การจัดเรียงโลก — จากหินสู่แร่ธาตุ
เราได้ถามพื้นดินในตอนที่ 1; ตอนนี้เราฟัง การคัดแยกคือวิธีที่โลกกระซิบว่า “ส่วนนี้คือสายไฟ ส่วนนี้คือคาน ส่วนนี้คือหน้าต่าง” และเราพยักหน้าอย่างสุภาพแล้ววางแต่ละชิ้นบนสายพานที่ถูกต้อง
ทำไมต้องคัดแยกก่อน (ศิลปะของการบอกว่า “คุณไม่ใช่แร่”)
ทุกกิโลวัตต์ที่คุณใช้บดหินเปล่า คือกิโลวัตต์ที่คุณไม่ต้องใช้ในการสร้างโลก ดังนั้นกฎข้อแรก: ปฏิเสธของเสียตั้งแต่เนิ่นๆ ฟิสิกส์แห้ง — แม่เหล็ก ความหนาแน่น แสง — ทำหน้าที่ส่วนใหญ่ ขั้นตอนเปียกเมื่อจำเป็นจะตามมาและหมุนเวียนน้ำของตนเอง
- มวลน้อยลงในขั้นตอนถัดไป → เตาหลอมเล็กลง ค่าไฟฟ้าน้อยลง ทุกอย่างเล็กลง
- แห้งก่อน → จัดการน้ำน้อยลง; ฝุ่นอยู่ภายในอุปกรณ์ที่ปิดผนึก
- ผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่า → เตาหลอมกินแร่เข้มข้น ไม่ใช่ความคิดเห็น
พบกับสายการผลิต (โมดูลเหมือนเลโก้)
1) เครื่องป้อน & เครื่องบดหลัก
ชิ้นใหญ่กลายเป็นชิ้นกลาง เครื่องบดกรามหรือบดแบบหมุนให้ผลิตภัณฑ์ขนาด 150–250 มม.
กำลังไฟทั่วไป: 250–500 กิโลวัตต์ หน้าที่: ความพร้อมใช้งาน 60–90%2) หน้าจอ & รอง/HPGR
หน้าจอแยกวัสดุตามขนาด; โคนรองหรือ HPGR (ลูกกลิ้งบดแรงดันสูง) ทำให้ก้อนวัสดุเป็นลูกบาศก์จากความยุ่งเหยิง เตรียมวัตถุดิบที่สมบูรณ์แบบสำหรับเครื่องคัดแยก
หน้าจอ: 2–30 กิโลวัตต์ต่อเครื่อง HPGR: 2–6 เมกะวัตต์ (กำลังการผลิตสูง)3) เครื่องคัดแยกแบบใช้เซ็นเซอร์
กล้องเอกซ์เรย์, ใกล้อินฟราเรด, เลเซอร์ หรือไฮเปอร์สเปกตรัม เห็นสิ่งที่ตาไม่เห็น ลมเป่าช่วยดันของที่ต้องเก็บ ไม่มีดราม่า แค่การตัดสินใจนุ่มนวลพันครั้งต่อวินาที
ต่อเลน: 50–250 กิโลวัตต์ กำลังการผลิต: 50–400 ตัน/ชม4) การแยกแม่เหล็ก & กระแสไหลวน
แมกนีไทต์ดึงดูดแม่เหล็ก แร่แม่เหล็กอ่อนเชื่อฟังเครื่องแยกความเข้มสูง กระแสไหลวนผลักชิ้นส่วนที่ไม่ใช่เหล็กเหมือนยามสุภาพ
แม่เหล็กความเข้มต่ำ/สูง กระแสไหลวนสำหรับชิ้นอลูมิเนียม/ทองแดง5) ความหนาแน่น (DMS) & แรงโน้มถ่วง
สื่อหนาแน่น (หรือเกลียว/จิ๊กน้ำ) แยกของหนักจากของเบา เมื่อใช้ วงจรจะเป็นแบบปิด, น้ำถูกหมุนเวียน
น้ำหมุนเวียน > 90% น้ำเติมพอประมาณ6) สายพานลำเลียงทุกที่
