철광석 채굴

철광석 채광

철광석은 금속성 철을 경제적으로 추출하는 광물 및 암석의 일종입니다. 이 광석은 일반적으로 산화철이 풍부하고 짙은 회색, 밝은 노란색 및 짙은 자주색에서 녹슨 빨간색까지 색상이 다양합니다. 철 자체는 일반적으로 자철광(Fe3O4), 적철광(Fe2O3), 침철광(FeO(OH)), 갈철광(FeO(OH)·n(H2O)) 또는 철석(FeCO3)의 형태로 발견됩니다.

채굴 과정은 철광석을 추출하여 철광석 매장지를 발견하고 마지막으로 토지를 자연 상태로 되돌리는 과정으로 구성됩니다. 여러 단계로 구성되어 있습니다. 첫 번째는 광석의 범위, 위치 및 가치를 찾아 정의하기 위해 탐사 또는 탐사를 통해 수행되는 철광석 매장지의 발견입니다. 이는 예금의 크기와 등급에 대한 수학적 자원 추정으로 이어집니다. 탐사 및 평가는 지질학, 지구물리학 및 야금학 기술의 범위를 사용하여 광체의 식별 및 정량화로 구성됩니다. 가장 단순한 형태의 탐사는 외딴 지역에서 샘플 지역으로 드릴링하는 것을 포함합니다. 탐사 활동의 데이터는 종종 모델을 사용하여 기록, 매핑, 분석 및 해석됩니다.

광체를 평가한 후 채굴을 위한 세부 계획을 수립합니다. 이 세부 계획은 필요한 철광석 제품을 적절한 비용으로 제공하기 위해 어떤 광석 시체를 채굴해야 하는지, 어떤 순서로 채굴해야 하는지 식별합니다. 광산 계획 프로세스는 광산 개발이 시작되기 전의 중요한 단계이며 광산이 가동되면 매일 계속됩니다.

한 지역 내의 철광석 매장지에 접근하려면 관심 대상이 아닌 폐기물(과부하 물질이라고도 함)을 통해 채굴하거나 제거해야 하는 경우가 많습니다. 광석과 폐기물의 전체 이동은 채굴 과정을 구성합니다. 종종 광석 매장지의 특성과 위치에 따라 광산 수명 동안 광석보다 더 많은 폐기물이 채굴됩니다. 과도한 하중을 제거하고 배치하는 것은 채광 작업의 주요 비용입니다.

채굴 기술

채광 기술은 일반적으로 굴착 방법에 따라 두 가지 유형으로 구성됩니다. 이들은 표면 채굴과 지하 채굴(지하 채굴)입니다. 철광석은 거의 독점적으로 지표 작업에 의해 채굴됩니다. 철광석 채광에 사용되는 가장 대표적인 지표 채광 방식은 노천광 채굴 방식과 노천 채굴 방식이다. 그러나 몇몇 지하 철광석 광산도 전 세계적으로 운영되고 있습니다. 지표 채광 또는 지하 채광을 사용하는 결정은 광석체와 지표면의 근접성에 따라 결정됩니다. 노천광과 노천 채굴은 광석 추출에 가장 비용이 많이 드는 기술입니다. 초과 하중 및 박리 비율은 광상이 채굴되어야 하는지 여부를 결정하는 데 중요합니다. 스트리핑 비율은 채굴된 조광석의 각 단위에 대해 제거해야 하는 초과 부담의 단위를 나타냅니다. 전형적인 노천 철광석 광산은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 전형적인 노천 철광석 광산

채굴 방법에 따라 철광석 채굴은 크게 수동 채굴과 기계 채굴의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 대형 철광석 광산은 기계화 광산이며 소규모 광산은 수동 채굴 방식을 사용합니다.

수동 채굴 방법은 일반적으로 부유 광석으로 제한됩니다. 암초 광석의 채광도 소규모로 수동으로 이루어지고 있습니다. 플로트 광석 영역은 픽, 크로우 바 및 스페이드로 수동으로 파낸 다음 재료를 수동으로 선별하여 + 10mm 플로트 광석을 분리한 다음 쌓습니다. 폐기물은 구덩이에 다시 버려집니다. 암초 광석의 경우 휴대용 압축기로 작동되는 휴대용 착암기로 깊이 0.6m, 직경 30-40mm의 구멍을 뚫습니다. 이 구멍은 약 0.6m의 간격을 가지며 각 구멍에는 150-200g의 화약 또는 젤라틴 카트리지가 충전됩니다. 블라스트된 부서진 광석은 수동으로 선별되어 발송을 위해 덤퍼에 적재됩니다.

대규모 철광석 광산의 대부분은 기계화 광산입니다. 이 채광에서는 표면 퇴적물에서 철광석을 추출하기 위해 수행됩니다. 이 광산에서는 모든 작업이 기계화되고 채광은 천공 및 발파에 의한 벤치의 체계적인 형성을 통해 변함없이 이루어집니다.

