광물은 일반적으로 광상에서 채굴된 후 분리됩니다.

지질학 과제를 수행하거나 퀴즈를 공부하는 경우 빈칸 채우기 질문에 직면했을 가능성이 높습니다. "광물은 일반적으로 ________ 매장지에서 채굴되어 분리됩니다." 정답은 광석 예금. 하지만 이 간단한 대답은 지질학, 광산 공학, 광물 가공을 연결하는 훨씬 더 큰 주제로의 문을 열어줍니다. 광상이 실제로 무엇인지, 다양한 유형이 어떻게 형성되는지, 귀중한 광물을 폐석에서 분리하는 산업 단계를 이해하면 원자재가 어떻게 사용 가능한 자원이 되는지에 대한 완전한 그림을 얻을 수 있습니다.

짧은 대답: 광물은 광상에서 나옵니다.

질문에 대한 간결한 대답은 광물이 광상 매장지에서 채굴된 다음 주변 암석에서 분리된다는 것입니다. 그런데 왜 단지 "바위"가 아닌 "광석"이 있는 걸까요? 그 차이는 경제학적으로 귀결됩니다. 표준 지질학적 정의에 따르면, 광석은 귀중한 성분을 함유하고 추출 또는 채굴이 가능하며 이익을 위해 판매될 수 있는 암석 또는 광물입니다. 만약 물질을 수익성 있게 추출할 수 없다면 그것은 광석이 아니라 단순히 광물화된 암석일 뿐입니다.

중요한 점은 광상은 채굴을 재정적으로 가치 있게 만들 정도로 귀중한 광물이 풍부한 지질학적 몸체라는 것입니다. 예를 들어, 구리는 많은 암석에 미량으로 존재할 수 있지만 추출 및 처리 비용을 충당할 만큼 농도가 충분히 높은 경우에만 광상이 됩니다.

광석 예금이란 정확히 무엇입니까?

광상은 암석 내에 하나 이상의 귀중한 광물이 자연적으로 농축되어 있는 것입니다. 이러한 광상에 있는 귀중한 광물은 일반적으로 천연 원소, 황화물, 설포염, 산화물 또는 수산화물을 비롯한 특정 화학적 형태로 발생합니다. 형태가 추출 방법을 결정하기 때문에 중요합니다.

종종 "바보의 금"이라고 불리는 황철석을 생각해 보십시오. 여기에는 철과 황이 포함되어 있지만, 다른 귀중한 금속이 포함되어 있지 않거나 철 함량이 매우 높지 않으면 일반적으로 광석으로 분류되지 않습니다. 최고의 금속 광석 광물은 가치 있는 금속을 다량 함유한 광물입니다. 대조적으로, 구리-철 황화물인 황동석과 같은 광물은 구리 추출을 경제적으로 할 수 있을 만큼 한 곳에 충분히 농축되면 광석이 됩니다.

이렇게 생각해보세요. 부엌 숟가락에는 스테인리스강이 들어 있지만, 그 강철은 수십억 개의 부엌에 너무 분산되어 있어서 누구도 그것을 위해 매립지를 채굴하지 않을 것입니다. 광석 매장지는 귀중한 원소를 관리 가능한 양으로 집중시키는 자연의 방식입니다.

광물 매장지의 주요 유형

지질학자들은 주로 그 기원에 따라 광상을 분류합니다. 가장 중요한 세 가지 범주는 마그마, 열수 및 퇴적 퇴적물이며, 사금 퇴적물은 주목할만한 특별한 경우입니다.

마그마 침전물

이는 마그마의 냉각 및 결정화로 직접 형성됩니다. 녹은 암석이 냉각되면서 무거운 광물이 침전되어 농축됩니다. 크롬, 니켈, 백금은 일반적으로 마그마 침전물에서 나옵니다. 예를 들어, 크롬의 주요 광석인 크롬철광(chromite)은 대규모 화성암 관입 시 층상 축적물을 형성합니다.

열수 침전물

이는 뜨겁고 미네랄이 풍부한 유체가 지각의 균열과 틈을 통해 이동할 때 형성됩니다. 유체가 냉각되거나 주변 암석과 반응하면서 용해된 미네랄이 쌓이게 됩니다. 많은 금, 은, 구리, 납-아연 광상은 열수에서 유래되었습니다. 금을 함유한 석영 광맥은 역사 전반에 걸쳐 골드 러시를 주도한 전형적인 예입니다.

퇴적물

이는 증발, 침전 또는 생물학적 활동과 같은 표면 과정을 통해 형성됩니다. 소금, 석고, 석회암은 일반적인 퇴적물입니다. 예를 들어, 증발 퇴적물은 바닷물이나 염분 호수가 증발하여 농축된 소금 층을 남길 때 형성됩니다.