สายพานดีกว่ารถบรรทุกเรื่องพลังงาน: ~0.02–0.05 kWh/ตัน‑กม ปกคลุม, ปิดผนึก, เงียบ
พลังงานต่ำต่อตัน ฝุ่นอยู่ภายในคู่มือเล่นแร่ทีละเหมือง (เลือกฟิสิกส์ของคุณ)
เหล็กแมกนีไทต์
ฟิสิกส์ที่โดดเด่น: แม่เหล็ก บดและคัดกรองแห้ง → การแยกแม่เหล็กความเข้มต่ำ
- พลังงาน: ~8–18 kWh/ตัน (เส้นทางแห้ง)
- น้ำ: ~0.1–0.3 m³/ตัน (ควบคุมฝุ่น)
- ผลผลิต (มวล): ~40–55% → เข้มข้น Fe 65%
บอกไซต์ (อลูมิเนียม)
ฟิสิกส์ที่โดดเด่น: ขนาด + ความหนาแน่น จัดการคัดกรอง, ล้าง, และกำจัดเมือก; หลีกเลี่ยงการบดละเอียด
- พลังงาน: ~3–8 kWh/ตัน
- น้ำ: ~0.2–0.5 m³/ตัน (หมุนเวียน)
- ผลผลิต (มวล): ~60–75% → ป้อนเกรดอลูมินา
ทองแดงซัลไฟด์
ฟิสิกส์หลัก: การปลดปล่อย + การลอยตัว บดแห้ง → บดเปียก (ละเอียด) → การลอยตัวด้วยฟอง
- พลังงาน: ~20–40 kWh/ตัน (ส่วนใหญ่ในกระบวนการบด)
- น้ำ: ~0.5–1.5 m³/ตัน (รีไซเคิล)
- ผลผลิต (มวล): ~2–4% → สารเข้มข้นทองแดง 25–35%
การไหลที่คำนวณล่วงหน้า
ชีทช่วยจำความจุโรงงาน (สมมติ ~8,000 ชั่วโมงการทำงาน/ปี)
| ป้อนประจำปี | อัตราการผ่าน (t/h) | สายทั่วไป | กำลังไฟฟ้าสาย (MW) | บันทึก |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/yr | ~625 | 1–2 | แมกนีไทต์: ~5–10 บอกไซต์: ~2–5 ทองแดง: ~12–25 |
วิทยาเขตขนาดเล็ก; พอดีกับ ~5–8 ha |
| 10 Mt/yr | ~1,250 | 2–3 | แมกนีไทต์: ~10–20 บอกไซต์: ~5–10 ทองแดง: ~25–40 |
วิทยาเขตขนาดกลาง; ~8–15 ha |
| 20 Mt/yr | ~2,500 | 3–5 | แมกนีไทต์: ~20–35 บอกไซต์: ~10–18 ทองแดง: ~40–70 |
วิทยาเขตขนาดใหญ่; ~15–30 ha |
ตัวเลขพลังงานสะท้อนค่าเฉลี่ยรวมของสายการผลิต (การบด, การร่อน, การคัดแยก, ปั๊ม) ก่อนการถลุง เราจะใช้พลังงานจากโรงงานเมล็ดพันธุ์พลังงานแสงอาทิตย์ข้างๆ
สมดุลมวล — แมกนีไทต์ (ตัวอย่าง)
ป้อน 10 Mt/yr ที่ 35% Fe; เป้าหมายเข้มข้น Fe 65%
| กระแส | มวล (Mt/ปี) | ความคิดเห็น |
|---|---|---|
| วัตถุดิบ | 10.0 | บด → ร่อน → แม่เหล็ก |
| เข้มข้น | ~4.5–5.5 | ผลผลิตมวล 40–55% |
| ของเสีย | ~4.5–5.5 | กลับไปยังผนังและอิฐที่ออกแบบแล้ว |
กำลังไฟฟ้าสายส่ง: ~10–20 MW • น้ำ: ~0.1–0.3 m³/ton (ควบคุมฝุ่น)
สมดุลมวล — ทองแดงซัลไฟด์ (ตัวอย่าง)
ป้อน 10 Mt/ปี ที่ 0.8% Cu; เข้มข้น 30% Cu.
