Třídění Země — Od hornin k rudám
Sdílet
Třídění Země — Od hornin k rudám
V První části jsme se zeptali země; nyní nasloucháme. Třídění je způsob, jak planeta šeptá: „tato část je drát, tato část je nosník, tato část je okno,“ a my zdvořile přikyvujeme a klademe každý kus na správný dopravník.
Proč třídění jako první (umění říct „nejste ruda“)
Každý kilowatt, který utratíte za mletí neplodné horniny, je kilowatt, který neutratíte za budování světa. Takže první zákon: odstraňujte odpad co nejdříve. Suchá fyzika — magnetismus, hustota, optika — mluví nejvíce. Mokré kroky, pokud jsou potřeba, přicházejí později a recirkulují svou vodu.
- Méně hmoty dále → menší hutě, nižší účty za elektřinu, vše menší.
- Nejprve sušit → méně vody k řízení; prach zůstává uvnitř uzavřeného zařízení.
- Lepší produkt → hutě jedí koncentrát, ne názory.
Seznamte se s linkou (moduly jako Lego)
1) Podavač & primární drtič
Velké kusy se stávají středními. Čelisťové nebo gyratorové drtiče dodávají produkt o velikosti 150–250 mm.
Typický výkon: 250–500 kW Provozní doba: 60–90 % dostupnost2) Třídiče & sekundární/HPGR
Třídiče dělí materiál podle velikosti; sekundární kužely nebo HPGR (vysokotlaké drticí válce) tvoří z chaosu kostky a připravují dokonalý přísun pro třídicí stroje.
Třídiče: 2–30 kW každý HPGR: 2–6 MW (vysoký průtok)3) Třídění na základě senzorů
Rentgen, blízká IR, laser nebo hyperspektrální kamery vidí, co oči nevidí. Vzduchové trysky posouvají vybrané kusy. Žádné drama, jen tisíc jemných rozhodnutí za sekundu.
Na pruh: 50–250 kW Průchodnost: 50–400 t/h4) Magnetická a vířivá separace
Magnetit skočí na magnety. Slabě magnetické minerály poslouchají vysokointenzivní separátory. Vířivé proudy odhánějí neželezné kousky jako zdvořilý vyhazovač.
Nízkointenzivní/vysokointenzivní magnety Vířivé proudy pro kusy hliníku/mědi5) Hustota (DMS) a gravitace
Hustá média (nebo vodní spirály/jigy) oddělují těžké od lehkých. Při použití jsou okruhy uzavřené, voda recirkulována.
Recirkulace vody > 90 % Doplňková voda skromná6) Dopravníky všude
Pásy překonávají nákladní auta v energetické náročnosti: ~0,02–0,05 kWh/t-km. Zakryté, utěsněné, tiché.
Nízká spotřeba energie na tunu Prach zůstává uvnitřPostup ruda po rudě (vyberte si fyziku)
Magnetitová železná ruda
Dominantní fyzika: magnetismus. Suché drcení a třídění → nízkointenzivní magnetická separace.
- Energie: ~8–18 kWh/t (suchá cesta)
- Voda: ~0,1–0,3 m³/t (kontrola prachu)
- Výnos (hmotnost): ~40–55 % → 65 % Fe koncentrát
Bauxit (hliník)
Dominantní fyzika: velikost + hustota. Třídění, mytí a odstraňování jílu; vyhnout se jemnému mletí.
- Energie: ~3–8 kWh/t
- Voda: ~0,2–0,5 m³/t (recirkulovaná)
- Výnos (hmotnost): ~60–75 % → surovina třídy hliníkové rudy
Měďnaté sulfidy
Dominantní fyzika: uvolnění + flotace. Suché drcení → mokré mletí (jemné) → pěnová flotace.
- Energie: ~20–40 kWh/t (většina při mletí)
- Voda: ~0,5–1,5 m³/t (recyklovaná)
- Výnos (hmotnost): ~2–4 % → 25–35 % měděný koncentrát
Předpočítané toky
Přehled kapacity závodu (při ~8 000 provozních hodinách/rok)
| Roční přívod | Průtok (t/h) | Typické linky | Výkon linky (MW) | Poznámky |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/rok | ~625 | 1–2 | Magnetit: ~5–10 Bauxit: ~2–5 Měď: ~12–25 |
Malý kampus; vejde se do ~5–8 ha |
| 10 Mt/rok | ~1 250 | 2–3 | Magnetit: ~10–20 Bauxit: ~5–10 Měď: ~25–40 |
Střední kampus; ~8–15 ha |
| 20 Mt/rok | ~2 500 | 3–5 | Magnetit: ~20–35 Bauxit: ~10–18 Měď: ~40–70 |
Velký kampus; ~15–30 ha |
Výkonová čísla odrážejí průměry celé linky (drcení, třídění, třídění, čerpadla) před tavením. Napájíme je solární továrnou na semena vedle.
