chương 2 khai thác và chế biến

 Sắt được trích xuất ra từ các quặng của nó, chủ yếu từ hêmatit Fe2O3 và magnêtit Fe3O4 bằng cách khử với cacbon trong lò luyện kim sử dụng luồng không khí nóng ở nhiệt độ khoảng 2000 °

Mining Methods

 Mining is extracting ore or minerals from the ground

 An ore is a natural material with a high concentration of

economically

valuable minerals

that can be mined for a profit

Quặng sắt ( hệ tầng sắt phân dải )

 There are two

What determines the type of

mining?

 Underground v.s Surface Mining v.s Solution

– Depth of below surface

– Size of the ore body

– Shape of the ore body

– Grade

– Type of Ore

http://www.uky.edu/KGS/coal/images/minmethd.gif

Shape of Ore Body

 Mineral deposits are on or near the surface

of the Earth and are removed.

 There are 3 types of surface mines:

1 Open-pit: removes large, near surface

deposits of minerals such as gold and copper Mined downward in layers

2 Quarries: stone, crushed rock, sand, gravel

3 Strip Mining: removing surface coal in strips

up to 50 m wide x 1 Km long

 Strip

 open pit

 quarry

versus

 Minerals are located too deep for surface mining

 Shafts and passageways are dug into the ground to reach the ores.

Type of Ore

 Is the ore mineral soluble in water?

 Can the ore be melted?

When do you use Surface Mining?

 Large tonnage

 High rates of production

 Overburden (including rock) is thin

Strip Mining of Coal

Kansas Geological Survey

Open Pit Mining

Open-pit Mining

Strip Mining

Contour Strip Mining

Mountaintop Mining

machinery used in open-pit

mining

Drilling in pit

Crushing in pit

Loading ore in pit

mining

http://www.homestead.com/theclaimpost/PlacerMiningMethods.html

http://www.uky.edu/KGS/coal/images/minmethd.gif

Underground Mining

When do we mine underground?

 The ore deposit is deep

 Ore body is steep

 Grade is high enough to cover costs

Some types of underground mining

 Room and Pillar

 Cut and Fill

 Long wall (coal)

 Shrinkage Stoping

 Block Caving

Room and Pillar

Room and pillar

Room and Pillar mining

 is commonly done in flat or gently dipping bedded ore bodies

 less ore is left behind in pillars

 the roof to collapse and fill in the stope

Cut and Fill

Cut-and-fill method

Cut and Fill mining

 is a method of short hole mining used in steeply

dipping or irregular ore zones

 The ore is mined in horizontal or slightly inclined

slices, and then filled with waste rock, sand or

tailings

 Either fill option may be consolidated with concrete,

or left unconsolidated

Long Wall

Longwall mining

coal mining where a long wall of coal is

mined in a single slice (typically 1–2 m

thick)

is being mined) is typically 3–4 km long and 250–400 m wide.

Shrinkage Stoping

Shrinkage Stoping

for steeply dipping orebodies

the exception that after being blasted, broken ore is left in the stope where it is used to

support the surrounding rock and as a platform from which to work.

allow for drilling and blasting the next slice

been blasted.

Block Caving

www.ivanhoe-mines.com/s/Mongolia_ImageGallery

Block Caving

dipping orebodies (typically low grade) with

high friability

under the orebody, with "drawbells" excavated between the top of the haulage level and the bottom of the undercut

to fall into

undercut, and the ore is removed via the

haulage access

above the first blast caves and falls into the

drawbells.

Solution mining

http://www.saltinstitute.org/images/saltdome.gif

http://web.ead.anl.gov/saltcaverns/desc/index.htm

Solution Mining

What does it entail?

 Crushing and Grinding

– Ball mill or rod mill

Refining the Ore

Iron in review

 Blast Furnace

 3CO + Fe2O3 2 Fe + 3CO2 (gas)

 4CO + Fe3O4 3Fe + 4CO2 (gas)

 Sắt được trích xuất ra từ các quặng của nó, chủ yếu

từ hêmatit (Fe2O3) và magnêtit (Fe3O4) bằng cách khử với cacbon trong lò luyện kim sử dụng luồng

không khí nóng ở nhiệt độ khoảng 2000 °C

 Trong lò luyện, quặng sắt, cacbon trong dạng than cốc, và các chất tẩy tạp chất như đá vôi được xếp ở phía trên của lò, luồng không khí nóng được đưa vào

 Chất khử tạp chất được thêm vào để khử các tạp

chất có trong quặng (chủ yếu là điôxít silic cát và các silicat khác) Các chất khử tạp chất chính là đá vôi

(cacbonat canxi) và đôlômit (cacbonat magiê) Các chất khử tạp chất khác có thể cho vào tùy theo các tạp chất có trong quặng Trong sức nóng của lò

luyện đá vôi bị chuyển thành vôi sống (CaO):

 Sau đó ôxít canxi kết hợp với điôxít silic tạo ra xỉ

 Xỉ nóng chảy trong lò luyện (điôxít silic thì không) Ở phần dưới của lò luyện, xỉ nóng chảy do nhẹ hơn nên nổi lên phía trên sắt nóng chảy Các cửa lò có thể

được mở để tháo xỉ hay sắt nóng chảy Sắt khi nguội

đi, tạo ra gang thô, còn xỉ có thể được sử dụng để

làm đường hay để cải thiện các loại đất nông nghiệp nghèo khoáng chất

Sulphide Minerals

 Are sometimes roasted (pyrit:FeS2)

– Heated in air without melting to transform

sulphides to oxides

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

2SO2 + O2 = 2SO3

SO3 + H2O = H2SO4

– Gives off H2S and SO2

– Then oxides processed like Fe

Result at Kidd Creek

Heap Leaching

 In this process, typically done for Au

 Weak solutions of NaCN (0.05%)

percolate through the material leaching

out the desired metals.

 The solutions are collected and the metals are precipitated