معالجة المعادن هي فن تكرير الأحجار الخام والمنتجات المعدنية من أجل فصل المعادن الثمينة عن النفايات أو صخور الشوائب. إنها العملية الأولى التي يتم إجراؤها على معظم الخامات بعد التعدين من أجل تحضير مواد أكثر تركيزًا للعمليات المعدنية الاستخراجية. العمليات الأساسية هي التكسير والتركيز، ولكن العمليات المهمة الأخرى في مصنع معالجة المعادن الحديث تشمل أخذ العينات والتحليل ونزح المياه.
معالجة المعادن
يتم أخذ العينات والتحليل العادي للمواد الخام التي يتم معالجتها من أجل الحصول على المعلومات اللازمة للتقييم الاقتصادي للخام والتركيز لمعالجة المعادن. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي المصانع الحديثة على أنظمة تحكم مؤتمتة بالكامل تقوم بإجراء تحليل مباشر للمواد أثناء المعالجة وإجراء التعديلات في كل مرحلة لإنتاج أغنى تركيز ممكن بأقل تكلفة تشغيل.
أخذ العينات أخذ العينات يعني أخذ جزء من مواد معينة للتحليل. تتم هذه العملية باليد أو الآلة. عادة ما يكون أخذ العينات اليدوية مكلفًا وبطيئًا وغير دقيق، لذلك عادةً ما يتم استخدامه فقط عندما تكون المادة غير مناسبة لأخذ العينات الميكانيكية (على سبيل المثال، الخام اللزج) أو عندما تكون الآلات إما غير متوفرة أو باهظة الثمن عند تركيبها. تتوفر اليوم العديد من أجهزة أخذ العينات المختلفة، بما في ذلك المجارف، وأجهزة أخذ العينات الأنبوبية، وأجهزة أخذ العينات الأوتوماتيكية. لكي توفر آلات أخذ العينات هذه تمثيلاً دقيقًا للدفعة بأكملها، فإن كمية العينة والعدد الإجمالي للعينات ونوع العينات المأخوذة لها أهمية حاسمة. التحليل والتحليل الكيميائي حتى قبل القرن السادس عشر، كانت المخططات الشاملة لفحص (قياس قيمة) الخامات معروفة، باستخدام طرق لا تختلف جوهريًا عن تلك المستخدمة في العصر الحديث. على الرغم من أن الطرق التقليدية للتحليل الكيميائي تستخدم اليوم لتحديد وتقدير كميات العناصر الموجودة في المعادن والخامات، إلا أن هذه الطرق بطيئة وغير دقيقة بما فيه الكفاية، خاصة عند التركيزات المنخفضة. ونتيجة لذلك، يتم استخدام أدوات تحليلية متطورة لتحقيق قدر أكبر من الكفاءة. في التحليل الطيفي لمعالجة المعادن، يتم إنشاء تفريغ كهربائي بين زوج من الأقطاب الكهربائية، أحدهما مصنوع من المادة التي يتم تحليلها. يؤدي التفريغ الكهربائي إلى تبخير جزء من العينة وسيثير العناصر الموجودة في العينة لإصدار أطياف مميزة. كشف وقياس الطول الموجي وشدة أطياف الانبعاث يوضح هوية وتركيز العناصر في العينة. في التحليل الطيفي للأشعة السينية، تبعث العينة التي يتم قصفها بالأشعة السينية أشعة سينية فلورية بأطوال موجية مميزة لعناصرها. وترتبط كمية الأشعة السينية المنبعثة بتركيز العناصر الفردية في العينة. حساسية ودقة هذه الطريقة ضعيفة بالنسبة للعناصر ذات العدد الذري المنخفض (قليلة البروتونات في النواة مثل البورون والبريليوم)، ولكنها تصلح للخبث والخامات والملبدات والكريات.
