鉄鉱石の採掘

鉄鉱石の採掘

鉄鉱石は、金属鉄を経済的に抽出する鉱物や岩石の一種です。この鉱石は通常、酸化鉄が豊富で、色は濃い灰色、明るい黄色、濃い紫色からさびた赤色までさまざまです。鉄自体は通常、マグネタイト（Fe3O4）、ヘマタイト（Fe2O3）、ゲータイト（FeO（OH））、リモナイト（FeO（OH）.n（H2O））または菱鉄鉱（FeCO3）の形で見られます。

採掘のプロセスは、鉄鉱石の抽出による鉄鉱石鉱床の発見と、最終的には土地を自然な状態に戻すことから成ります。これは、いくつかの異なるステップで構成されています。 1つ目は、鉄鉱石鉱床の発見です。これは、鉱体の範囲、場所、価値を見つけて定義するために、探査または探査を通じて実行されます。これにより、デポジットのサイズとグレードを数学的リソースで見積もることができます。探査と評価は、さまざまな地質学的、地球物理学的、および冶金学的手法を使用した鉱体の識別と定量化で構成されます。最も単純な形式では、探索には、遠隔地からサンプル領域への掘削が含まれます。探査活動からのデータは、モデルを使用してログに記録され、マッピングされ、分析され、解釈されることがよくあります。

鉱体が評価された後、採掘のための詳細な計画が作成されます。この詳細な計画では、必要な鉄鉱石製品を適切なコストで提供するために、どの鉱体をどの順序で採掘するかを特定します。鉱山計画のプロセスは、鉱山開発を開始する前の重要なステップであり、鉱山が稼働すると毎日継続します。

エリア内の鉄鉱石鉱床にアクセスするには、多くの場合、関心のない廃棄物（表土とも呼ばれます）を採掘または除去する必要があります。鉱石と廃棄物の全体的な動きが採掘プロセスを構成します。鉱床の性質と場所によっては、鉱山の存続期間中に鉱石よりも多くの廃棄物が採掘されることがよくあります。表土の除去と配置は、採掘作業の主要なコストです。

マイニングテクニック

採掘技術は通常、発掘方法に基づいて2つのタイプで構成されます。これらは露天掘りと地下採掘（地下採掘）です。鉄鉱石は、ほとんどが地表操作によって採掘されます。鉄鉱石の採掘に使用される最も一般的な露天採掘方法は、露天掘り採掘法と露天掘り採掘法です。しかし、いくつかの地下鉄鉱石鉱山も世界中で操業しています。露天掘りまたは地​​下採掘を採用するかどうかの決定は、鉱体が地表に近接しているかどうかに依存します。露天掘りと露天掘りは、鉱石抽出のための最も安価な技術です。表土とストリッピングの比率は、鉱床を採掘するかどうかを決定する上で重要です。ストリッピング比は、採掘された原油の単位ごとに除去しなければならない表土の単位を表します。典型的な露天掘り鉄鉱石鉱山を図1に示します

図1典型的な露天掘りの鉄鉱石鉱山

鉄鉱石の採掘は、採掘方法に基づいて、手動採掘と機械式採掘の2つのカテゴリに大きく分けることができます。大きな鉄鉱石鉱山は機械化された鉱山ですが、小さな鉱山では手動の採掘方法が採用されています。

手動採掘方法は通常、フロート鉱石に限定されています。珊瑚礁鉱石の採掘も小規模で手作業で行われています。フロート鉱石エリアは、ピック、バール、スペードを使用して手動で掘り起こし、次に材料を手動で選別して+ 10 mmのフロート鉱石を分離し、積み重ねます。廃棄物はピットに戻されます。サンゴ礁の鉱石については、深さ0.6 m、直径30〜40 mmの穴を、ポータブルコンプレッサーで操作する手持ち式削岩機で掘削します。これらの穴の間隔は約0.6mで、各穴には150〜200グラムの火薬またはゼラチンカートリッジが充填されています。爆破された壊れた鉱石は手動で選別され、積み重ねられてダンパーに積み込まれ、発送されます。

大型の鉄鉱石鉱山のほとんどは機械化された鉱山です。これらの採掘では、表面の堆積物から鉄鉱石を抽出するために行われます。これらの鉱山では、すべての操作が機械化されており、掘削と発破によるベンチの体系的な形成を通じて、常に採掘が行われます。

マイニングプロセス

材料の回収は、地面のオープンピットから行われます。地表植生、土壌、岩石材料からなる表土は、埋められた鉱床に到達するために除去（除去）されます。表土は、ピットの深化を可能にするために高い壁が切り取られているため、鉱山の存続期間中継続的に除去されます。採掘の過程で、鉱石の掘削、発破、破砕プラントへの運搬を目的として、鉱石ベンチが開発されます。ベンチの高さは、出力要件、鉱体の形状、サイズと発生の深さ、鉱体が被る地質学的障害、鉱体の硬度とコンパクトさ、鉱体のタイプとサイズなどのいくつかの要因に依存します。採掘作業など。面の長さは、鉱床の輪郭、必要な産出量、グレードの変動、混合要件、積込機械の容量など、さまざまな要因に依存します。ベンチの幅は、サイズによって大きく左右されます。配備された最大の機械の

