Mineralen worden doorgaans gewonnen uit ertsafzettingen en vervolgens gescheiden

Als je bezig bent met een geologieopdracht of studeert voor een quiz, ben je waarschijnlijk de invulvraag tegengekomen: "Mineralen worden doorgaans gewonnen uit ________ afzettingen en gescheiden." Het juiste antwoord is erts deposito's. Dit eenvoudige antwoord opent echter de deur naar een veel groter onderwerp dat geologie, mijnbouwkunde en de verwerking van mineralen met elkaar verbindt. Als u begrijpt wat een ertsafzetting eigenlijk is, hoe verschillende soorten erts ontstaan, en de industriële stappen die waardevolle mineralen scheiden van afvalgesteente, krijgt u een compleet beeld van hoe grondstoffen bruikbare hulpbronnen worden.

Het korte antwoord: mineralen komen uit ertsafzettingen

Het beknopte antwoord op de vraag is dat mineralen worden gewonnen uit ertsafzettingen en vervolgens worden gescheiden van het omringende gesteente. Maar waarom "erts" en niet alleen "rock"? Het onderscheid komt neer op de economie. Volgens standaard geologische definities is een erts een gesteente of mineraal dat een waardevol bestanddeel bevat, kan worden gewonnen of gedolven en met winst kan worden verkocht. Als het materiaal niet op winstgevende wijze kan worden gewonnen, is het eenvoudigweg gemineraliseerd gesteente en geen erts.

De belangrijkste conclusie is dat een ertsafzetting een geologisch lichaam is dat verrijkt is met waardevolle mineralen in een mate die mijnbouw financieel de moeite waard maakt. Koper kan bijvoorbeeld in veel gesteenten in sporenhoeveelheden aanwezig zijn, maar het wordt pas een ertsafzetting als de concentratie hoog genoeg is om de kosten van winning en verwerking te dekken.

Wat is precies een ertsafzetting?

Een ertsafzetting is een natuurlijke concentratie van een of meer waardevolle mineralen in een gesteentemassa. De waardevolle mineralen in deze afzettingen komen doorgaans voor in specifieke chemische vormen, waaronder natuurlijke elementen, sulfiden, sulfozouten, oxiden of hydroxiden. De vorm is van belang omdat deze de extractiemethode bepaalt.

Denk eens aan pyriet, vaak ‘dwazengoud’ genoemd. Het bevat ijzer en zwavel, maar tenzij de afzetting andere waardevolle metalen of een zeer hoog ijzergehalte bevat, wordt het doorgaans niet als erts aangemerkt. De beste metaalertsmineralen zijn die die grote hoeveelheden waardevolle metalen bevatten. Daarentegen wordt een mineraal als chalcopyriet, dat een koper-ijzersulfide is, een erts wanneer er voldoende ervan op één plaats is geconcentreerd om de koperwinning economisch te maken.

Zie het zo: een keukenlepel bevat roestvrij staal, maar het staal is zo verspreid over miljarden keukens dat niemand er een stortplaats voor zou willen delven. Ertsafzettingen zijn de manier waarop de natuur waardevolle elementen in beheersbare volumes concentreert.

Belangrijkste soorten minerale afzettingen

Geologen classificeren ertsafzettingen voornamelijk op basis van hun oorsprong. De drie belangrijkste categorieën zijn magmatische, hydrothermische en sedimentaire afzettingen, met placerafzettingen als opmerkelijk speciaal geval.

Magmatische stortingen

Deze ontstaan rechtstreeks uit de afkoeling en kristallisatie van magma. Terwijl gesmolten gesteente afkoelt, bezinken zware mineralen en concentreren zich. Chroom, nikkel en platina zijn gewoonlijk afkomstig van magmatische afzettingen. Chromiet, het belangrijkste erts van chroom, vormt bijvoorbeeld gelaagde ophopingen in grote stollingsindringingen.

Hydrothermische afzettingen

Deze worden gevormd wanneer hete, mineraalrijke vloeistoffen door breuken en kloven in de aardkorst bewegen. Terwijl de vloeistoffen afkoelen of reageren met omringende rotsen, zetten ze hun opgeloste mineralen af. Veel goud-, zilver-, koper- en lood-zinkafzettingen zijn van hydrothermische oorsprong. Aders van kwarts die goud bevatten zijn een klassiek voorbeeld dat door de geschiedenis heen voor goudkoorts heeft gezorgd.

Sedimentaire afzettingen

Deze ontstaan door oppervlakteprocessen zoals verdamping, neerslag of biologische activiteit. Zout, gips en kalksteen zijn veel voorkomende sedimentaire afzettingen. Evaporietafzettingen ontstaan ​​bijvoorbeeld wanneer zeewater of zoute meren verdampen, waardoor geconcentreerde zoutlagen achterblijven.

