Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Geologi, Prospeksi dan Eksplorasi Cadangan Bijih Besi


Geologi, Prospeksi, dan Eksplorasi Cadangan Bijih Besi

Besi telah dikenal sejak jaman dahulu. Besi ada di mana-mana di litosfer baik sebagai konstituen utama atau dalam jumlah jejak. Dalam kelimpahannya, ia menempati urutan keempat di belakang oksigen, silikon, dan aluminium.

Bijih besi memiliki kisaran formasi yang luas dalam waktu geologis serta distribusi geografis yang luas. Bijih ini ditemukan di batuan tertua yang diketahui di kerak bumi, dengan usia lebih dari 2,5 miliar tahun, serta di batuan yang terbentuk di berbagai usia berikutnya. Faktanya, bijih besi bahkan terbentuk hari ini di daerah di mana oksida besi diendapkan.

Beberapa ribu kejadian besi dikenal di seluruh dunia. Ukurannya berkisar dari beberapa ton hingga beberapa ratus juta ton. Endapan bijih besi didistribusikan di berbagai wilayah di dunia dalam kondisi geologi yang bervariasi dan dalam formasi geologi yang berbeda. Konsentrasi bijih terbesar ditemukan dalam formasi besi sedimen berpita usia Prakambrium. Formasi ini merupakan bagian terbesar dari sumber daya bijih besi dunia.



Bijih besi terjadi di berbagai lingkungan geologi di batuan beku, metamorf atau sedimen, atau sebagai produk pelapukan dari berbagai bahan bantalan besi utama. Bijih besi dapat dikelompokkan ke dalam jenis kejadian geologi yang sama, komposisi dan struktur. Berikut ini adalah klasifikasi sederhana yang didasarkan pada asal mula endapan dan lingkungan geologi. Ini menunjukkan mode utama terjadinya bijih besi serta menggambarkan geologi bervariasi dari deposit bijih besi.

Potensi bijih besi yang diketahui ada di suatu daerah disebut sumber daya bijih besi. Sumber daya yang teridentifikasi termasuk cadangan dan bahan bantalan besi lainnya yang mungkin menjadi menguntungkan untuk ditambang dalam kondisi ekonomi masa depan. Sumber daya yang teridentifikasi adalah sumber daya yang lokasi, kadar, kualitas dan kuantitasnya diketahui atau diperkirakan dari bukti geologis tertentu. Sumber daya yang teridentifikasi mencakup komponen ekonomi, ekonomi marginal, dan sub-ekonomi, dan tergantung pada tingkat kepastian geologis, masing-masing divisi ekonomi ini dapat dibagi lagi menjadi terukur, terindikasi, dan tersimpul. Cadangan didefinisikan sebagai sumber daya yang dapat ditambang secara ekonomis pada saat ditentukan.

Eksploitasi deposit bijih besi yang ada adalah bagian yang lebih mudah dari operasi penambangan. Bagian yang lebih sulit adalah menemukan deposit bijih baru dan menentukan tingkat dan kandungan besi (grade). Eksplorasi adalah proses dimana akumulasi mineral bijih besi dapat ditemukan di kerak bumi. Sebelum investasi besar yang diperlukan untuk mendirikan operasi penambangan dilakukan, organisasi penambangan harus memastikan bahwa deposit tersebut layak secara ekonomi dan memiliki jumlah bijih yang akan memastikan produksi bijih dalam jangka waktu yang cukup lama. Bahkan setelah produksi dimulai, perlu untuk menemukan dan menggambarkan setiap perluasan mineralisasi, dan untuk mencari prospek baru yang dapat menggantikan cadangan yang sedang ditambang. Menyelidiki ekstensi, dan mencari deposit baru, adalah aktivitas vital bagi organisasi pertambangan.

Prospecting melibatkan pencarian area untuk deposit mineral dengan maksud untuk menambangnya dengan keuntungan. Dengan kata lain untuk mengubah deposit mineral menjadi deposit bijih. Seorang ahli geologi yang mencari suatu daerah mencari paparan permukaan mineral, dengan mengamati ketidakteraturan dalam warna, bentuk atau komposisi batuan. Pengalamannya memberi tahu dia ke mana harus mencari, untuk memiliki peluang sukses terbesar.

Eksplorasi, meskipun terdengar mirip dengan pencarian, adalah istilah yang digunakan untuk pemeriksaan sistematis dari deposit bijih. . Tidak mudah untuk menentukan titik di mana pencarian calon pelanggan berubah menjadi eksplorasi. Setelah area yang menarik dipilih, aplikasi izin eksplorasi dibuat. Persetujuan dari pejabat diperlukan sebelum kegiatan eksplorasi dapat dimulai.