| กระแส | มวล (Mt/ปี) | ความคิดเห็น |
|---|---|---|
| วัตถุดิบ | 10.0 | บด → โรงโม่ → ฟลอต |
| ทองแดงเข้มข้น | ~0.24–0.36 | ผลผลิตมวล 2.4–3.6% |
| เศษหิน (นำกลับมาใช้ใหม่) | ~9.64–9.76 | ข้น, กอง, นำกลับมาใช้ใหม่ |
กำลังไฟฟ้าสายส่ง: ~25–40 MW • น้ำ: ~0.5–1.5 m³/ton (รีไซเคิล >85%)
พลังงานต่อตัน — อ้างอิงด่วน
| การดำเนินงานหน่วย | พลังงาน (กิโลวัตต์ชั่วโมง/ตัน) | บันทึก |
|---|---|---|
| การบดขั้นต้น | ~0.5–1.5 | ขากรรไกร/กายโรทอรี |
| การบดทุติยภูมิ/ตติยภูมิ | ~1–4 | กรวย/เตรียม HPGR |
| HPGR (บดหยาบ) | ~3–7 | มักแทนที่ SAG |
| การบดลูกบอล/SAG (ละเอียด) | ~10–20 | เฉพาะเมื่อการแยกต้องการ |
| การคัดแยกด้วยเซ็นเซอร์ (ต่อ ตันอาหาร) | ~0.2–1.0 | กล้อง, ลมพ่น |
| แม่เหล็ก / กระแสไฟฟ้าหมุนวน | ~0.1–0.5 | ค่าใช้จ่ายต่ำ |
| การลำเลียง (ต่อ กม.) | ~0.02–0.05 | ฐานตัน-กม. |
กฎ: ถ้าเครื่องคัดแยกสามารถปฏิเสธหิน 20–50% ก่อนการบดละเอียด พลังงานด้านล่างจะลดลงอย่างมาก
งบประมาณพลังงาน & น้ำ (คำนวณล่วงหน้า)
10 Mt/yr แมกนีไทต์ (เส้นทางแห้ง-ก่อน)
| ส่วนประกอบ | กำลังไฟเฉลี่ย (MW) |
|---|---|
| การบด & หน้าจอ | ~6 |
| HPGR (ถ้าใช้) | ~6 |
| แม่เหล็ก & เครื่องคัดแยก | ~2 |
| สายพานลำเลียง & อุปกรณ์เสริม | ~2 |
| รวมทั้งหมด | ~16 MW |
น้ำ: ~0.2 m³/ตัน (ฝุ่น) → 2 Mm³/ปี หมุนเวียนกลับ.
10 Mt/yr ทองแดง (เส้นทางแยกฟอง)
| ส่วนประกอบ | กำลังไฟเฉลี่ย (MW) |
|---|---|
| การบด & หน้าจอ | ~6 |
| การบด (ละเอียด) | ~20 |
| การแยกฟอง & ปั๊ม | ~6 |
| สายพานลำเลียง & อุปกรณ์เสริม | ~4 |
| รวมทั้งหมด | ~36 MW |
น้ำ: ~1.0 ม³/ตันวัตถุดิบ → 10 Mm³/ปี; หมุนเวียน >85%, เติมน้ำผ่านทะเลสาบ
รอยเท้าโรงงาน & การตั้งที่ตั้ง
พื้นที่ & อาคาร (10 Mt/ปี)
- อาคารปิด: เครื่องบด หน้าจอ คัดแยก (เสียง & ฝุ่นภายใน)
- กลางแจ้ง: สายพานลำเลียงที่มีฝาครอบ แม่เหล็ก (ตามความจำเป็น)
- พื้นที่: ~8–15 เฮกตาร์ รวมถึงกองเก็บและทางเข้าออก
- แผงโซลาร์เซลล์ข้างเคียง: ~100–200 MWp เพื่อจ่ายพลังงานให้การคัดแยก + การเติบโต
อากาศ ฝุ่น เสียง
- ถุงกรองและการพ่นละอองน้ำช่วยรักษาระดับฝุ่นละอองให้น่าเบื่ออย่างต่ำ
- แผงและหุ้มเสียงมุ่งเป้า <85 dBA ที่แนวรั้ว
- สายพานลำเลียงทั้งหมดถูกคลุม; จุดถ่ายโอนทั้งหมดถูกปิดมิดชิด
ถาม & ตอบ
“เราใช้สารเคมีที่เป็นอันตรายหรือเปล่า?”
เราจัดลำดับความสำคัญฟิสิกส์แบบแห้ง เมื่อขั้นตอนเปียกจำเป็น (เช่น การลอยตัวสำหรับทองแดง) เราใช้วงจรปิดพร้อมสารเคมีสมัยใหม่ที่มีความเป็นพิษต่ำและทำความสะอาดน้ำก่อนปล่อย — โดยปกติเราไม่ปล่อยเลย เรานำกลับมาใช้ใหม่
“แล้วของที่ถูกปฏิเสธล่ะ?”
พวกมันกลายเป็นถนน บล็อก และกำแพงทะเลสาบที่ตกแต่ง ไม่มีอะไรถูกทิ้งร้าง ทุกอย่างกลายเป็นสถานที่
“ทำไมต้องพยายามขนาดนี้ก่อนการหลอม?”
เพราะทุกเปอร์เซ็นต์ของของเสียที่ถูกกำจัดตั้งแต่ต้นทางจะทวีคูณเป็นโรงงานที่ถูกกว่า เล็กกว่า และเร็วกว่าในปลายทาง นี่คือความแตกต่างระหว่างการลากภูเขาเข้าเตาหลอมกับการเชิญแร่เพียงอย่างเดียว
ถัดไป: พลังงานแสงอาทิตย์ในฐานะโรงงานเมล็ดพันธุ์ — แผงโซลาร์เซลล์ที่สร้างโรงงานถัดไป (ตอนที่ 3) เราจะแสดงให้เห็นว่าหลังคาที่มีแสงแดดหนึ่งหลังกลายเป็นนิสัยเทราวัตต์ได้อย่างไร