Hmotnostní bilance — Magnetit (příklad)
Zásobování 10 Mt/rok při 35 % Fe; cílový koncentrát 65 % Fe.
| Tok | Hmotnost (Mt/rok) | Komentář |
|---|---|---|
| Vstup | 10.0 | Drcení → třídění → magnety |
| Koncentrát | ~4,5–5,5 | 40–55 % hmotnostní výtěžnost |
| Odmítnuté | ~4,5–5,5 | Zpět k navrženým stěnám a cihlám |
Výkon linky: ~10–20 MW • Voda: ~0,1–0,3 m³/tunu (kontrola prachu)
Hmotnostní bilance — měděný sulfidek (příklad)
Vstup 10 Mt/rok při 0,8 % Cu; koncentrát 30 % Cu.
| Tok | Hmotnost (Mt/rok) | Komentář |
|---|---|---|
| Vstup | 10.0 | Drcení → mlýn → flotace |
| Měděný koncentrát | ~0,24–0,36 | 2,4–3,6 % hmotnostní výtěžnost |
| Odpady (znovu získané) | ~9,64–9,76 | Zahuštěné, naskládané, znovu použité |
Výkon linky: ~25–40 MW • Voda: ~0,5–1,5 m³/tunu (recyklováno >85%)
Energie na tunu — rychlý přehled
| Jednotková operace | Energie (kWh/tunu) | Poznámky |
|---|---|---|
| Primární drcení | ~0,5–1,5 | Čelistní/kónický drtič |
| Sekundární / terciární drcení | ~1–4 | Příprava kuželů/HPGR |
| HPGR (hrubé mletí) | ~3–7 | Často nahrazuje SAG |
| Mletí v kulových/SAG mlýnech (jemné) | ~10–20 | Pouze pokud vyžaduje uvolnění |
| Třídění senzory (na tunu suroviny) | ~0,2–1,0 | Kamery, vzduchové trysky |
| Magnetické / vířivé | ~0,1–0,5 | Nízké režijní náklady |
| Dopravování (na km) | ~0,02–0,05 | Na bázi tun-km |
Pravidlo: Pokud třidič dokáže odmítnout 20–50 % horniny před jemným mletím, downstream energie dramaticky klesá.
Energetický a vodní rozpočet (předpočítaný)
10 Mt/rok magnetit (suchá první cesta)
| Komponenta | Průměrný výkon (MW) |
|---|---|
| Drcení a třídiče | ~6 |
| HPGR (pokud se používá) | ~6 |
| Magnety a třidiče | ~2 |
| Dopravníky a příslušenství | ~2 |
| Celkem | ~16 MW |
Voda: ~0,2 m³/t (prach) → 2 Mm³/rok recirkulováno.
10 Mt/rok měď (flotační cesta)
| Komponenta | Průměrný výkon (MW) |
|---|---|
| Drcení a třídiče | ~6 |
| Mletí (jemné) | ~20 |
| Flotace a čerpadla | ~6 |
| Dopravníky a příslušenství | ~4 |
| Celkem | ~36 MW |
Voda: ~1,0 m³/t vstupu → 10 Mm³/rok; recirkulace >85 %, doplňování přes jezero.
Zastavěná plocha a umístění továrny
Plocha a budovy (10 Mt/rok)
- Uzavřené budovy: drtiče, prosévací stroje, třídiče (hluk a prach uvnitř).
- Pod širým nebem: dopravníky s kryty, magnety (dle potřeby).
- Zastavěná plocha: ~8–15 hektarů včetně skladů a přístupů.
- Fotovoltaické pole vedle: ~100–200 MWp pro napájení třídění + růstu.
Vzduch, prach, zvuk
- Filtry a mlžení udržují úrovně PM nudně nízké.
- Akustické panely a kryty cílí na <85 dBA u plotu.
- Všechny dopravníky jsou zakryté; přenosové body plně uzavřené.
Otázky a odpovědi
„Používáme nepříjemné chemikálie?“
Upřednostňujeme suchou fyziku. Když je mokrý krok nezbytný (např. flotace mědi), používáme uzavřené okruhy s moderními, nízkotoxickými činidly a čistíme vodu před vypuštěním — obvykle vůbec nevypouštíme, znovu ji používáme.
„Co se stane s odpadem?“
Stávají se z nich cesty, bloky a upravené stěny jezera. Nic nezůstává opuštěné; vše se stává místem.
„Proč veškeré toto úsilí před tavením?“
Protože každý procento odpadu odstraněného v předstupních procesech se násobí v levnějších, menších a rychlejších závodech dále v procesu. Je to rozdíl mezi táhnutím hory do pece a pozváním jen rudy.
Dále: Solární jako továrna na semena — panely, které staví další továrnu (část 3). Ukážeme, jak se jedna slunná střecha stane terawattovým zvykem.