Aktivitas yang terkait dengan pencarian calon pelanggan dan eksplorasi

Langkah pertama dalam kegiatan yang berkaitan dengan prospeksi dan eksplorasi adalah melakukan tinjauan terhadap data historis dan data yang ada, terutama dari tambang yang ditutup dan sampel inti serta informasi relevan lainnya yang tersedia dari eksplorasi sebelumnya yang dapat diakses. Hal ini dapat menghasilkan penghematan besar dalam waktu dan uang yang dibutuhkan untuk kegiatan baru. Salah satu fase eksplorasi wilayah yang paling murah adalah penyusunan peta geologi yang komprehensif, rinci dan akurat yang seringkali dimulai dengan instrumen dasar seperti pita dan kompas. Akurasi dapat ditingkatkan dengan menggunakan foto udara untuk membantu menemukan singkapan, zona patahan utama dan kontrol topografi dasar. Setiap langkah menambahkan beberapa biaya lagi, tetapi juga meningkatkan akurasi dan detail peta yang dihasilkan.

Tanah yang tertutup tanah tidak dapat diakses oleh penambang, yang pertama kali mencari singkapan mineralisasi. Di mana tutupan lahan terdiri dari lapisan dangkal material aluvial, parit biasanya digali melintasi area mineralisasi untuk mengekspos batuan dasar.

Penambang mengidentifikasi penemuan, mengukur lebar dan panjang, dan memperkirakan area mineralisasi. Sampel dari parit dianalisis di laboratorium. Bahkan ketika mineral dapat ditemukan di permukaan, menentukan ekstensi apa pun secara mendalam adalah masalah tebakan yang memenuhi syarat. Jika temuan prospektor, dan teorinya tentang kemungkinan keberadaan deposit bijih berada di tanah padat, maka  langkah selanjutnya adalah menjelajahi tanah di sekitarnya.

Eksplorasi adalah istilah yang mencakup geofisika, geokimia, dan akhirnya kegiatan yang lebih mahal yaitu pengeboran ke dalam tanah untuk mendapatkan sampel dari kedalaman apa pun. Gambar 1 menunjukkan urutan aktivitas umum dalam pencarian dan eksplorasi deposit bijih. Eksplorasi yang efisien bergantung pada produksi peta yang semakin canggih untuk tujuan perencanaan dan rute akses, untuk pemetaan geologi, geofisika, geokimia, dan struktural. Saat ini peta topografi udara terperinci tersedia yang memberikan informasi dasar bagi penjelajah untuk menentukan di mana menemukan daerah dengan potensi deposit bijih yang baik.

Gambar 1 Urutan aktivitas umum dalam pencarian dan eksplorasi deposit bijih 

Eksplorasi geofisika

Setelah diperkenalkan pada 1950-an, survei geofisika udara telah menjadi langkah pertama yang umum digunakan dalam eksplorasi geofisika. Area yang luas dapat dicakup secara efektif dalam waktu singkat. Peta geofisika aero yang paling umum adalah peta magnetometer yang merekam variasi medan magnet bumi dengan tingkat akurasi yang tinggi. Pemilihan ketinggian dan jarak yang optimal serta pilihan instrumentasi penting dalam survei geofisika udara.

Dari permukaan, metode geofisika yang berbeda digunakan untuk mengeksplorasi formasi bawah permukaan, berdasarkan sifat fisik mineral batuan dan bantalan besi seperti magnet, gravitasi, konduktivitas listrik, radioaktivitas, dan kecepatan suara. Dua atau lebih metode sering digabungkan dalam satu survei, untuk memperoleh data yang lebih andal. Hasil dari survei dikompilasi, dan dicocokkan dengan informasi geologi dari permukaan dan serpihan atau sampel inti dari pengeboran inti sebelumnya, untuk memutuskan apakah layak untuk melanjutkan eksplorasi lebih lanjut. Dalam hal hasil survei mengarah ke eksplorasi lebih lanjut maka informasi tersebut menjadi dasar untuk kegiatan pemboran. Karena survei geofisika biasanya dilakukan dari udara untuk memulai, informasi dari survei permukaan dibandingkan dan ditambahkan ke pemetaan udara.

Teknik dan instrumentasi geofisika saat ini, metode pengambilan sampel, prosedur pengeboran, dan beberapa metode penyelidikan geologi yang berlaku untuk bijih besi dijelaskan di bawah ini. Geofisika, sebagaimana diterapkan pada eksplorasi bijih besi, terutama merupakan alat pengintaian yang memberikan informasi yang selanjutnya harus dilengkapi dengan pemetaan geologi, studi petrografi, pengeboran dan evaluasi analisis bijih dan uji perlakuan. Teknik geofisika yang digunakan dalam pencarian bijih besi, seperti dalam kebanyakan pemetaan geofisika, didasarkan pada adanya kontras terukur dari sifat fisik antara mineral bijih dan batuan sekitarnya. Sifat fisis yang digunakan pada prinsipnya adalah sifat kemagnetan (baik permanen maupun induksi) dan densitas. Metode kelistrikan (termasuk polarisasi dan elektromagnetisme) dan studi seismik terkadang digunakan bersamaan dengan survei magnetik atau gravitasi untuk mendapatkan definisi yang lebih baik dari badan bijih.

