分拣地球 — 从岩石到矿石
我们在第一部分向大地提出了一个问题；现在我们在倾听。分拣是地球的低语，“这部分是电线，这部分是梁，这部分是窗户”，我们礼貌地点头，将每一块放到正确的传送带上。
为什么先分选（“你不是矿石”的艺术）
你用于研磨贫矿的每一千瓦，都是你不用花在建设世界上的千瓦。所以第一条法则：早期剔除废料。干法物理——磁性、密度、光学——发挥主要作用。必要时湿法步骤随后进行并循环用水。
- 下游质量更轻 → 熔炼厂更小，电费更低，一切更小。
- 先干燥 → 更少水分管理；粉尘留在密封设备内。
- 更好的产品 → 熔炼厂吃的是精矿，不是意见。
组装生产线（像乐高模块）
1) 给料机 & 初级破碎机
大块变中块。颚式或旋回破碎机产出 150–250 mm 产品。
典型功率：250–500 kW 负荷：60–90% 可用率2) 筛分 & 二次/HPGR
筛分按尺寸分离物料；二次圆锥破碎机或 HPGR（高压辊磨机）将混乱变为方块，为分选机准备完美的进料。
筛分：每台 2–30 kW HPGR：2–6 MW（高通量）3) 基于传感器的分选机
X射线、近红外、激光或高光谱相机看到肉眼看不到的。气流轻推保留物。无戏剧性，只是每秒千次温柔决策。
每条线：50–250 千瓦 处理能力：50–400 吨/小时4) 磁选与涡流分选
磁铁矿被磁铁吸引。弱磁性矿物服从高强度磁选。涡流像礼貌的保镖推开有色金属碎片。
低/高强度磁铁 涡流分选铝/铜件5) 密度分选（DMS）与重力分选
密度介质（或水旋流器/跳汰机）分离重矿物和轻矿物。使用时，回路封闭，水循环利用。
水循环利用率 > 90% 补充水量适中6) 到处都是输送机
皮带输送比卡车节能：约0.02–0.05 千瓦时/吨·公里。覆盖、密封、安静。
每吨能耗低 粉尘留存内部逐矿石操作手册（选择你的物理方法）
磁铁矿铁
主要物理过程： 磁性。干式破碎与筛分 → 低强度磁选。
- 能耗： 约8–18 千瓦时/吨（干法路线）
- 用水量： 约0.1–0.3 立方米/吨（防尘）
- 产率（质量）： 约40–55% → 65% 铁精矿
铝土矿（铝）
主要物理过程： 粒度 + 密度。筛分、清洗和脱泥；避免细磨。
- 能耗： 约3–8 kWh/吨
- 用水量： 约0.2–0.5 m³/吨（循环利用）
- 产率（质量）： 约60–75% → 氧化铝级进料
硫化铜
主要物理过程： 解离 + 浮选。干碎 → 湿磨（细磨）→ 泡沫浮选。
- 能耗： 约20–40 kWh/吨（大部分用于磨矿）
- 用水量： 约0.5–1.5 m³/吨（循环利用）
- 产率（质量）： 约2–4% → 25–35% 铜精矿
预计算流量
工厂产能速查表（假设每年约8,000小时运行）
| 年进料量 | 吞吐量 (t/h) | 典型线路 | 线路功率 (MW) | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 5 Mt/yr | ~625 | 1–2 | 磁铁矿：约 5–10 铝土矿：约 2–5 铜：约 12–25 |
小型园区；占地约 5–8 公顷 |
| 10 百万吨/年 | 约 1,250 | 2–3 | 磁铁矿：约 10–20 铝土矿：约 5–10 铜：约 25–40 |
中型园区；约 8–15 公顷 |
| 20 百万吨/年 | 约 2,500 | 3–5 | 磁铁矿：约 20–35 铝土矿：约 10–18 铜：约 40–70 |
大型园区；约 15–30 公顷 |
功率数据反映冶炼前的总线平均值（破碎、筛分、分选、泵）。我们将用隔壁的太阳能种子工厂为它们供电。
质量平衡 — 磁铁矿（示例）