사금 예금

사금 퇴적물은 원래의 원천에서 침식되어 물이나 바람에 의해 농축된 무거운 광물의 축적물입니다. 금, 주석, 다이아몬드는 사금 퇴적물에서 자주 발견됩니다. 강 자갈을 선별하는 금 채취업자의 이미지를 볼 때 그들은 사금 퇴적물을 이용하고 있는 것입니다.

광물 매장지는 어떻게 채굴되나요?

광상이 식별되고 경제적으로 실행 가능한 것으로 간주되면 광체의 깊이, 모양 및 특성을 기반으로 채광 방법이 선택됩니다. 두 가지 주요 방법은 노천 채굴과 지하 채굴입니다.

오픈 컷 마이닝

노천 채광이라고도 하는 노천 채광은 광체가 표면에 상대적으로 가까이 있을 때 사용됩니다. 이 과정에는 구덩이를 바깥쪽과 아래쪽으로 점진적으로 확장하는 작업이 포함됩니다. 대형 장비는 폐석을 제거하여 광석을 노출시킨 후 드릴링, 폭파 및 운반 트럭에 적재합니다. 이 방법은 넓은 지역에 걸쳐 있는 구리, 철, 금 퇴적물에 일반적입니다.

지하 채굴

광석 매장량이 표면 아래 깊숙이 확장되면 지하 채굴이 필요해집니다. 이 방법에는 더 깊은 퇴적물에 안전하게 접근하기 위해 터널과 수갱을 개발하는 작업이 포함됩니다. 지하 채굴은 노천 채굴보다 비용이 많이 들고 복잡하지만, 폐기물 대 광석의 박리 비율로 인해 표면 채굴이 불가능할 때 유일한 옵션이 됩니다.

두 방법 중 하나를 시작하기 전에 지질학자들은 탐사 구멍을 뚫고 광체의 3차원 모델을 구축합니다. 이러한 모델은 매장지의 등급, 톤수, 기하학적 구조를 결정하며, 이 모든 사항은 매장지 채굴 여부와 방법을 결정하는 데 영향을 미칩니다.

채굴된 암석에서 분리된 광물까지

광업은 땅에서 광석만 채취합니다. 진정한 도전은 맥석이라 불리는 다량의 폐기물과 소량의 귀중한 광물이 혼합된 암석 더미가 있을 때 시작됩니다. 분리 과정은 의도적인 물리적, 화학적 단계의 순서를 따릅니다.

분쇄

첫 번째 단계는 채굴된 광석을 더 작은 조각으로 줄이는 것입니다. 1차 파쇄기는 큰 바위를 컨베이어와 2차 파쇄기로 처리할 수 있는 크기로 분해합니다. 여기서 목표는 순전히 물리적 크기를 줄이는 것입니다.

연삭

연삭 further reduces the crushed ore to a fine powder. This step is critical because it liberates the valuable mineral grains from the surrounding gangue. If the ore is not ground finely enough, the valuable minerals remain locked inside waste particles and cannot be recovered. Ball mills are the workhorses of this stage, rotating a cylindrical drum filled with steel balls that impact and abrade the ore into fine particles.

이 분쇄 단계의 효율성은 사용되는 장비와 분쇄 매체에 따라 크게 달라집니다. 공장 내부에서 일어나는 일을 내부적으로 살펴보려면 다음 내용을 읽어보세요. 올바른 볼밀 라이너를 선택하는 방법 내부 구성 요소가 연삭 성능에 어떤 영향을 미치는지 이해합니다.

집중과 분리

광석이 분쇄되면 거품 부유선광, 중력 분리 또는 자기 분리와 같은 방법을 사용하여 유리된 광물 입자가 맥석에서 분리됩니다. 거품 부유선광은 황화물 광석에 가장 널리 사용되는 방법입니다. 이는 귀중한 광물 입자를 소수성(발수성)으로 만드는 화학 물질을 추가한 다음 슬러리를 통해 공기를 버블링하는 방식으로 작동합니다. 귀중한 미네랄이 거품에 달라붙어 거품이 되어 표면으로 올라오고, 거품을 걷어내고 수집합니다. 폐기물 맥석은 슬러리에 남아 광미로 폐기됩니다.