Magnetometer

Magnetometer modern memiliki sensitivitas dan kemudahan pengoperasian yang lebih besar. Karena itu, sejak 1950-an, mereka telah menghilangkan metode lain seperti jarum celup dan super dip dari pekerjaan praktis dalam eksplorasi bijih besi. Magnetometer telah melewati beberapa tahap pengembangan yang berurutan. Bentuk utama seperti yang diketahui, dalam urutan konsepsinya, adalah tipe keseimbangan, tipe torsi dan magnetometer gerbang fluks, diikuti dalam beberapa tahun terakhir oleh magnetometer yang dipahami dan dikembangkan di bidang fisika atom. Instrumen terakhir ini termasuk uap rubidium, presesi proton, dan magnetometer serapan optik.

Magnetometer digunakan untuk menentukan kekuatan medan magnet bumi atau komponen vertikalnya di lokasi tertentu. Medan bumi sangat lemah, berkisar dari sekitar 0,7 oersted di kutub magnet hingga sekitar 0,25 oersted di beberapa titik di ekuator magnetik. Dalam studi geomagnetik, kekuatan medan diukur dalam satuan yang jauh lebih kecil daripada oersted, yaitu gamma (sama dengan 0,00001 oersted). Bentuk medan magnet bumi tidak seragam, tetapi menunjukkan ketidakteraturan regional skala besar akibat variasi bentuk dan komposisi kerak dan mantel atas bumi. Variasi dalam skala yang lebih kecil dihasilkan dari gangguan magnetik yang disebabkan oleh konsentrasi bahan magnetik di dekat permukaan dan variasi lokal inilah yang dicari ketika bijih besi dicari.

Survei magnetik

Survei magnetik mengukur variasi medan magnet bumi yang disebabkan oleh sifat magnetik formasi batuan bawah permukaan. Magnetometer udara adalah alat geologi utama yang digunakan dalam pencarian bijih besi dan bahan bantalan besi di area yang luas. Metode melakukan survei magnetik udara adalah dengan memasang gerbang fluks atau magnetometer presisi proton di pesawat terbang yang melintasi area target pada ketinggian tetap dan sepanjang jalur penerbangan yang telah ditentukan. Magnetometer mengukur besarnya medan magnet bumi. Data direkam secara elektronik beserta posisi pesawat dan ketinggiannya. Dalam beberapa tahun terakhir, ada peningkatan kualitas survei karena penyempurnaan peralatan yang mencakup sensitivitas dan kesederhanaan yang lebih besar, perekaman data saluran ganda, miniaturisasi instrumen, dan kemampuan pemosisian yang lebih akurat. Karena penyajian dan perekaman data dalam bentuk digital, komputer digunakan untuk melakukan reduksi data yang diperlukan dan merencanakan persyaratan yang diperlukan untuk analisis dan interpretasi. Data dari catatan ini diplot sebagai peta kontur, dengan garis yang menghubungkan titik-titik dengan intensitas magnet yang sama pada peta. Pola yang dibentuk oleh garis-garis ini menunjukkan area di mana anomali magnetik (distorsi lokal utama medan magnet bumi) terjadi. Daerah yang ditunjukkan oleh anomali pada peta magnetik kemudian diselidiki secara lebih rinci dengan survei geologi dan pengukuran gravitasi, studi elektromagnetik atau teknik geofisika lainnya. Teknik geofisika ini diberikan di bawah ini.

Survei elektromagnetik didasarkan pada variasi konduktivitas listrik dalam massa batuan. Pemancar digunakan untuk menciptakan medan elektromagnetik bolak-balik primer. Arus induksi menghasilkan medan sekunder dalam massa batuan. Medan yang dihasilkan dilacak dan diukur, sehingga mengungkapkan konduktivitas massa bawah tanah.

Survei listrik mengukur baik aliran alami listrik di dalam tanah, atau arus galvanik yang mengalir ke dalam tanah dan dikontrol secara akurat. Survei listrik digunakan untuk menemukan deposit mineral pada kedalaman yang dangkal dan memetakan struktur geologi untuk menentukan kedalaman lapisan penutup hingga batuan dasar, atau untuk menemukan tabel air tanah.

Survei polarisasi terinduksi dilakukan di sepanjang garis grid dengan pembacaan yang diambil pada elektroda penerima yang ditanam di bumi dan dipindahkan dari stasiun ke stasiun. Elektroda dihubungkan ke penerima dan mengukur kemampuan pengisian (kapasitas berbagai mineral untuk membangun muatan listrik) dan efek resistivitas pada arus yang dipaksakan ke dalam tanah dan batuan dasar.

