переработка олова

От руды к основному металлу: Комплексное руководство по переработке олова

1. Предыстория отрасли: Тихая рабочая лошадка

Олово — один из древнейших известных человечеству металлов., с его использованием в бронзовых сплавах, начиная с 5,000 годы, отмечая целую эпоху человеческой цивилизации. Хотя в современном дискурсе он, возможно, не пользуется таким же вниманием, как медь или литий., олово остается важнейшим промышленным металлом, незаменим в нашем технологичном мире. Мировая оловянная промышленность характеризуется концентрированной цепочкой поставок., при этом большая часть продукции происходит из нескольких стран, прежде всего Китай, Индонезия, Мьянма, и Перу.

Путь олова начинается не на плавильных заводах и не на фабриках, но в земной коре. Первичные месторождения олова чаще всего встречаются в системах, связанных с гранитами., часто в виде гидротермальных жил. Важнейшим оловосодержащим минералом является касситерит (SnO₂), на долю которого приходится более 90% мирового производства олова. Касситерит чрезвычайно плотен и устойчив к атмосферным воздействиям., что приводит к его вторичному накоплению в аллювиальных или элювиальных отложениях — это россыпные месторождения, разрабатываемые веками..

Современная добыча олова включает в себя как твердые породы, так и (жила) добыча коренных месторождений и дноуглубительные или гидравлические методы для россыпных месторождений.. Однако, необработанная руда, добываемая на этих рудниках, обычно содержит лишь небольшую долю настоящего касситерита — часто менее 1% Сн. Такое низкое природное изобилие делает эффективную и действенную переработку полезных ископаемых не просто полезной., но абсолютно необходим для экономической жизнеспособности любой операции по добыче олова..

2. Ядро процесса: Разблокировка олова из касситерита

Цель переработки олова проста.: отделить касситерит от огромного количества бесполезной пустой породы (например, кварц, силикаты, и другие тяжелые минералы, такие как гематит или турмалин.) и производить высококачественный концентрат, пригодный для плавки. Это достигается за счет многоэтапного процесса, в котором используются уникальные физические свойства касситерита..

а. измельчение: Освобождение – это ключ
Процесс начинается с дробления и измельчения.. заурядный (ПЗУ) руда сначала измельчается в щековых дробилках первичного дробления или циркуляционных дробилках.. Последующие этапы с использованием конусных дробилок еще больше уменьшают размер частиц..

Наиболее ответственным этапом является измельчение в шаровых или стержневых мельницах.. Цель состоит в том, чтобы достичь "освобождение"— дробление руды до размера, при котором отдельные зерна касситерита освобождаются от окружающих жильных минералов без "надземный" в слишком мелкую слизь. Касситерит хрупкий, и чрезмерное измельчение может привести к образованию мелких частиц, которые трудно восстановить на последующих стадиях., приводит к значительным потерям металла. Это делает контроль помола ключевым экономическим фактором..

б. Гравитационное разделение: Основная рабочая лошадка
Учитывая высокий удельный вес касситерита (6.8-7.1 по сравнению с кварцем 2.65), гравитационное разделение является наиболее естественным и экономически эффективным методом его концентрирования..

Джиггинг: Один из старейших методов, отсадочные машины используют пульсирующую воду для расслаивания частиц по плотности. Более тяжелый касситерит оседает на дне слоя и удаляется в виде концентрата..
спирали: Рудный раствор подается по винтовым желобам.. Центробежная сила выталкивает более тяжелые частицы к внешней стенке, в то время как более легкие породы остаются внутри., создавая постоянное разделение.
Встряхивающие столы: В этих столах используется комбинация желобов и бокового встряхивания с потоком воды.. Дифференциальное движение приводит к тому, что плотные частицы касситерита смещаются. "ходить" вверх по палубе по диагонали через желоба, в то время как более легкие частицы смываются прямо вниз.

Типичная технологическая схема включает несколько стадий гравитационного разделения – более грубая, мусорщик, и чище — для постепенного повышения качества концентрата и максимального извлечения.

с. Предварительная концентрация: Снижение энергетической нагрузки
Перед тонким измельчением, многие современные предприятия используют методы предварительного концентрирования для раннего удаления отходов..
Разделение плотных сред (ДМС): Руда подается в циклон, содержащий суспензию мелкодисперсного ферросилиция в воде., создание плотной среды (НАПРИМЕР., С.Г.. 2.9-3.0). Частицы менее плотные, чем эта среда (пустая порода) плавают и удаляются как хвосты, в то время как более плотные частицы (ценная тяжелая минеральная фракция) затопить и приступить к дальнейшей обработке.

D.Пенная флотация: Обращение с мелкими частицами
Для очень мелких частиц касситерита ("оловянные слизи") которые слишком легкие для эффективного гравитационного разделения (<37 microns), froth flotation becomes necessary. This process relies on surface chemistry.Cassiterite surfaces are rendered hydrophobic (water-repelling) using specific collectors like fatty acids or phosphonic acids.Air bubbles are introduced into the slurry; they attach to these hydrophobic particles and carry them to the surface as a froth, which is skimmed off.The control of pH and use of depressants for other sulphide minerals are critical for selectivity.Flotation concentrate often undergoes further cleaning before being combined with gravity concentrate.