채굴 프로세스

재료의 회수는 땅의 노천 구덩이에서 이루어집니다. 표면 식생, 토양 및 암석 물질로 구성된 과부하를 제거(제거)하여 매장된 광상 퇴적물에 도달합니다. 광산의 수명이 다하는 동안 과도한 하중이 지속적으로 제거되는데, 구덩이를 더 깊게 만들기 위해 높은 벽을 잘라낼 때입니다. 채광 과정에서 광석을 파쇄 공장으로 시추, 발파 및 운반할 목적으로 광석 벤치가 개발됩니다. 벤치의 높이는 출력 요구 사항, 모양, 광석의 크기 및 깊이, 광석이 겪는 지질학적 교란, 광석의 경도 및 조밀도, 배치된 유형 및 크기와 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 면의 길이는 퇴적물의 윤곽, 필요한 산출량, 등급의 변화, 혼합 요구 사항 및 적재 기계의 용량 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 작업대의 너비는 크기에 따라 크게 좌우됩니다. 배치된 가장 큰 기계 중

철광석 생산을 위해 노천광 채광 작업대에서 드릴링이 수행되며 각 채광 방법에 맞는 기계화 드릴이 사용됩니다. 시추 작업의 주요 목적은 발파 활동을 위해 화약을 배치하기 위해 암석에 적절한 직경, 깊이 및 방향의 구멍을 만드는 것입니다. 구멍의 드릴링은 일반적으로 벤치 높이, 구멍의 직경, 배치된 드릴링 기계, 암석의 특성 및 사용된 폭발물의 유형에 따라 특정 패턴으로 수행됩니다. 발파 구멍은 일반적으로 수직이지만 더 나은 발파 결과를 얻기 위해 기울어질 수 있습니다.

발파의 목적은 광석을 부수는 것뿐만 아니라 추출을 위해 광석 몸체를 내세우는 것입니다. 광산에서 사용되는 폭발물의 주요 요구 사항은 외부 산소 공급 없이 완전한 연소를 달성하는 능력입니다. 초기 발파 시 사용되는 폭발물은 주로 니토글리세린, 탄소질 물질 및 산화제이다. 때때로 유제 또는 젤 폭발 카트리지가 폭발 물질로 사용됩니다. 그러나 오늘날 가장 많이 사용되는 폭발물은 질산암모늄과 연료유(ANFO)의 혼합물입니다. 폭발물은 고폭탄 발파 캡 및/또는 프라이머로 폭발합니다. 요즘은 노넬이 기폭제로 사용됩니다. 노넬은 폭발을 시작하도록 설계된 충격관 기폭 장치입니다. 전선 대신 속이 빈 플라스틱 튜브가 기폭 장치에 발사 충격을 전달하여 기폭 장치가 누설 전류와 관련된 대부분의 위험에 면역되도록 합니다. 이것은 가장 안쪽 벽에 반응성 폭발 화합물로 코팅된 작은 직경의 3층 플라스틱 튜브로 구성되어 있으며, 점화될 때 먼지 폭발과 유사한 저에너지 신호를 전파합니다. 반응은 튜브 외부의 방해를 최소화하면서 튜브 길이를 따라 약 2,000m/초로 이동합니다. 노넬 기폭장치의 설계는 쿠션 디스크(CD) 및 지연 점화 버퍼(DIB)를 포함한 특허 기술을 통합하여 모든 발파 응용 분야에서 신뢰성과 정확성을 제공합니다.

노천광 채굴을 위한 지역은 채굴 계획을 사용하여 선택됩니다. 그런 다음 식별된 영역에 태그가 지정됩니다. 광석은 계단이나 벤치를 따라 점진적으로 추출하여 큰 노천 구덩이에서 채굴됩니다. 벤치는 상위 레벨이 제거됨에 따라 점진적으로 더 깊은 광석에 대한 접근을 제공합니다. 토양과 그 위에 있는 암석을 제거한 후 광석을 뚫고 발파합니다. 제거할 광석 몸체 부분은 먼저 적절한 패턴의 굴착 장치를 사용하여 드릴링됩니다. 그런 다음 뚫린 구멍에 폭발성 혼합물이 장전되고 장입되고 발파됩니다. 결과 폭발은 굴착에 필요한 크기로 재료를 부수었습니다.

발파 후 부서진 광석은 삽, 굴착기 또는 프런트 엔드 로더를 통해 대형 덤프 트럭으로 운반되어 분쇄 및 세척 공장으로 운송됩니다. 광산 운송 도로를 유지함으로써 운송이 용이합니다. 육상 벨트 컨베이어는 피트와 파쇄 플랜트 사이, 파쇄 플랜트와 적재 장소 사이의 거리가 먼 곳에서 광석 재료를 운송하는 데 사용됩니다. 드릴링, 발파 및 광석 제거에 의해 생성된 지면의 넓은 구멍을 '노천 구덩이'라고 합니다.

광석 파쇄 및 세척

분쇄 및 세척 공장에서 광석 가공이 수행됩니다. 광석 가공은 단순한 분쇄 및 선별 및 다양한 크기의 광석 분리부터 철광석 제품의 품질을 향상시키거나 업그레이드하는 공정에 이르기까지 다양합니다. 이것은 입자 밀도 또는 크기 중력 또는 크기 분리의 차이에 의해 불순물을 제거하는 물리적 프로세스에 의해 수행됩니다. 가공은 젖거나 건조할 수 있습니다. 추가 광석 처리, 세척 및 선별 작업은 분쇄 및 세척 공장에서 기계화됩니다.

처리된 광석은 재생되기 전에 제품 품질 요구 사항을 충족하기 위해 비축 및 혼합되어 철도 마차 또는 덤퍼에 적재되어 고객에게 발송됩니다.

환경 문제

노천광 채굴의 결과로 발생하는 폐기물에는 과부하, 폐석, 부유 물질 및 용해 물질이 포함된 광산수가 포함됩니다. 기타 폐기물에는 추출하는 동안 유출된 소량의 오일과 그리스가 포함될 수 있습니다. 광산 물에는 광석 자체에서 발견되는 것과 유사한 용해되거나 현탁된 성분이 포함되어 있습니다. 여기에는 미량의 알루미늄, 안티몬, 비소, 베릴륨, 카드뮴, 크롬, 구리 망간, 니켈, 셀레늄, 은, 황, 티타늄 및 아연 등이 포함될 수 있습니다.