Separacja minerałów
Spis treści
Cel
Opracowanie algorytmu, zaprojektowanie, symulacja i budowa kontenerowej linii do separacji minerałów ciężkich w formie drobnoziarnistego (<0.5mm średnicy) piasku.
Opis
Drobnoziarnista zawiesina stanowiąca odpad z przesiewania lub płukania kruszyw oraz piasek osadzający się na progach wodnych (np. w elektrowniach wodnych) zawiera w stanie uwolnionym do kilku procent minerałów o gęstości większej od krzemu - zawierających cenne pierwiastki, takie jak żelazo, tytan, cyrkon, cyna, chrom, wolfram, złoto, tor, uran i pierwiastki ziem rzadkich.
Dzięki silnemu rozdrobnieniu separacja nadawy na poszczególne koncentraty możliwa jest tanimi metodami - nie wymaga kruszenia. Pozyskiwanie nadawy również nie stanowi dodatkowego wydatku energetycznego, w przypadku elektrowni wodnych odbywa się podczas czyszczenia kanału, natomiast w żwirowniach nadawa jest odpadem z płukania kruszyw.
Powyższe kwestie sprawiają, że pozyskiwanie koncentratów wysoce pożądanych minerałów wydaje się doskonałą działalnością uzupełniającą dla żwirowni i elektrowni wodnych. Ponadto fakt posiadania takich koncentratów jest doskonałą motywacją dla lokalnej społeczności do rozwoju naukowo-technicznego.
W celu realizacji projektu, konieczne jest opracowanie algorytmu separacji koncentratów mineralnych dla nadaw pochodzących z różnych złóż, z uwzględnieniem warunków ekonomicznych i charakterystyk urządzeń stosowanych do separacji.
Procentowa zawartość frakcji ciężkiej w wybranych dolnośląskich żwirowniach[1]
| Proszkowice | Mietków | Paczków | Piłce | Rakowice | Bolesławiec | Ołszna | Szczytniki | Kozielno | Wójcice | Głebocko | Rokitki | Dobrocin | Wojanów | Krzystkowice | Bierkowice | Przemków | Przewoźniki |
| 5,2 | 3 | 1,6 | 2,2 | 3,7 | 1 | 0,5 | 1,7 | 2,4 | 4 | 2,2 | 1,3 | 0,1 | 1,9 | 1,3 | 0,4 | 1,4 | 0,7 |
Procentowa zawartość minerałów we frakcji ciężkiej [1]
| Minerał | Proszkowice | Mietków | Pilce | Rakowice | Bolesławiec | Kraszowice | Szczytniki | Wójcice | Głębocko | Rokitki | Wzór |
| Hematyt | 17,77 | 13,25 | 4,84 | 55,09 | 19,98 | 37,535 | 1,36 | 10,73 | 9,22 | 2,16 | Fe2O3 |
| Ilmenit | 22,39 | 43,88 | 11,07 | 24,02 | 26,9 | 25,46 | 47,8 | 22,87 | 27,29 | 28,76 | FeTiO3 |
| Epidot | 1,9 | 0,25 | 2,28 | 2,63 | 12,98 | 7,805 | 4,09 | 0,47 | 2,1 | 4,15 | Ca2Al2(Fe3+;Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH) |
| Granaty | 26,73 | 16,98 | 28,48 | 1,24 | 11,23 | 6,235 | 12,65 | 22,12 | 18,44 | 7,69 | X3Y2(SiO4)3 |
| Rutyl | 5,94 | 5,81 | 2,84 | 1,18 | 8,52 | 4,85 | 6,05 | 10,72 | 8,32 | 10,02 | TiO2 |
| Magnetyt | 4,55 | 3,01 | 12,91 | 6,63 | 1,89 | 4,26 | 1,46 | 6,23 | 2,61 | 6,25 | Fe3(Fe2+Fe3+)O4 |
| Cyrkon | 6,85 | 7,37 | 2,97 | 2,41 | 4,78 | 3,595 | 16,32 | 10,69 | 3,13 | 21,7 | ZrSiO4 |
