ada operasi penting lainnya di pabrik pengolahan mineral modern, termasuk pengambilan sampel dan analisis serta pengeringan. Semua operasi ini dibahas dalam artikel ini.

Pengambilan sampel dan analisis

Pengambilan sampel rutin dan analisis bahan baku yang sedang diproses dilakukan untuk memperoleh informasi yang diperlukan untuk penilaian ekonomi bijih dan konsentratnya. Selain itu, pabrik modern memiliki sistem kontrol otomatis penuh yang melakukan analisis materi secara in-stream saat sedang diproses dan melakukan penyesuaian pada tahap apa pun untuk menghasilkan konsentrat sekaya mungkin dengan biaya pengoperasian serendah mungkin.

Contoh

Pengambilan sampel adalah penghilangan dari banyak material yang diberikan, bagian yang mewakili keseluruhan namun dengan ukuran yang mudah untuk dianalisis. Ini dilakukan dengan tangan atau mesin. Pengambilan sampel dengan tangan biasanya mahal, lambat, dan tidak akurat, sehingga umumnya hanya diterapkan di mana bahan tersebut tidak cocok untuk pengambilan sampel mesin (misalnya, bijih berlendir) atau di mana mesin tidak tersedia atau terlalu mahal untuk dipasang.

Banyak perangkat pengambilan sampel yang berbeda tersedia, termasuk shovel, sampler pipa, dan sampler mesin otomatis. Agar mesin pengambilan sampel ini memberikan representasi akurat dari keseluruhan lot, jumlah sampel tunggal, jumlah total sampel, dan jenis sampel yang diambil adalah sangat penting. Sejumlah model pengambilan sampel matematis telah dirancang untuk mencapai kriteria yang sesuai untuk pengambilan sampel.

Analisis

Setelah satu atau lebih sampel diambil dari sejumlah bijih yang melewati aliran material seperti ban berjalan, sampel dikurangi menjadi jumlah yang sesuai untuk analisis lebih lanjut. Metode analitik meliputi kimia, mineral, dan ukuran partikel.

Analisis kimia

Bahkan sebelum abad ke-16, skema komprehensif pengujian (pengukuran nilai) bijih telah diketahui, menggunakan prosedur yang tidak berbeda secara material dari yang digunakan di zaman modern. Meskipun metode konvensional analisis kimia digunakan hari ini untuk mendeteksi dan memperkirakan jumlah elemen dalam bijih dan mineral, mereka lambat dan tidak cukup akurat, terutama pada konsentrasi rendah, sepenuhnya cocok untuk kontrol proses. Sebagai konsekuensinya, untuk mencapai efisiensi yang lebih besar, instrumentasi analitik canggih digunakan dengan tingkat yang meningkat.

Dalam spektroskopi emisi, pelepasan listrik terjadi antara sepasang elektroda, salah satunya terbuat dari bahan yang dianalisis. Pelepasan listrik menguapkan sebagian sampel dan menggairahkan unsur-unsur dalam sampel untuk memancarkan spektrum karakteristik. Deteksi dan pengukuran panjang gelombang dan intensitas spektrum emisi mengungkapkan identitas dan konsentrasi elemen dalam sampel.

Dalam spektroskopi fluoresensi sinar-X, sampel yang dibombardir dengan sinar X memancarkan radiasi-X fluoresensi karakteristik panjang gelombang unsur-unsurnya. Jumlah radiasi X yang dipancarkan berkaitan dengan konsentrasi unsur-unsur individu dalam sampel. Sensitivitas dan ketepatan metode ini buruk untuk elemen nomor atom rendah (yaitu, beberapa proton dalam nukleus, seperti boron dan berilium), tetapi untuk terak, bijih, sinter, dan pelet di mana sebagian besar elemen berada di kisaran nomor atom yang lebih tinggi, seperti dalam kasus emas dan timah, metode ini umumnya sesuai.

Analisis mineralogi

Pemisahan yang sukses dari mineral berharga dari bijihnya dapat ditentukan dengan pengujian berat-cair, di mana sebagian kecil bijih tanah ditangguhkan dalam cairan gravitasi spesifik tinggi. Partikel dengan densitas lebih rendah dari cairan tetap mengapung, sementara partikel yang lebih padat tenggelam. Beberapa fraksi berbeda dari partikel dengan kerapatan yang sama (dan, karenanya, komposisi yang serupa) dapat diproduksi, dan komponen mineral berharga kemudian dapat ditentukan dengan analisis kimia atau dengan analisis mikroskopis dari bagian yang dipoles.