광물 분리에서 분쇄 매체가 중요한 이유

분쇄 단계는 광물의 물리적 분리가 시작되는 곳이며, 분쇄 매체의 품질은 이 분리가 얼마나 잘 작동하는지 직접적인 영향을 미칩니다. 볼밀의 그라인딩 볼은 충격, 압축, 마모라는 세 가지 기능을 수행합니다. 볼은 광석을 깨뜨릴 만큼 단단해야 하고, 스스로 부서지지 않을 만큼 튼튼해야 하며, 시간이 지나도 일관된 분쇄 성능을 유지할 수 있을 만큼 균일해야 합니다.

다양한 광석 유형에는 다양한 분쇄 매체 특성이 필요합니다. 단단한 연마성 광석의 경우, 고 크롬 합금 연삭 볼 탁월한 내마모성과 긴 서비스 수명을 제공하여 미디어 보충 빈도를 줄입니다. 높은 경도로 인해 미세한 입자 크기가 요구되는 최종 분쇄 단계에서 특히 효과적입니다.

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더 큰 밀 직경이나 더 높은 충격력을 포함하는 응용 분야의 경우, 더 거친 작업을 위한 단조 연삭 볼 우수한 인성과 파손에 대한 저항성을 제공합니다. 단조 볼은 가열된 강철을 망치질하거나 압착하여 제조되며, 이는 입자 구조를 정렬하고 균열 없이 반복적인 고에너지 충격을 견딜 수 있는 탄력성을 제공합니다.

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주조 공과 단조 공 사이의 선택은 임의적이지 않습니다. 이는 밀의 특정 조건, 광석 경도 및 목표 입자 크기에 따라 달라집니다. 이러한 차이점이 궁금하다면 이 기사에서 설명합니다. 주조강구와 단조강구의 차이점 실용적인 측면에서.

올바른 분쇄 매체를 선택하는 것은 분쇄 효율성뿐만 아니라 에너지 소비 및 전체 운영 비용에도 영향을 미치는 기술적 결정입니다. 너무 빨리 마모되는 볼은 미디어 교체 비용을 증가시키는 반면, 부서지는 볼은 에너지를 낭비하고 연삭 효율성을 감소시킵니다. 이러한 이유로 공장 운영자는 특정 광석 유형에 대한 매체를 선택하기 전에 볼 경도, 충격 인성 및 마모율을 평가합니다.

일반적인 혼란이 명확해졌습니다

마무리하려면, 학생들이 이 주제를 공부할 때 자주 발생하는 몇 가지 혼란스러운 점을 정리하는 것이 좋습니다.

광석과 광물은 같은 것입니까?

아니요. 광물은 정의된 화학적 조성과 결정 구조를 지닌 자연적으로 발생하는 무기 물질입니다. 광석은 수익성 있게 추출할 수 있는 귀중한 성분을 함유한 암석이나 광물입니다. 모든 광석에는 미네랄이 포함되어 있지만 모든 미네랄이 광석인 것은 아닙니다. 석영은 광물이지만, 석영에 채굴 가치가 있을 만큼 충분한 금이나 기타 귀중한 금속이 포함되어 있는 경우에만 광석이 됩니다.

왜 일부 광물은 광상에서 채굴되지 않습니까?

일부 미네랄, 특히 물에 쉽게 용해되는 미네랄은 용액에서 직접 추출됩니다. 예를 들어, 소금과 탄산칼슘은 바닷물이나 염분 호수에서 침전될 수 있습니다. 지열수는 또한 전통적인 채굴이 아닌 펌핑을 통해 회수되는 용해된 금속을 운반할 수 있습니다. 이들은 여전히 ​​광물 자원으로 간주되지만 암석을 파는 전통적인 의미로 채굴되지는 않습니다.

산업용 광물은 광석으로 간주됩니까?

예. 암염(소금), 석고, 점토, 방해석과 같은 산업용 광물은 광상에서 채굴됩니다. 금이나 구리만큼의 화려함은 부족하지만, 경제적으로 가치가 있고 채굴 및 판매가 가능해 이익을 얻을 수 있어 광석의 정의를 충족합니다. 금속 광석에 적용되는 동일한 지질학적 원리가 이러한 벌크 상품에도 적용됩니다.

광물은 일반적으로 광상에서 채굴된 후 분리된다는 점을 이해하면 광물 생산의 전체 사슬이 명확해집니다. 지하 깊은 곳에 광상이 형성되는 것부터 제련 준비가 된 최종 농축 제품까지 모든 단계는 지질학, 공학 및 처리 장비의 신중한 선택에 따라 달라집니다. 다음에 볼 밀이 작동하는 것을 보거나 분쇄 매체에 대해 읽으면 해당 장비가 존재하는 이유를 정확히 알게 될 것입니다. 이는 땅에 있는 암석과 손에 있는 순수한 금속 사이의 다리입니다.