استخراج سطحی
روش هاي استخراج سطحی
استخراج ذخایر معدنی شامل دو گروه عمده روش هاي استخراج سطحی و استخراج زیرزمینی است.
روش هایی که محل استخراج در سطح و یا نزدیکی سطح زمین باشد، روش هاي استخراج سطحی نامیده میشوند و بر خلاف روش هاي زیرزمینی در رو شهاي استخراج سطحی، عملیات آماده سازي و استخراج ماده معدنی در فضاي باز انجام میشود و محدودیت استفاده از ماشین آلات با ظرفیت بالا وجود ندارد.
در ادامه به بررسی روشهای استخراج سطحی می پردازیم :
روش هاي استخراج مکانیکی
در این روش ها، از انرژي مکانیکی براي استخراج ماده معدنی استفاده می شود. استخراج مکانیکی معادن سطحی شامل روش هاي استخراج روباز، نواري، کواري و استخراج با اوگر است. در بین روش هاي یاد شده از نظر میزان تولید و کاربرد دو روش روباز و استخراج نواري در رتبه هاي اول و دوم قرار می گیرند. در روش هاي کواري و استخراج با اوگر، شیو ه هاي خاصی به کار می رود که درمقایسه با دو روش دیگر کاربرد آ نها محدودتر است و درصد کمتري از تولید مواد معدنی در دنیا را به خود اختصاص می دهند.
الف– استخراج روباز
در روش روباز، از سطح زمین تا دسترسی به کانسنگ، روباره برداري شده و پس از دسترسی به کانسنگ ، استخراج آن در پله ها آغاز می شود. روباره برداشته شده در مرحله آماده سازي و حاصل از مرحله استخراج، در محل انباشتگاه (دپو) تخلیه م ی شود . عملیات باطله برداري و استخراج ماده معدنی بر روي یک یا چند پله عملیاتی انجام می گیرد. پله ها را تا عمقی از معدن که استخراج مواد معدنی صرفه اقتصادي داشته باشد، طراحی و احداث می کنند. استخراج با این روش مستلزم ایجاد پل ه هایی است که در نتیجه آن گودالی به شکل مخروط ناقص معکوس (کاواك ) در زمین ایجاد می شود. شیب پله ها و شیب کاواك با توجه به ملاحظات ایمنی، ژئومکانیکی و اقتصادي تعیین میشود. در بیش از ۸۰ درصد معادن روباز براي بارگیري و حمل از شاول و کامیون استفاده شده و ماده منفجره اصلی آنفو است. در معادن روباز چند پله اي، باید به اندازه کافی جبهه کار ماده معدنی آماده سازي و باز شوند تا امکان تولید بدون وقفه و پیوسته در طول مدت بهره برداري وجود داشته باشد.
ب– استخراج نواري
روش نواري (سطح برداري) براي استخراج زغالسنگ و سایر کانسارهاي لایه اي نظیر بوکسیت، پتاس و نظایر آن ها به کارمی رود. استخراج ماده معدنی در این روش به صورت برش انجام میشود. روباره برداشت شده از هر برش در برش مجاور که قبلا استخراج شده است، ریخته می شود. عملیات بارگیري (کندن و برداشتن) و باربري به طور کلی به صورت یک فعالیت واحد و به کمک ماشین هاي بیل چرخشی و یا دراگلاین ها انجام می شود. به دلیل استفاده از بارگیري و حمل هم زمان، این روش بالاترین ظرفیت تولید را دارد و به همراه روش استخراج روباز، یک روش بزرگ مقیاس به حساب می آید.
با توجه به توپوگرافی سطح زمین این روش به دو روش مسطحاتی (اگر ماده معدنی در زیر منطقه اي با توپوگرافی هموار قرار گرفته باشد) و روش استخراج کنتوري (اگرماده معدنی در ناحیه کوهستانی واقع شده باشد) تقسیم می شود .
پ– استخراج کواري
روش استخراج کواري عمدتا براي استخراج سنگ هاي تزیینی و نما به کار م ی رود. این روش شبیه روش روباز است، با این تفاوت که بر خلاف روش روباز که هدف خرد کردن ماده معدنی است، در این روش ماده معدنی به شکل بلوك هایی با ابعاد نسبتا بزرگ و سطوح صاف از کانسار استخراج می شوند. به علاوه پله ها یا جبهه کارها در مقایسه با روش روباز کم ارتفا ع تر و قائم هستند.
