铁矿石开采

铁矿石开采

铁矿石是一种矿物和岩石，可从中经济地提取金属铁。这种矿石通常富含铁氧化物，颜色从深灰色、亮黄色、深紫色到锈红色不等。铁本身通常以磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、针铁矿(FeO(OH))、褐铁矿(FeO(OH).n(H2O))或菱铁矿(FeCO3)的形式存在。

采矿过程包括通过提取铁矿石发现铁矿床，最后将土地恢复到自然状态。它由几个不同的步骤组成。首先是发现铁矿床，通过探矿或勘探来发现并确定矿体的范围、位置和价值。这导致对矿床规模和品位的数学资源估计。勘探和评估包括使用一系列地质、地球物理和冶金技术对矿体进行识别和量化。在其最简单的形式中，勘探包括在偏远地区钻探到取样区域。勘探活动的数据经常使用模型进行记录、映射、分析和解释。

在对矿体进行评估后，制定了详细的采矿计划。该详细计划确定了将开采哪些矿体以及以何种顺序开采，以便以适当的成本交付所需的铁矿石产品。矿山规划过程是矿山开发开始前的重要一步，一旦矿山投入运营，它就会每天持续进行。

为了进入某个区域内的铁矿床，通常需要挖掘或清除不感兴趣的废料（也称为覆盖层）。矿石和废料的总运动构成了采矿过程。取决于矿床的性质和位置，在矿山的生命周期中，通常开采的废物多于矿石。去除和放置覆盖层是采矿作业中的主要成本。

采矿技术

采矿技术通常包括基于挖掘方法的两种类型。这些是露天采矿和地下采矿（地下采矿）。铁矿石几乎完全由地面作业开采。用于铁矿石开采的最主要的露天采矿方法是露天采矿法和露天采矿法。然而，一些地下铁矿也在全球范围内运营。采用露天采矿还是地下采矿的决定取决于矿体与地表的接近程度。露天开采和露天开采是最便宜的矿石开采技术。覆盖率和剥离率对于确定是否要开采矿床很重要。剥采率描述了每开采一单位原矿必须去除的覆盖层单位。典型露天铁矿如图1所示

图1 典型的露天铁矿

根据开采方式，铁矿石开采大致可分为人工开采和机械化开采两大类。大型铁矿为机械化矿山，小型矿山为人工开采。

人工开采方法通常仅限于浮法矿石。珊瑚礁矿石的开采也在小规模手动进行。浮矿区用镐、撬棒、铁锹人工挖出，然后人工筛分+10mm的浮矿，然后堆放。废物被扔回坑中。对于礁石，使用便携式压缩机操作的手持式电钻钻出 0.6 m 深和 30-40 mm 直径的孔。这些孔的间距约为0.6 m，每个孔装有150-200克火药或明胶弹药筒。爆破后的碎矿石经过人工筛选、堆放后装入翻斗车进行调度。

大型铁矿多为机械化矿山。在这些采矿中，从地表矿床中提取铁矿石。在这些矿山中，所有作业都实现了机械化，采矿总是通过钻孔和爆破系统地形成台阶来完成。

挖矿过程

材料的回收是从地下的露天矿坑中进行的。由地表植被、土壤和岩石材料组成的覆盖层被移除（剥离）以到达埋藏的矿床。在矿山的生命周期内，随着高墙被削减以允许坑的加深，覆盖层不断被清除。在采矿过程中，开发了用于将矿石钻孔、爆破和将矿石拖到破碎厂的工作台。台阶的高度取决于产量要求、矿体的形状、大小和赋存深度、矿体受到的地质扰动、矿体的硬度和致密度、矿体的类型和部署规模等因素。采矿作业等。工作面的长度取决于各种因素，例如矿床轮廓、所需产量、品位变化、混合要求和装载机械的容量等。工作台的宽度在很大程度上取决于大小部署的最大机器之一。

在露天采矿的工作台上钻孔是为了生产铁矿石，使用针对每种采矿方法的机械化钻头。钻孔作业的主要目的是在岩石上开一个直径、深度和方向合适的孔，以便放置炸药进行爆破活动。钻孔通常以特定方式进行，具体方式取决于工作台高度、钻孔直径、所使用的钻孔机械、岩石性质和所用炸药的类型。爆破孔通常是垂直的，但可以倾斜以获得更好的爆破效果。

爆破的目的是为了开采和破碎矿石。矿井中使用的炸药的主要要求是能够在没有外部氧气供应的情况下实现完全燃烧。早期爆破中使用的炸药主要是硝化甘油、碳质材料和氧化剂。有时乳液或凝胶炸药筒用作爆炸材料。然而，如今，最常用的炸药是硝酸铵和燃料油 (ANFO) 的混合物。炸药由高爆爆炸帽和/或底火引爆。现在一天nonel被用作雷管。 Nonel 是设计用于引发爆炸的激波管雷管。中空塑料管代替电线，将点火脉冲传递给雷管，使其免受与杂散电流相关的大多数危害。它由一个小直径的三层塑料管组成，最内壁涂有反应性爆炸化合物，点燃时会传播低能量信号，类似于粉尘爆炸。反应以大约 2,000 米/秒的速度沿着管子的长度进行，管外的干扰最小。 nonel 雷管的设计采用了专利技术，包括缓冲盘 (CD) 和延迟点火缓冲器 (DIB)，可在所有爆破应用中提供可靠性和准确性

使用采矿计划选择露天采矿区域。然后标记已识别的区域。矿石是通过沿着台阶或长凳逐步开采从大型露天矿坑中开采出来的。随着上层被移除，长凳提供了进入越来越深的矿石的通道。清除土壤和上覆岩石后，对矿石进行钻孔和爆破。首先通过使用适当模式的钻机对要移除的矿体部分进行钻孔。然后在钻孔中装入爆炸性混合物、充电和爆破。由此产生的爆炸将材料破碎成挖掘所需的尺寸。

爆破后，破碎的矿石由铲车、挖掘机或前端装载机装载到大型自卸卡车上，然后运至破碎和洗矿厂。通过维护矿井运输道路来促进运输。陆上带式输送机用于在矿坑和破碎厂之间以及破碎厂和装载地点之间距离较长的地方运输矿石材料。由钻孔、爆破和除矿造成的地面上的大洞被称为“露天矿坑”。

矿石的破碎和洗涤

在破碎和洗矿厂中进行矿石加工。矿石的加工范围从简单的破碎、筛选和分离矿石的各种尺寸部分到选矿或提高铁矿石产品质量的工艺。这是通过物理过程完成的，该过程通过颗粒密度或尺寸比重或尺寸分离的差异去除杂质。加工可以是湿的或干的。进一步的矿石处理、洗选和筛分作业在破碎和洗选厂实现了机械化。

加工后的矿石经过储存和混合，以满足产品质量要求，然后再回收并装载到铁路货车或自卸车中发送给客户。

环境问题

露天采矿产生的废料包括覆盖层、废石和含有悬浮固体和溶解物质的矿井水。其他废料可能包括在提取过程中溢出的少量油和油脂。矿井水含有与矿体本身相似的溶解或悬浮成分。这些可能包括微量的铝、锑、砷、铍、镉、铬、铜锰、镍、硒、银、硫、钛和锌等。