Placer-deposito's

Placerafzettingen zijn ophopingen van zware mineralen die zijn geërodeerd uit hun oorspronkelijke bron en geconcentreerd door water of wind. Goud, tin en diamanten worden vaak aangetroffen in placerafzettingen. Als je beelden ziet van goudzoekers die door riviergrind zoeken, exploiteren ze een placerafzetting.

Hoe worden minerale afzettingen gewonnen?

Zodra een afzetting is geïdentificeerd en economisch levensvatbaar wordt geacht, wordt de mijnbouwmethode geselecteerd op basis van de diepte, vorm en kenmerken van het ertslichaam. De twee belangrijkste methoden zijn open mijnbouw en ondergrondse mijnbouw.

Open gesneden mijnbouw

Open mijnbouw, ook wel open-pit mining genoemd, wordt gebruikt wanneer het ertslichaam relatief dicht bij het oppervlak ligt. Het proces omvat het geleidelijk uitbreiden van een put naar buiten en naar beneden. Grote apparatuur verwijdert afvalgesteente om het erts bloot te leggen, dat vervolgens wordt geboord, gestraald en op vrachtwagens wordt geladen. Deze methode is gebruikelijk voor koper-, ijzer- en goudafzettingen die zich over grote gebieden uitstrekken.

Ondergrondse mijnbouw

Wanneer ertsafzettingen zich diep onder het oppervlak uitstrekken, wordt ondergrondse mijnbouw noodzakelijk. Deze methode omvat het ontwikkelen van tunnels en schachten om veilig toegang te krijgen tot diepere afzettingen. Ondergrondse mijnbouw is duurder en complexer dan dagbouwmijnbouw, maar wordt de enige optie wanneer de ontginningsverhouding – afval tot erts – dagbouw onpraktisch maakt.

Voordat een van beide methoden begint, boren geologen onderzoekgaten en bouwen ze driedimensionale modellen van het ertslichaam. Deze modellen bepalen de kwaliteit, het tonnage en de geometrie van de afzetting, die allemaal van invloed zijn op de beslissing of en hoe deze moet worden gewonnen.

Van gedolven gesteente tot gescheiden mineralen

Mijnbouw haalt alleen het erts uit de grond. De echte uitdaging begint wanneer je een stapel steen hebt die een klein percentage waardevolle mineralen bevat, vermengd met een grote hoeveelheid afvalmateriaal, ganggesteente genoemd. Het scheidingsproces volgt een bewuste opeenvolging van fysische en chemische stappen.

Verpletteren

De eerste stap is het reduceren van het gedolven erts tot kleinere stukken. Primaire brekers breken grote rotsblokken tot een formaat dat kan worden verwerkt door transportbanden en secundaire brekers. Het doel hier is puur fysieke verkleining van de omvang.

Slijpen

Slijpen further reduces the crushed ore to a fine powder. This step is critical because it liberates the valuable mineral grains from the surrounding gangue. If the ore is not ground finely enough, the valuable minerals remain locked inside waste particles and cannot be recovered. Ball mills are the workhorses of this stage, rotating a cylindrical drum filled with steel balls that impact and abrade the ore into fine particles.

De efficiëntie van deze maalfase hangt sterk af van de apparatuur en de gebruikte maalmedia. Voor een kijkje achter de schermen van wat er in de molen gebeurt, kunt u meer lezen hoe u de juiste kogelmolenvoering selecteert om te begrijpen hoe interne componenten de slijpprestaties beïnvloeden.

Concentratie en scheiding

Zodra het erts is gemalen, worden de vrijgekomen minerale deeltjes gescheiden van het ganggesteente met behulp van methoden zoals schuimflotatie, scheiding door zwaartekracht of magnetische scheiding. Schuimflotatie is de meest gebruikte methode voor sulfide-ertsen. Het werkt door chemicaliën toe te voegen die de waardevolle minerale deeltjes hydrofoob (waterafstotend) maken, en vervolgens lucht door de slurry te laten borrelen. De waardevolle mineralen hechten zich aan de belletjes en stijgen als schuim naar de oppervlakte, dat wordt afgeroomd en opgevangen. Het afvalganggesteente blijft in de slurry achter en wordt als residuen weggegooid.

Waarom maalmedia belangrijk zijn bij de scheiding van mineralen

In de maalfase begint de fysieke scheiding van mineralen, en de kwaliteit van de maalmedia heeft rechtstreeks invloed op hoe goed deze scheiding werkt. Slijpballen in een kogelmolen vervullen drie functies: impact, compressie en slijtage. De kogels moeten hard genoeg zijn om het erts te breken, sterk genoeg om te voorkomen dat ze zelf breken, en uniform genoeg om consistente maalprestaties in de loop van de tijd te behouden.

