산업용 광물 채굴 및 선광

리튬은 두 가지 유형의 매장층, 즉 살라르라고 하는 리튬이 풍부한 염수(용해된 염화 리튬) 또는 경암 화강암 페그마타이트 매장층(리튬 광물, 스포듀민, 페탈라이트 및 레피돌라이트)에서 생산됩니다. 

추출은 화학 집약적이고 매우 느리며 대량의 폐기물을 생성하기 때문에 파쇄, 분쇄, 농축, 열처리(경암 매장층) 또는 증발 및 탄산리튬(염수) 생산을 모니터링하면 분리 및 농축 공정의 효율성이 향상됩니다. 

Malvern Panalytical은 채광 계획 및 새로운 리튬 매장층의 정의에 대한 빠른 피드백을 보장하기 위해 현장에서 광물을 신속하고 비파괴 방식으로 분석할 수 있는 지질학자용 이동식 근적외선(NIR) 솔루션을 제공합니다. 레이저 회절 솔루션은 리튬 생산의 모든 단계에서 습식 및 건식 분산의 입자 크기 분포를 지속적으로 제어할 수 있습니다. 

산업용 X선 회절분석기(XRD)는 열처리(α,β-스포듀민) 전후의 리튬 광석, 농축물 및 제품의 광물 조성을 모니터링하는 데 선호되는 도구이며 염수 처리 중 다양한 증발 단계를 분석하는 데에도 사용됩니다.

지난 수년 동안 새로운 채광 현장과 잠재적 우라늄 매장지의 탐사가 증가했습니다. 이에 따라 현장의 광물에 대한 신속하고 비파괴적인 이동식 분석은 지질학자들에게 중요한 부분이 되었습니다. 우라늄 탐사의 핵심은 광물화된 영역을 따라 점토(카올리나이트, 일라이트, 디카이트, 클로라이트)와 같은 변형 미네랄을 식별하는 것입니다. Malvern Panalytical은 현장에서 직접 광물 특성(NIR 기반) 및 광물 조성(XRF 기반)을 측정할 수 있는 빠르고 실용적인 솔루션을 제공하여 새로운 우라늄 매장지의 우선순위 탐사 목표를 보다 효과적으로 개선할 수 있습니다. 

보다 상세한 실험실 분석의 경우, X선 회절(XRD)은 광물학을 분석하고 우라늄 광석의 가공성을 예측하는 데 필수적인 방법입니다. 샘플 처리량이 많은 까다로운 채광 환경에서 X선 형광 솔루션은 탁월한 유연성, 분석 성능, 안정성은 원소 조성을 정량화하는 핵심 기능을 제공합니다. 

우라늄의 현장 침출(ISL)은 귀액을 용해하고 금속이 회수되는 표면으로 펌핑하여 광석에서 금속을 회수합니다. 작업자는 실시간 원소 분석을 통해 산 소비를 제어 및 조정하고 최소한의 에너지 비용으로 추가 용매 추출(SX)에 필요한 일정한 우라늄 유속을 보장할 수 있습니다. 또한 지속 가능한 방식으로 채광하려면 폐수 흐름을 지속적으로 모니터링해야 합니다. 특히 원격 위치에서 작업 라인 중 모니터링을 통해 국제 규범 및 규정에 따라 정기적 및 자율적으로 분석하여 법 및 규정 미준수로 인한 불이익을 피할 수 있습니다.

인산염은 대규모 퇴적물에 존재하는 인산염 암석 또는 화성 암석과 변성 암석에서 아파타이트 광물 형태로 발견됩니다. 인산염은 일반적으로 인산과 과인산 중간체를 통해 가공되어 인산암모늄 비료와 원소 상태의 인을 만듭니다. Fe2O3, Al2O3, SiO2의 존재는 인산염을 과인산으로 변환하는 데 영향을 미치기 때문에 모니터링이 필요합니다. 

실험실 솔루션은 최적의 회수율과 아파타이트 농도 품질 향상을 보장합니다. 특히 광석 품질이 불균일하지 않은 광산에서는 원소 및 인산염 조성을 자주 모니터링하는 것이 중요합니다. 모니터링을 통해 유용성이 떨어지는 암석의 비효율적인 채굴을 방지할 수 있기 때문입니다. 한편 인산염 생산 업체는 회수율을 높이고 제품 품질을 향상하기 위해 아파타이트의 선광 과정을 정밀하게 제어하기를 원합니다. 

농도 및 광미를 자주 분석하면 이러한 제어가 가능합니다. X선 회절(XRD) 및 X선 형광(XRF)을 선택할 수 있으며, 이를 자동화하여 비교적 짧은 시간 내에 정량적 원소 및 정성적 광물 데이터를 제공할 수 있습니다.