ت– استخراج با اوگر
اگر ادامه استخراج زغال سنگ با روش کنتوري اقتصادي نباشد، روش اوگر براي بازیابی بخشی از زغال سنگهاي باقیمانده به کار می رود. در این روش، عملیات استخراج از طریق حفر یا ایجاد فضاهایی از رخنمون لایه زغالسنگ انجام می شود. در استخراج با اوگرروباره منتقل نمی شود و زغا لسنگ به کمک ماشین اوگر که هدایت آن در سطح زمین انجام م یگیرد، استخراج می شود.
روش هاي استخراج با آب
در این روش ها، براي استخراج مواد معدنی از آب یا یک حلال مایع و از طریق جریان هیدرولیکی و یا واکنش انحلالی استفاده می شود. با وجود محدودیت هاي زیاد در به کارگیري این روش ها ، به دلیل پایین بودن هزینه نسبی، جذابیت زیادي دارند . روش ها ي استخراج با آب شامل استخراج هیدرولیکی و استخراج با شناور (براي کانسارهاي پلاسري) و استخراج انحلالی در گمانه ها و فروشویی است.
الف– استخراج هیدرولیکی
از روش استخراج هیدرولیکی بیشتر براي استخراج کانسارهاي پلاسري استفاده می شود. در این روش، جریان آب با فشار معادل ۳ تا ۱۴ اتمسفر بر کانسنگ پلاسري به منظور خرد کردن آن پاشیده شده و سپس مواد معدنی خرد شده به همراه آب در مسیري که قبلا آماده سازي شده است، در اثر نیروي ثقل به محل جداسازي و یا کارخانه تغلیظ ارسال می شود. در عمل براي افزایش تولید چند آبفشان به طور همزمان به کار میرود. شرط اصلی استفاده از این روش وجود آب کافی در منطقه است.
ب– استخراج با شناور
استخراج با شناور، روشی براي استخراج از کانسارهاي پلاسري در زیر آب است. در این روش، استخراج معمولا از روي سکوي شناوري انجام می گیرد که در آن تجهیزات فرآوري و انتقال باطله نیز قرار دارد. شناور ها به دو دسته شناور هاي مکانیکی و شناور های هیدرولیکی تقسیم می شوند. این روش یک روش بزرگ مقیاس است و ظرفیت تولید آن به دلیل تعداد پرسنل بسیار کم از سایر روش هاي استخراجی بیشتر است.
پ– استخراج انحلالی
امروزه جاذبه هاي تولید کانسنگ با روش استخراج انحلالی به عنوان یک روش استخراج اولیه یا ثانویه افزایش یافته است . هر چند برخی فعالیت هاي آماده سازي یا استخراج در این روش ها در زیر زمین انجام می گیرد ، ولی بیشتر عملیات از سطح زمین هدایت و انجام می شود به همین دلیل این روش ها در رده روش هاي سطحی قرار می گیرند. روش استخراج انحلالی در استخراج کانی هاي قابل حل یا گدازپذیر یا موادي که قابلیت تبدیل به دوغاب را دارند، به کار می رود.
ت– فروشویی
فروشویی روش استخراج شیمیایی یا بیوشیمیایی مواد معدنی از کانسنگ برجا و یا مواد خرد و انباشت شده است . فرآیند استحصال ممکن است صرفا شیمیایی و یا بیوشیمیایی باشد. فروشویی به دو صورت برجا و یا فروشویی مواد معدنی استخراج و انباشت شده انجام می شود. فروشویی مواد انباشت شده یک روش استخراج ثانویه است که می توان آن را در گروه روش هاي فرآوري نیز قرار داد، زیرا در آن عیار نیز افزایش م ییابد. فروشویی برجا را می توان یک روش استخراج ثانویه و یا اولیه محسوب کرد. وقتی که فروشویی بر روي یک کانسار بکر و دست نخورده پس از آماده سازي ها و آتشباري انجام می گیرد در واقع یک روش استخراج اولیه است .