Analisis ukuran

Mineral-mineral yang digiling secara kasar dapat diklasifikasikan menurut ukurannya dengan menjalankannya melalui saringan atau layar khusus, yang telah diterima berbagai standar nasional dan internasional. Satu standar lama (sekarang usang) adalah Seri Tyler, di mana layar kawat diidentifikasi dengan ukuran mesh, yang diukur dalam kabel atau bukaan per inci. Standar modern sekarang mengklasifikasikan ayakan sesuai dengan ukuran aperture, yang diukur dalam milimeter atau mikrometer (10 ^-6 meter).

Partikel mineral yang lebih kecil dari 50 mikrometer dapat diklasifikasikan dengan metode pengukuran optik yang berbeda, yang menggunakan sinar laser atau sinar dari berbagai frekuensi.

Penumbukan

Untuk memisahkan komponen berharga dari bijih dari batuan sisa, mineral harus dibebaskan dari kondisi saling terkait secara fisik dengan kominusi. Sebagai aturan, kominusi dimulai dengan menghancurkan bijih di bawah ukuran tertentu dan selesai dengan menggilingnya menjadi bubuk, kehalusan pamungkas yang tergantung pada kehalusan penyebaran mineral yang diinginkan.

Pada zaman primitif, penghancur adalah kecil, alu dan mortir yang dioperasikan dengan tangan, dan penggilingan dilakukan oleh batu giling yang dihidupkan oleh manusia, kuda, atau tenaga air. Saat ini, proses ini dilakukan di crusher dan pabrik mekanis. Sementara penghancuran dilakukan sebagian besar dalam kondisi kering, pabrik penggilingan dapat dioperasikan baik kering dan basah, dengan penggilingan basah menjadi dominan.

Penghancuran

Beberapa bijih terjadi di alam sebagai campuran dari partikel mineral diskrit, seperti emas di lapisan kerikil dan aliran dan berlian di tambang. Campuran ini membutuhkan sedikit atau tidak ada penghancuran, karena barang berharga dapat dipulihkan dengan menggunakan teknik lain (memecah bahan placer di mesin cuci log, misalnya). Namun, sebagian besar bijih terdiri dari massa batuan keras dan keras yang harus dihancurkan sebelum mineral berharga dapat dilepaskan.

Untuk menghasilkan bahan yang dihancurkan yang cocok untuk digunakan sebagai pakan pabrik (100 persen dari potongan harus kurang dari 10 hingga 14 milimeter, atau berdiameter 0,4 hingga 0,6 inci), penggerusan dilakukan secara bertahap. Pada tahap primer, perangkat yang digunakan sebagian besar adalah penghancur rahang dengan bukaan selebar dua meter. Ini menghancurkan bijih hingga kurang dari 150 milimeter, yang merupakan ukuran yang cocok untuk dijadikan umpan untuk tahap peremukan sekunder. Pada tahap ini, bijih dihancurkan dalam penghancur kerucut hingga kurang dari 10 hingga 15 milimeter. Bahan ini adalah umpan untuk pabrik penggilingan.

Penggilingan

Pada tahap proses ini, bahan yang dihancurkan dapat lebih jauh hancur dalam pabrik silinder, yang merupakan wadah silinder yang dibangun dengan berbagai rasio panjang-ke-diameter, dipasang dengan sumbu yang pada dasarnya horizontal, dan sebagian diisi dengan benda-benda penggilingan (misalnya, batu batu, bola besi atau baja) yang jatuh, di bawah pengaruh gravitasi, dengan memutar wadah.

Pengembangan khusus adalah pabrik autogenous atau semiautogenous. Pabrik autogenous beroperasi tanpa gerinda; sebagai gantinya, bagian kasar bijih hanya menggiling sendiri dan fraksi yang lebih kecil. Ke pabrik semiautogenous (yang telah menyebar luas), ditambahkan 5 hingga 10 persen benda gerinda (biasanya bola logam).

Menghancurkan / menggiling

Namun pengembangan lain, menggabungkan proses menghancurkan dan menggiling, adalah roll crusher. Ini pada dasarnya terdiri dari dua silinder yang dipasang pada poros horizontal dan didorong ke arah yang berlawanan. Silinder ditekan bersama-sama di bawah tekanan tinggi, sehingga pengadukan terjadi di tempat tidur material di antara mereka.