| Amfibole | 3,26 | 1,15 | 21,78 | 0,84 | 3,92 | 2,38 | 0,99 | 5,22 | 4,91 | 0,11 | A BVI2 CIV5 T8 O22 (OH, F, Cl)2 |
| Apatyt | 1,26 | 0,3 | 1,63 | 0,26 | 2,36 | 1,31 | 0,57 | 1,7 | 1,18 | 0,18 | Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) |
| Turmalin | 0,55 | 0,31 | 1,41 | 0,3 | 1,71 | 1,005 | 1,28 | 1,35 | 3,3 | 3,48 | XY3Z6[(OH)4(BO3)3(Si6O18)] |
| Monacyt | 2,04 | 2,15 | 0,21 | 0,66 | 0,6 | 0,63 | 1,2 | 2,76 | 0,82 | 1,63 | (Ce,La,Nd,Th)[PO4] |
| Cyanit | 0,23 | 0,11 | 0,2 | 0,01 | 1,14 | 0,575 | 0,56 | 0,75 | 0,1 | 1,27 | Al2O3·SiO2 |
| Goethyt | 0 | 1,63 | 1,55 | 0,83 | 0,03 | 0,43 | 0 | 0 | 0 | 0,6 | FeO(OH) |
| Kasyteryt | 0,03 | 0,01 | 0,02 | 0,63 | 0,02 | 0,325 | 0,06 | 0,04 | 0,02 | 0 | SnO2 |
| Topaz | 0,11 | 0,07 | 0,1 | 0,1 | 0,37 | 0,235 | 2,8 | 0,68 | 1,54 | 1,52 | Al2SiO4(F,OH)2 |
| Chromit | 0,28 | 0,56 | 1,11 | 0,17 | 0,16 | 0,165 | 0,39 | 0,38 | 0,44 | 0 | FeCr2O4 |
| Ksenotym | 0,4 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | 0,21 | 0,155 | 0,25 | 0,49 | 0,16 | 0,08 | YPO4 |
| Pirokseny | 0,42 | 0 | 3,48 | 0,09 | 0,02 | 0,055 | 0,45 | 0 | 0 | 2,89 | AB[Si2O6] |
| Scheelit | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,04 | 0,01 | 0,025 | 0,01 | 0,01 | 0 | 0 | CaWO4 |
| Anataz | 0 | 0 | 0,01 | 0 | 0,01 | 0,005 | 0,01 | 0 | 0 | 0 | TiO2 |
| Spinele | 0 | 0 | 0,01 | 0 | 0,01 | 0,005 | 0 | 0 | 0,01 | 0 | A2+B23+O4 |
| Złoto | 0,0000613 | 0,0000543 | 0,0001122 | 0,0001717 | 0,0000053 | 0,0000885 | 0,0000480 | 0,0001180 | 0,0000056 | 0,0002067 | Au |
| Piryt | 0 | 0 | 0,05 | 0 | 0 | 0 | 0,01 | 0 | 0 | 0 | FeS2 |
| Baryt | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,04 | 0 | 0 | BaSO4 |
Urządzenia stosowane do separacji drobnoziarnistej nadawy
- Spektrometr XRF
- Wstępny separator grawitacyjny wirówkowy typu Khnelson
- Dokładny separator grawitacyjny wirówkowy typu Mozzley
- Separator magnetyczny ferrytowy (słaby)
- Separator magnetyczny neodymowy (silny)
- Separator elektrostatyczny indukcyjny
Termin realizacji
Grudzień 2024
Literatura
- [1] Łuszczkiewicz, 2002, Poznawcze i technologiczne aspekty występowania minerałów ciężkich w surowcach okruchowych, Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
- [2] Laskowski, Łuszczkiewicz, 1989, Przeróbka kopalin, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
- [3] Muszer, 2011, Analiza technologicznych możliwości odzysku złota i innych metali w trakcie eksploatacji surowców skalnych spod lustra wody w rejonie lwóweckim, Górnictwo Odkrywkowe, Wrocław
Zdjęcia
Schemat typowego układu technologicznego kopalni i zakładu przeróbczego kruszywa naturalnego.[3]
Odśrodkowy separator grawitacyjny typu Khnelson, firmy BailingMachinery.
Projekty_i_prace_dyplomowe Informatyka Mechanika Górnictwo Geologia Fizyka Ekonomia