进料 10 百万吨/年，含铁量 35%；目标产出 65% 铁精矿。
| 流程 | 质量（百万吨/年） | 评论 |
|---|---|---|
| 进料 | 10.0 | 破碎 → 筛分 → 磁选 |
| 精矿 | ~4.5–5.5 | 40–55% 质量产率 |
| 废料 | ~4.5–5.5 | 回用于工程墙体和砖块 |
线路功率：~10–20 MW • 用水量：~0.1–0.3 m³/吨（除尘）
质量平衡 — 硫化铜（示例）
进料10百万吨/年，含铜0.8%；精矿含铜30%。
| 流程 | 质量（百万吨/年） | 评论 |
|---|---|---|
| 进料 | 10.0 | 破碎 → 磨矿 → 浮选 |
| 铜精矿 | ~0.24–0.36 | 2.4–3.6% 质量产率 |
| 尾矿（回收） | ~9.64–9.76 | 浓缩、堆放、再利用 |
线路功率：~25–40 MW • 用水量：~0.5–1.5 m³/吨（循环利用>85%）
每吨能量 — 快速参考
| 单元操作 | 能耗（千瓦时/吨） | 备注 |
|---|---|---|
| 一级破碎 | ~0.5–1.5 | 颚式/旋回式 |
| 二级/三级破碎 | ~1–4 | 圆锥/HPGR预处理 |
| HPGR（粗磨） | ~3–7 | 通常替代SAG |
| 球磨/SAG磨（细磨） | ~10–20 | 仅在解离需求时 |
| 传感器分选（每吨进料） | ~0.2–1.0 | 摄像头，气流喷射 |
| 磁选 / 涡流 | ~0.1–0.5 | 低开销 |
| 输送（每公里） | ~0.02–0.05 | 吨公里基准 |
规则： 如果分拣机能在细磨前剔除20–50%的岩石，下游能耗将大幅下降。
能量及用水预算（预计算）
1000万吨/年磁铁矿（干法优先路线）
| 组件 | 平均功率（兆瓦） |
|---|---|
| 破碎及筛分 | ~6 |
| 高压辊磨机（如使用） | ~6 |
| 磁选机及分拣机 | ~2 |
| 输送机及辅助设备 | ~2 |
| 总计 | ~16兆瓦 |
用水量：约0.2立方米/吨（除尘）→ 每年循环利用200万立方米。
1000万吨/年铜（浮选路线）
| 组件 | 平均功率（兆瓦） |
|---|---|
| 破碎及筛分 | ~6 |
| 磨矿（细磨） | ~20 |
| 浮选及泵 | ~6 |
| 输送机及辅助设备 | ~4 |
| 总计 | 约36 MW |
用水：约1.0立方米/吨原料 → 1000万立方米/年；循环利用率>85%，补给来自湖泊。
工厂占地及选址
区域及建筑（年产1000万吨）
- 封闭建筑：破碎机、筛分机、分拣机（噪音和粉尘在室内）。
- 露天：带盖输送带，必要时配备磁选设备。
- 占地面积：约8–15公顷，包括堆场和通道。
- 邻近光伏场：约100–200 MWp，为分拣和扩展供电。
空气、粉尘、声音
- 布袋除尘器和喷雾系统保持颗粒物水平极低。
- 声学面板和围护结构将围栏线噪音控制在<85 dBA。
- 所有输送带均有覆盖；转运点完全封闭。
问答
“我们使用有害化学品吗？”
我们优先考虑干法物理。当湿法步骤必不可少时（例如铜的浮选），我们使用封闭回路，采用现代低毒试剂，并在排放前净化水——通常我们根本不排放，而是循环利用。
“废料怎么办？”
它们变成道路、街区和景观湖岸。没有东西被遗弃；一切都成为了场所。
“为什么在冶炼前要做这么多努力？”
因为上游每减少一个百分点的废料，下游的工厂就能变得更便宜、更小、更快。这就像是把整座山拖进熔炉，和只邀请矿石进炉的区别。
接下来：太阳能作为种子工厂——制造下一座工厂的面板（第3部分）。我们将展示如何让一座阳光充足的屋顶成为太瓦级的习惯。