Verschillende soorten erts vereisen verschillende eigenschappen van de maalmedia. Voor harde, schurende ertsen, maalkogels van hoge chroomlegering bieden uitstekende slijtvastheid en een lange levensduur, waardoor de frequentie van het bijvullen van media wordt verminderd. Hun hoge hardheid maakt ze bijzonder effectief in de laatste maalfasen waar fijne deeltjesgrootte vereist is.

Hoge chroomlegering gietbal slijpbal leveranciers, aangepaste fabriek - Ningguo Als China hoge chroomlegering gietbal slijpbal leveranciers en aangepaste hoge chroomlegering gietbal slijpbal fabriek, Zhengxin... Bekijk Product →

Voor toepassingen waarbij grotere freesdiameters of hogere slagkrachten nodig zijn, gesmede slijpkogels voor zwaardere toepassingen bieden superieure taaiheid en weerstand tegen breuk. Gesmede kogels worden vervaardigd door het hameren of persen van verwarmd staal, waardoor de korrelstructuur op één lijn komt en ze de veerkracht krijgen die nodig is om herhaalde botsingen met hoge energie te weerstaan ​​zonder te barsten.

Leveranciers van gesmede slijpballen, aangepaste fabriek - Ningguo Zhengxing Wear Resista Als China gesmede slijpballenleveranciers en op maat gemaakte gesmede slijpballenfabriek, biedt Zhengxing groothandel gesmede slijpballen aan, om... Bekijk Product →

De keuze tussen gegoten en gesmede ballen is niet willekeurig; het hangt af van de specifieke omstandigheden van de molen, de ertshardheid en de beoogde deeltjesgrootte. Als je nieuwsgierig bent naar deze verschillen, legt dit artikel het uit het verschil tussen gegoten en gesmede stalen kogels in praktische termen.

Het kiezen van de juiste maalmedia is een technische beslissing die niet alleen van invloed is op de maalefficiëntie, maar ook op het energieverbruik en de totale bedrijfskosten. Een bal die te snel verslijt, verhoogt de kosten voor het vervangen van media, terwijl een bal die uit elkaar valt energie verspilt en de maalefficiëntie vermindert. Om deze reden beoordelen molenoperatoren de kogelhardheid, slagvastheid en slijtagesnelheid voordat ze media voor een specifiek ertstype selecteren.

Veelvoorkomende verwarringen opgehelderd

Ter afsluiting is het de moeite waard om een aantal vaak voorkomende verwarringspunten op te helderen die naar voren komen als leerlingen dit onderwerp bestuderen.

Zijn erts en mineraal hetzelfde?

Nee. Een mineraal is een natuurlijk voorkomende, anorganische stof met een gedefinieerde chemische samenstelling en een kristallijne structuur. Een erts is een gesteente of mineraal dat een waardevol bestanddeel bevat dat op winstgevende wijze kan worden gewonnen. Alle ertsen bevatten mineralen, maar niet alle mineralen zijn ertsen. Kwarts is een mineraal, maar het wordt pas een erts als het kwarts voldoende goud of andere waardevolle metalen bevat om de mijnbouw de moeite waard te maken.

Waarom worden sommige mineralen niet uit afzettingen gewonnen?

Sommige mineralen, vooral die welke gemakkelijk in water oplossen, worden rechtstreeks uit oplossingen geëxtraheerd. Zout en calciumcarbonaat kunnen bijvoorbeeld neerslaan uit zeewater of zoute meren. Geothermisch water kan ook opgeloste metalen vervoeren die worden teruggewonnen door middel van pompen in plaats van door conventionele mijnbouw. Deze worden nog steeds beschouwd als minerale hulpbronnen, maar ze worden niet gedolven in de traditionele zin van het graven van gesteente.

Tellen industriële mineralen als ertsen?

Ja. Industriële mineralen zoals haliet (zout), gips, klei en calciet worden gewonnen uit ertsafzettingen. Hoewel ze de glamour van goud of koper missen, zijn ze economisch waardevol en voldoen ze aan de definitie van erts omdat ze met winst kunnen worden gewonnen en verkocht. Dezelfde geologische principes die gelden voor metaalertsen zijn ook van toepassing op deze bulkgoederen.

Als we begrijpen dat mineralen doorgaans uit ertsafzettingen worden gewonnen en vervolgens worden gescheiden, wordt de hele keten van minerale productie duidelijk. Vanaf de vorming van een afzetting diep onder de grond tot het uiteindelijke geconcentreerde product dat klaar is om te smelten, is elke stap afhankelijk van geologie, techniek en de zorgvuldige selectie van verwerkingsapparatuur. De volgende keer dat u een kogelmolen in werking ziet of leest over maalmedia, weet u precies waarom die apparatuur bestaat: het is de brug tussen een steen in de grond en het pure metaal in uw handen.