Winning van ijzererts

Mijnbouw van ijzererts

IJzererts is een soort mineraal en gesteente waaruit metallisch ijzer economisch wordt gewonnen. Dit erts is normaal gesproken rijk aan ijzeroxiden en varieert in kleur van donkergrijs, felgeel en dieppaars tot roestrood. Het ijzer zelf wordt meestal aangetroffen in de vorm van magnetiet (Fe3O4), hematiet (Fe2O3), goethiet (FeO(OH)), limoniet (FeO(OH).n(H2O)) of sideriet (FeCO3).

Het mijnbouwproces bestaat uit de ontdekking van een ijzerertsafzetting door middel van de winning van ijzererts en het uiteindelijk terugbrengen van het land in zijn natuurlijke staat. Het bestaat uit verschillende afzonderlijke stappen. De eerste is de ontdekking van de ijzerertsafzetting die wordt uitgevoerd door prospectie of exploratie om de omvang, locatie en waarde van het ertslichaam te vinden en vervolgens te bepalen. Dit leidt tot een wiskundige schatting van de omvang en het niveau van de aanbetaling. Exploratie en evaluatie bestaan ​​uit identificatie en kwantificering van ertslichamen met behulp van een reeks geologische, geofysische en metallurgische technieken. In zijn eenvoudigste vorm omvat exploratie het boren in afgelegen gebieden om gebieden te bemonsteren. De gegevens van verkenningsactiviteiten worden vaak gelogd, in kaart gebracht, geanalyseerd en geïnterpreteerd met behulp van modellen.

Nadat het ertslichaam is geëvalueerd, wordt een gedetailleerd plan voor mijnbouw ontwikkeld. Dit gedetailleerde plan identificeert welke ertslichamen moeten worden gedolven en in welke volgorde om het benodigde ijzerertsproduct tegen een passende prijs te leveren. Het proces van mijnplanning is een belangrijke stap voor de start van de mijnontwikkeling en het gaat van dag tot dag door zodra de mijn operationeel wordt.

Om toegang te krijgen tot de ijzerertsafzetting in een gebied, is het vaak nodig om afvalmateriaal (ook wel deklaag genoemd) te ontginnen of te verwijderen, wat niet interessant is. De totale verplaatsing van erts en afval vormt het mijnbouwproces. Vaak wordt er tijdens de levensduur van een mijn meer afval dan erts gewonnen, afhankelijk van de aard en locatie van de ertsafzetting. Het verwijderen en plaatsen van deklaag is een grote kostenpost in de mijnbouw.

Mijnbouwtechnieken

Mijnbouwtechnieken bestaan ​​meestal uit twee typen op basis van opgravingsmethoden. Dit zijn bovengrondse mijnbouw en ondergrondse mijnbouw (ondergrondse mijnbouw). IJzererts wordt bijna uitsluitend gewonnen door oppervlaktebewerkingen. De meest overheersende dagbouwmethoden die worden gebruikt voor de winning van ijzererts zijn open mijnbouwmethoden en open mijnbouwmethoden. Er zijn echter ook enkele ondergrondse ijzerertsmijnen over de hele wereld in bedrijf. De beslissing om bovengrondse mijnbouw of ondergrondse mijnbouw toe te passen, is afhankelijk van de nabijheid van het ertslichaam tot de oppervlakte. Open pit en open mijnbouw zijn de minst dure technieken voor de winning van erts. Overbelasting en stripping ratio's zijn belangrijk bij het bepalen of een deposito moet worden gedolven. De stripverhouding beschrijft de eenheid deklaag die moet worden verwijderd voor elke eenheid gedolven ruw erts. Een typische open ijzerertsmijn wordt getoond in Fig. 1

Fig 1 Een typische dagbouw ijzerertsmijn

Op basis van mijnbouwmethoden kan de winning van ijzererts grofweg worden onderverdeeld in twee categorieën, namelijk handmatige mijnbouw en gemechaniseerde mijnbouw. Grote ijzerertsmijnen zijn gemechaniseerde mijnen, terwijl in de kleine mijnen handmatige mijnbouwmethoden worden toegepast.