E.Магнитное и электростатическое разделение: Окончательная очистка
Конечный оловянный концентрат часто содержит другие тяжелые минералы, имеющие схожие гравитационные свойства..
Высокоинтенсивная магнитная сепарация (Химс): Используется для удаления парамагнитных примесей, таких как оксиды железа. (гематит) и турмалин. Сам касситерит диамагнитен. (слабо отталкивается магнитом), допуская это чистое разделение.
Электростатическая сепарация: Использует различия в электропроводности. Сухие частицы заряжены.; Проводящие минералы быстро теряют свой заряд на заземленном роторе и выбрасываются. Непроводящий касситерит сохраняет свой заряд и движется по другой траектории. Этот метод эффективно удаляет остаточные сульфидные минералы..

После этой строгой последовательности,конечный продукт может быть обновлен с <1% Sn in ROM ore to a marketable concentrate grading between 60-75% Sn.This concentrate,called "tin-in-concentrate,"is then bagged or shipped in bulk containers as feed stock for smelters worldwide where it will be transformed into pure tin metal via pyrometallurgical processes involving roasting,furnace smelting,and refining

3.Динамика рынка и повсеместное применение

Переработанное олово-концентрат поступает на мировые торговые рынки. Цена исторически была волатильной.,под влиянием перебоев в поставках(например, запреты на экспорт из Индонезии),политическая нестабильность(в ключевых регионах-производителях),и уровни запасов на крупных биржах, таких как Лондонская биржа металлов.(ЛБМ).

Приложения Tin радикально изменились по сравнению с его традиционной ролью.:

Припой (~50% потребления): Самое крупное применение. Современная электроника использует бессвинцовый припой.(изготовлены из сплавов олово-серебро-медь)для сборки всего, от смартфонов и компьютеров, автомобильных плат. Отличная смачиваемость, электропроводность делают незаменимым
жесть (~20%): Стальные листы с тонким слоем покрытия обеспечивают нетоксичное антикоррозийное покрытие банок с пищевыми напитками.("консервные банки") аэрозольные контейнеры
химикаты (~15%): Использованные катализаторы, стабилизаторы ПВХ, консерванты для древесины.
сплавы: Помимо припоя использовалась бронза(латунные втулки подшипников) оловянные декоративные предметы
Другое использование: Литий-ионные аккумуляторы(в некоторых новых химических процессах используются анодные материалы.) производство флоат-стекла

4 Перспективы будущего

Индустрия будущего сформировала несколько ключевых тенденций:

Технологическое усовершенствование: Текущие исследования направлены на повышение степени извлечения, особенно трудноперерабатываемой мелочи, снижение энергопотребления на измельчение, разработку более селективных флотореагентов.
Переработка электронных отходов в условиях замкнутой экономики: Городская горнодобывающая промышленность становится все более важным источником. Вторичная переработка электронных отходов с помощью сложных процессов переработки уже составляет значительную часть предложения, ожидается рост
Ограничения поставок Факторы ESG: Снижение содержания руды, меньшее количество крупных открытий означает, что первичное предложение может столкнуться с трудностями при удовлетворении спроса в будущем.(ESG) соображения первостепенной важности новые проекты должны демонстрировать минимальное воздействие на окружающую среду, позитивные отношения с обществом
Новые приложения: Потенциальное расширение использования батарей следующего поколения, перовскитных солнечных элементов, может создать новые стимулы спроса за пределами традиционных секторов.

5 Часто задаваемые вопросы(Часто задаваемые вопросы)

1 квартал:Какой цвет обычно ассоциируется с необработанным касситеритом??
А1:Чистый черный, коричневый, обычно красновато-коричневый, черный, однако цвет может сильно различаться в зависимости от присутствующих примесей.

2 квартал:Почему гравитационное разделение является предпочтительным методом концентрации?
А2:Касситерит обладает значительно более высоким удельным весом, чем обычные пустые минералы, что делает его легко поддающимся эффективному и недорогому разделению, основанному на разнице плотности.

Q3:Какова основная задача переработки руды??
А3:Присущая минералу хрупкость приводит к образованию значительного количества мелких шламов на стадиях измельчения. Эти ультрамелкие частицы трудно восстановить обычными методами, что приводит к потенциальным потерям металла.

Q4:Как чистый конечный металл производил плавильный завод?
А4:Современные методы электролитического рафинирования позволяют получить LME Grade A с чистотой, превышающей 99 99%

Q5:Какова типичная степень восстановления современного предприятия??
А5:Хорошо спроектированная эксплуатация обеспечивает общую степень извлечения в зависимости от сложности схемы эффективности месторождения. Обычно показатели находятся в пределах диапазона.

6 Инженерный практический пример Оловянный рудник Ренисон, Тасмания, Австралия

Рудник Ренисон, один из крупнейших в мире подземных предприятий, представляет собой прекрасный пример современной практики. Его комплекс технологических схем отражает упорную природу рудного тела.

Ключевые особенности включают в себя:

• Подземное дробление начальной подъемной поверхности
• Циклоны замкнутого цикла большой шаровой мельницы первичного помола
• Массовая сульфидная флотация удаляет пирротин-пирит перед концентрированием.
• Многоступенчатый гравитационный контур с использованием спиральных столов производит исходный концентрат.
• Мелкие шламы, образующиеся при измельчении, обрабатываются на специальной флотационной установке с использованием специальных коллекторов.
• Заключительные этапы очистки включают магнитно-электростатическую сепарацию и удаление оставшихся примесей.
• Обработанные хвосты обеспечивают контроль потенциального кислотного дренажа шахты перед размещением на безопасном объекте

Этот комплексный подход, сочетающий в себе предварительное обогащение и многоступенчатую гравитационную флотацию, позволяет компании Renison добиться эффективного извлечения сложных материалов, демонстрируя сложность, необходимую современной промышленности.