중광물 모래는 티타늄, 지르코늄, 토륨, 희토류 원소의 중요한 원천인 광석 매장층의 한 종류입니다. 종종 X선 형광(XRF) 또는 습식 화학 물질은 금속 공학자가 광물 처리 성능을 추정하기 위해 원소 정보를 얻는 데 사용됩니다. 농축 및 환원 효율은 일메나이트 FeTiO₃, 마그네타이트 Fe₃O₄, 히머테이트 Fe₂O₃, 루틸 TiO₂, 아나타제 TiO₂, 지르콘 ZrSiO₄, 모나자이트(Ce, REE) PO₄와 같은 다양한 티타늄 및 철 상의 함량에 따라 달라지기 때문에 산화 단계가 다양한 산화 티타늄의 경우 상에 대한 빠르고 직접적인 분석이 필요합니다. X선 회절(XRD)은 중광물 모래에 존재하는 광물 상을 쉽게 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 

지난 10년 동안 XRD는 다양한 응용 분야와 분석의 속도, 정확성, 유연성의 개선으로 인해 광물 산업에서 표준 도구로 자리 잡았습니다. 안료는 TIO₂로 만든 다양한 제품 중 하나입니다. 티타늄 안료 입자의 크기는 현탁액의 불투명도, 색깔, 광택, 점도, 침전 속도에 영향을 미치기 때문에 입자 크기 분포(PSD)는 이산화 티타늄의 가장 중요한 요소입니다. 레이저 회절은 습식 및 건식 시료 분산에 대해 넓은 동적 범위, 1마이크로 미만의 성능, 유연한 옵션으로 인한 이산화 티타늄 분석에 광범위하게 사용되는 기법입니다.

지난 20년 동안 희토류 금속을 필요로 하는 여러 품목에 대한 수요가 대폭 증가했습니다. 희토류 탐사 및 신규 REE 매장지의 채광에는 채광 계획 및 광석 선광 과정에서 보다 정확하고 빈번한 모니터링이 필요합니다. Malvern Panalytical은 다음과 같은 솔루션을 제공합니다. 

• 지질학자들이 현장에서 새로운 잠재적 REE 매장층의 지질학적 영역을 직접 식별할 수 있도록 지원 
• 컨베이어 벨트의 REE 모니터링을 통해 다양한 등급의 광석 굽힘 최적화 
• 원소 조성 및 바스트네사이트, 싱크사이트, 모나자이트, 제노타임, 플로렌사이트, 유디아라이트, 캐터플레이아이트, 에스키나이트 또는 사마스카이트 등의 광물을 함유한 REE 모니터링 

광물 및 원소 조성에 대한 지식은 광석 등급의 효율적인 특성화에 반드시 필요하며 다양한 공정 단계에서 광석의 거동을 정의합니다. 광물적 특성을 자주 모니터링하면 시약 비용을 절감하고 원광석 피드에서 광석을 효율적으로 농축할 수 있습니다.

흔히 사용되는 토양 비료인 칼륨은 식용 작물의 수분 보유, 영양가, 질병 저항성을 개선하기 때문에 현대 농업에 중요합니다. 대부분의 산업용 칼륨은 실바이트 매장지에서 추출됩니다. 칼륨 광석은 일반적으로 실바이트(KCl)와 할라이트(NaCl)가 풍부합니다. 칼륨 생산에 사용되는 주요 칼륨 함유 미네랄인 카날라이트(KCl MgCl2 6H2O)는 할라이트 주변에서 발견됩니다. 매장층에 할라이트가 존재하는 경우 실바이트의 경제적 이익이 감소하고 칼륨 정제 과정에서 어려움이 야기될 수 있습니다. 따라서 공정 효율을 향상하려면 할라이트 함량을 파악하고 카르날라이트와 괴저 광물을 구별해야 합니다. 할라이트에서 카르날라이트를 분리하는 용해는 시간과 비용이 많이 소요됩니다. 

Malvern Panalytical은 광물 분리 효율을 예측할 수 있는 실험실 내 분석 솔루션뿐 아니라 원격 감지 또는 현장 칼륨 탐사를 위한 솔루션을 제공합니다. 이를 통해 광산 및 칼륨 광석 분리 시 신속한 피드백 루프를 지원하며 칼륨 업체의 경쟁력과 제조 효율을 보장합니다.

석회암은 다양한 응용 분야에서 원료로 사용되는 CaCO3의 주요 공급원입니다. 석회암은 시멘트의 주요 성분으로 제강 첨가제로 사용되며, 정제를 거치면 칼슘이 풍부한 동물 사료 또는 제약 필러의 보충제로 사용될 수도 있습니다. 석회암의 등급 및 용도는 주요 화합물 간의 비율뿐 아니라 MNO, P2O5 및 Pb와 같은 다른 소량 및 미량 화합물의 존재에 따라 결정됩니다. 

석회암은 수천 년 동안 발굴되어 사용되어 왔지만 채광 업체들은 현행 환경 법령에 따라 기존 채석장의 일부를 지속적으로 발굴해야 하며 특히 '주변 물질'을 처리해야 합니다. 이러한 물질의 조성은 일관성이 더 떨어지기 때문에 정확한 등급 모니터링을 자주 실시해야 합니다. Malvern Panalytical의 이동식 X선 형광 분석기(XRF)는 차량 뒷면에 장착할 수 있으며 채석장에서 직접 석회암을 분석할 수 있어 굴착하기에 가장 적합한 장소를 쉽게 결정할 수 있습니다. 컨베이어 벨트에 부착한 후에는 안전한 중성자 기술을 기반으로 한 작업 라인 중 원소 분석기를 사용하여 석회암의 품질과 등급을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 실시간 근적외선(NIR) 광물 모니터링과 결합하면 공정 매개변수, 점토를 포함한 원소 및 광물 함량에 대한 정보를 제공하여 최적의 분류와 혼합을 보장할 수 있습니다.