Handmatige mijnbouwmethode is normaal gesproken beperkt tot drijvende ertsen. Ook de winning van riferts gebeurt op kleine schaal handmatig. Het drijfertsgebied wordt handmatig opgegraven met pikhouwelen, koevoeten en schoppen, en vervolgens wordt het materiaal handmatig gezeefd om + 10 mm drijferts te scheiden dat vervolgens wordt opgestapeld. Het afval wordt terug in de kuilen gegooid. Wat betreft de rifertsen, worden gaten geboord met een diepte van 0,6 m en een diameter van 30-40 mm met draagbare drilboorhamers die worden bediend met draagbare compressoren. Deze gaten hebben een tussenruimte van ongeveer 0,6 m en elk gat is gevuld met 150-200 gram buskruit of gelatinepatronen. Het gestraalde gebroken erts wordt handmatig gezeefd, gestapeld om in dumpers te worden geladen voor verzending.

De meeste grote ijzerertsmijnen zijn gemechaniseerde mijnen. In deze mijnbouw wordt gedaan om ijzererts te winnen uit oppervlakteafzettingen. In deze mijnen worden alle operaties gemechaniseerd en wordt mijnbouw altijd gedaan door systematische vorming van banken door middel van boren en stralen.

Mijnbouwproces

Het terugwinnen van materiaal gebeurt vanuit een open put in de grond. Deklagen bestaande uit oppervlaktevegetatie, grond en gesteente worden verwijderd (gestript) om begraven ertsafzettingen te bereiken. De deklaag wordt tijdens de levensduur van de mijn voortdurend verwijderd, omdat de hoge muur wordt ingekort om de put te verdiepen. Tijdens het ontginnen worden ertsbanken ontwikkeld voor het boren, stralen en vervoeren van het erts naar de breekinstallatie. De hoogte van de banken is afhankelijk van verschillende factoren, zoals outputbehoefte, vorm, grootte en diepte van het voorkomen van het ertslichaam, geologische verstoring van het ertslichaam, hardheid en compactheid van het ertslichaam, type en de grootte van ingezet voor de mijnbouwactiviteiten enz. De lengte van het slagvlak is afhankelijk van verschillende factoren, zoals de contouren van de afzetting, de vereiste output, de variatie in helling, de mengvereisten en de capaciteit van de laadmachines enz. De breedte van de bank wordt in grote mate bepaald door de grootte van de grootste machines die zijn ingezet.

Er wordt geboord in de banken van dagbouwmijnen voor de productie van ijzererts met gemechaniseerde boren die specifiek zijn voor elke mijnbouwmethode. Het belangrijkste doel van booroperaties is het creëren van een gat met een geschikte diameter, diepte en richting in gesteente voor explosieven die kunnen worden geplaatst voor explosieven. Het boren van de gaten gebeurt normaal gesproken in een bepaald patroon dat afhangt van de hoogte van de bank, de diameter van het gat, de gebruikte boormachines, de aard van de steen en de soorten explosieven die worden gebruikt. De straalgaten zijn meestal verticaal, maar kunnen schuin staan ​​voor betere straalresultaten.