العزل البصري تُستخدم هذه العملية لتركيز الجزيئات ذات الألوان المختلفة (أفضل تباين هو الأسود والأبيض). الألوان التي يمكن اكتشافها بالعين المجردة. بالإضافة إلى ذلك، تقوم أجهزة الكشف الكهروضوئية بجمع بيانات عن تفاعل المعادن عند تعرضها للأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية. نفس الحالة بالطبع، باستخدام إشعاع جاما، تسمى الفصل الإشعاعي. الانفصال الجاذبية تستخدم طرق الجاذبية الفرق في كثافة المعادن كعامل سماكة. في فصل الوسائط الثقيلة (ويسمى أيضًا فصل الحوض والطفو)، يكون الوسيط المستخدم عبارة عن معلق لمعدن ثقيل مطحون جيدًا (مثل المغنتيت أو الزرنيبيريت) أو منتج معالجة المعادن التقنية (مثل الفيروسيليكون) في الماء. يمكن لمثل هذا التعليق محاكاة سائل ذي كثافة أعلى من الماء. عندما يتم تعليق الخام المطحون، تميل جزيئات الشوائب، ذات الكثافة الأقل، إلى الطفو ويتم إزالتها كمخلفات، في حين تغوص الجزيئات المعدنية القيمة، ذات الكثافة الأعلى. ويمكن فصل المغنتيت أو الحديد والسيليكا وإعادة تدويرهما من المخلفات عن طريق الفصل المغناطيسي.
الفصل العائم
التعويم هو الطريقة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لتركيز المعادن ذات الحبيبات الدقيقة. تستفيد هذه المادة من الخصائص السطحية الفيزيائية والكيميائية المختلفة للمعادن - وخاصة قابليتها للبلل، والتي يمكن أن تكون خاصية طبيعية أو يتم تغييرها بشكل مصطنع بواسطة الكواشف الكيميائية.
الفصل المغناطيسي يعتمد الفصل المغناطيسي لمعالجة المعادن على درجات مختلفة من الجذب المطبقة على المعادن المختلفة بواسطة المجالات المغناطيسية. ويتطلب نجاح هذه الطريقة أن تكون جزيئات التغذية في نطاق حجم محدد (0.1 إلى 1 ملم). يمكن إزالة المعادن المغناطيسية القوية مثل الماجنتيت والفرانكلينيت والبيروتيت من معادن الشوائب باستخدام فواصل مغناطيسية منخفضة الكثافة مع الحصول على نتائج جيدة. يمكن للأجهزة عالية الكثافة فصل صخور أكسيد الحديد مثل الليمونيت والسدريت، وكذلك خامات الحديد المنغنيز والتيتانيوم والتنغستن والسيليكات المحتوية على الحديد. <ب>فصل الكهرباء الساكنة تفصل الطريقة الكهروستاتيكية الجسيمات ذات الشحنات الكهربائية المختلفة، وبأحجام مختلفة، إن أمكن. عندما تدخل جسيمات ذات أقطاب مختلفة إلى المجال الكهربائي، فإنها تتبع مسارات مختلفة ويمكن جمعها بشكل منفصل. يستخدم الفصل الكهروستاتيكي في جميع مصانع معالجة الرمال المعدنية الثقيلة التي تحتوي على الزركون والروتيل والمونازيت. بالإضافة إلى ذلك، يتم تنظيف خام الحديد الخاص ومركز حجر القصدير، وكذلك فصل خام حجر القصدير والشيليت بالطرق الكهروستاتيكية. الجفاف يجب إزالة الماء من المركزات والمخلفات المنتجة بالطرق المذكورة أعلاه لجعل المواد قابلة للنقل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة تدوير المياه المستخدمة في دوائر المياه الموجودة في محطة المعالجة. التصفية الترشيح في معالجة المعادن هو فصل المعلق إلى كعكة ترشيح صلبة ومرشح سائل عن طريق تمريره عبر مادة ترشيح منفذة. العوامل المهمة في هذه العملية هي خصائص المعلق (على سبيل المثال، توزيع الحجم والتركيز)، وخصائص مادة المرشح (على سبيل المثال، عرض وشكل المسام) والقوى المطبقة على المعلق.