露天掘りのベンチでの掘削は、各採掘方法に固有の機械化されたドリルを使用して鉄鉱石を生産するために行われます。掘削作業の主な目的は、爆破活動のために配置される爆発物のために、岩石に適切な直径、深さ、および方向の穴を作成することです。穴の掘削は通常、ベンチの高さ、穴の直径、配備された掘削機械、岩の性質、使用される爆薬の種類に応じて、特定のパターンで行われます。発破孔は通常垂直ですが、より良い発破結果を得るために傾斜させることができます。

発破の目的は、採掘のために鉱体を堆積させることと、鉱石を砕くことです。鉱山で使用される爆発物の主な要件は、外部の酸素供給なしで完全な燃焼を達成する能力です。初期の爆破時に使用された爆発物は、主にニトログリセリン、炭素質材料、および酸化剤です。エマルジョンまたはゲル爆薬カートリッジが爆発物として使用されることがあります。しかし、最近使用される最も一般的な爆発物は、硝酸アンモニウムと燃料油（ANFO）の混合物です。爆発物は、高爆発性の爆破キャップおよび/またはプライマーによって爆発します。現在、起爆装置としてノネルが使用されています。 Nonelは、爆発を開始するように設計された衝撃波管起爆装置です。電線の代わりに、中空のプラスチックチューブが起爆装置に発火インパルスを送り、漂遊電流に関連するほとんどの危険の影響を受けないようにします。これは、最も内側の壁に反応性爆発性化合物でコーティングされた小径の3層プラスチック管で構成されており、発火すると、粉塵爆発と同様に低エネルギー信号を伝播します。反応は、チューブの長さに沿って約2,000 m /秒で進行し、チューブの外側での乱れは最小限に抑えられます。ノネル起爆装置の設計には、クッションディスク（CD）や遅延点火バッファー（DIB）などの特許技術が組み込まれており、すべての発破アプリケーションで信頼性と精度を提供します

露天掘りの採掘エリアは、採掘計画を使用して選択されます。次に、識別された領域にタグが付けられます。鉱石は、階段またはベンチに沿って漸進的に抽出することにより、大きなオープンピットから採掘されます。ベンチは、上位レベルが削除されるにつれて、徐々に深くなる鉱石へのアクセスを提供します。土とその上にある岩石が取り除かれた後、鉱石は掘削され、爆破されます。除去される鉱体の部分は、最初に適切なパターンのリグを使用して掘削されます。次に、掘削された穴に爆発性混合物が装填され、充填され、爆破されます。結果として生じる爆風は、材料を掘削に必要なサイズに破壊します。

発破後、破砕された鉱石は、ショベル、掘削機、またはフロントエンドローダーによって大型ダンプトラックに積み込まれ、破砕および洗浄プラントに運ばれます。鉱山運搬道路を維持することにより、輸送が容易になります。陸上ベルトコンベヤーは、ピットと破砕プラントの間、および破砕プラントと積込場所の間の距離が長い鉱石材料を輸送するために使用されます。掘削、発破、鉱石の除去によって作成された地面の広い穴は、「オープンピット」と呼ばれます。

鉱石の破砕と洗浄

粉砕および洗浄プラントでは、鉱石の処理が行われます。鉱石の処理は、鉱石のさまざまなサイズの部分を単純に粉砕およびスクリーニングおよび分離することから、鉄鉱石製品の品質を向上または向上させるプロセスにまで及びます。これは、粒子密度またはサイズ重力またはサイズ分離の違いによって不純物を除去する物理的プロセスによって行われます。処理はウェットまたはドライの場合があります。さらなる鉱石の取り扱い、洗浄、およびスクリーニング操作は、破砕および洗浄プラントで機械化されています。

処理された鉱石は、製品の品質要件を満たすために備蓄およびブレンドされてから、再生され、顧客に発送するために鉄道ワゴンまたはダンパーに積み込まれます。

環境問題

露天掘り採掘の結果として発生する廃棄物には、表土、廃石、および浮遊物質と溶解物質を含む鉱山水が含まれます。その他の廃棄物には、抽出中にこぼれた少量のオイルやグリースが含まれる場合があります。鉱山の水には、鉱体自体に見られるものと同様の溶解または懸濁成分が含まれています。これらには、微量のアルミニウム、アンチモン、ヒ素、ベリリウム、カドミウム、クロム、銅マンガン、ニッケル、セレン、銀、硫黄、チタン、亜鉛などが含まれる場合があります。