Het doel van stralen is om het ertslichaam te ontginnen voor extractie en om het erts te breken. De belangrijkste vereiste voor een explosief dat in mijnen wordt gebruikt, is het vermogen om volledige verbranding te bereiken zonder externe zuurstoftoevoer. Explosieve materialen die vroeger tijdens het stralen werden gebruikt, zijn voornamelijk nitroglycerine, koolstofhoudend materiaal en een oxidatiemiddel. Soms worden emulsie- of gelexplosiepatronen gebruikt als explosief materiaal. Tegenwoordig zijn echter de meest gebruikte explosieven een mengsel van ammoniumnitraat en stookolie (ANFO). De explosieven worden tot ontploffing gebracht door een brisant ontploffingskap en/of primer. Tegenwoordig wordt er geen een als ontsteker gebruikt. Nonel is een schokbuisontsteker die is ontworpen om explosies te veroorzaken. In plaats van elektrische draden levert een holle plastic buis de ontstekingsimpuls aan de detonator, waardoor deze immuun is voor de meeste gevaren die gepaard gaan met elektrische zwerfstroom. Het bestaat uit een drielaagse plastic buis met een kleine diameter die op de binnenste wand is gecoat met een reactieve explosieve verbinding, die, wanneer ontstoken, een signaal met lage energie voortplant, vergelijkbaar met een stofexplosie. De reactie verloopt met ongeveer 2.000 m/sec langs de lengte van de buis met minimale verstoring buiten de buis. Het ontwerp van nonel-ontstekers bevat gepatenteerde technologie, waaronder de cushion disk (CD) en delay-ontstekingsbuffer (DIB) om betrouwbaarheid en nauwkeurigheid te bieden bij alle straaltoepassingen

Gebieden voor dagbouw worden geselecteerd aan de hand van het mijnbouwplan. Geïdentificeerde gebieden worden vervolgens getagd. Het erts wordt gewonnen uit grote open groeven door geleidelijke extractie langs trappen of banken. De banken bieden toegang tot steeds dieper erts, naarmate het bovenste niveau wordt verwijderd. Nadat de grond en het bovenliggende gesteente zijn vrijgemaakt, wordt het erts geboord en gestraald. Het te verwijderen deel van het ertslichaam wordt eerst geboord met behulp van boorinstallaties in een geschikt patroon. De geboorde gaten worden vervolgens geladen met explosieve mengsels, geladen en gestraald. De resulterende explosie breekt het materiaal tot een maat die nodig is om te graven.

Na het stralen wordt het gebroken erts voor transport met shovels, graafmachines of frontladers op grote dumptrucks geladen voor transport naar de breek- en wasinstallatie. Het transport wordt vergemakkelijkt door het onderhouden van mijntransportwegen. Overland bandtransporteurs worden gebruikt om het ertsmateriaal te transporteren waar er lange afstanden zijn tussen de putten en breekinstallaties en tussen de breekinstallaties en laadlocaties. De brede gaten in de grond die ontstaan ​​door boren, stralen en ertsverwijdering worden 'open putten' genoemd.

Verpletteren en wassen van ertsen

In breek- en wasinstallaties vindt de verwerking van het erts plaats. De verwerking van het erts varieert van eenvoudig breken en zeven en scheiden van verschillende groottefracties van het erts tot de processen die de kwaliteit van de ijzerertsproducten verbeteren of verbeteren. Dit wordt gedaan door fysieke processen, die onzuiverheden verwijderen door verschil in deeltjesdichtheid of grootte, zwaartekracht of groottescheiding. De verwerking kan nat of droog zijn. Verdere ertsbehandeling, was- en zeefhandelingen worden gemechaniseerd in de breek- en wasinstallaties.

Het verwerkte erts wordt opgeslagen en gemengd om aan de productkwaliteitseisen te voldoen, voordat het wordt teruggewonnen en in treinwagons of dumpers wordt geladen voor verzending naar de klanten.

Milieuproblemen

Afvalstoffen die worden gegenereerd als gevolg van open mijnbouw omvatten deklaag, afvalgesteente en mijnwater dat gesuspendeerde vaste stoffen en opgeloste materialen bevat. Andere afvalstoffen kunnen kleine hoeveelheden olie en vet zijn die tijdens de extractie zijn gemorst. Mijnwater bevat opgeloste of gesuspendeerde bestanddelen die vergelijkbaar zijn met die in het ertslichaam zelf. Dit kunnen sporen zijn van aluminium, antimoon, arseen, beryllium, cadmium, chroom, koper, mangaan, nikkel, selenium, zilver, zwavel, titanium en zink enz.