Survei gravimetri mengukur variasi kecil dalam medan gravitasi yang disebabkan oleh tarikan massa batuan di bawahnya. Variasi gravitasi dapat disebabkan oleh patahan, antiklin, dan kubah garam yang sering dikaitkan dengan formasi bantalan minyak. Survei gravimetri juga digunakan untuk mendeteksi mineral berdensitas tinggi seperti bijih besi.

Di daerah di mana formasi batuan mengandung mineral radioaktif, intensitas radiasi jauh lebih tinggi dari tingkat latar belakang normal. Mengukur tingkat radiasi membantu menemukan endapan yang mengandung mineral yang terkait dengan zat radioaktif.

Survei seismik didasarkan pada variasi kecepatan suara yang dialami di berbagai strata geologi. Waktu diukur agar suara merambat dari sumber di permukaan, melalui lapisan di bawahnya, dan naik lagi ke satu atau lebih detektor yang ditempatkan pada jarak tertentu di permukaan. Sumber suara mungkin pukulan palu godam, beban berat yang jatuh, vibrator mekanis, atau bahan peledak. Survei seismik menentukan kualitas batuan dasar dan dapat menemukan permukaan kontak lapisan geologis, atau deposit mineral padat di dalam tanah.

Dalam kasus bijih besi, studi magnetik rinci daerah anomali mungkin melibatkan penggunaan magnetometer di helikopter, atau survei tanah menggunakan magnetometer genggam atau portabel lainnya. Teknik pencarian elektromagnetik baru yang dikenal sebagai AFMAG (magnetik frekuensi audio) telah digunakan di daerah di mana anomali magnetik telah terdeteksi untuk mencoba membedakan antara endapan terkubur kaca vulkanik atau intrusi bantalan besi kelas rendah dan endapan dengan magnetisasi remanen tinggi yang mewakili bijih potensial. tubuh. Magnetometer uap rubidium, juga, memungkinkan penolakan endapan non-ekonomis dengan membedakan antara endapan magnetik, kerentanan magnetik dan konduktivitas listrik yang tinggi, dan kaca vulkanik yang terkubur dan intrusi bantalan besi non-konduktor tingkat rendah dengan kerentanan rendah yang, bagaimanapun, mampu menghasilkan anomali magnetik yang menarik.

Pengambilan sampel dan pengeboran

Pada periode awal penemuan bijih besi, sebagian besar eksplorasi badan bijih potensial dilakukan dengan lubang uji dan poros. Hari-hari ini korelasi dan evaluasi data rinci dari magnetometer atau survei lainnya biasanya diikuti dengan program pengeboran yang dikerjakan dengan hati-hati untuk memberikan sampel yang, melalui studi geologi dan mineralogi, menetapkan jenis, kualitas dan tingkat bijih yang mungkin ada, dan sifat dan kuantitas lapisan penutup atau formasi batuan yang terkait dengan bijih.

Perhatian yang cukup besar diberikan hari ini untuk perbaikan metode pengeboran inti untuk memberikan sampel yang lebih baik. Sampel bor yang paling lengkap dan tidak terganggu mungkin dengan biaya yang wajar adalah tujuan akhir. Bor berlian digunakan terutama dalam formasi keras. Penggunaan lumpur bor dengan bor berlian telah diadopsi di mana sampel dengan kualitas terbaik dari bahan berpita keras dan lunak secara bergantian diinginkan. Bor lubang bawah putar dan bor sirkulasi balik dari beberapa jenis dapat memberikan tingkat penetrasi yang cepat dengan pemulihan sampel yang memuaskan dalam beberapa aplikasi pengambilan sampel. Pengeboran jalur kawat digunakan di sekitar setengah dari operasi pengeboran inti di beberapa bagian dunia. Evaluasi statistik hasil pemboran eksplorasi dilakukan untuk memberikan panduan bagi perencanaan program pemboran, terutama yang berkaitan dengan jarak lubang yang paling ekonomis dan tingkat perolehan inti yang paling diinginkan yang akan memberikan pengambilan sampel yang memadai dengan biaya terendah.

Bagian berikutnya dan paling mahal dari urutan eksplorasi adalah pengeboran. Untuk pengebor, semua metode eksplorasi lainnya seperti berbelit-belit. Pengeboran menembus jauh ke dalam tanah, dan membawa sampel apa pun yang ditemukan dalam perjalanannya. Jika ada mineralisasi pada titik tertentu jauh di bawah permukaan, pengeboran dapat memberikan jawaban langsung, dan dapat mengukur keberadaannya pada titik tertentu. Pengeluaran untuk pengeboran mencakup sekitar setengah dari total biaya eksplorasi. Ada dua metode utama pengeboran eksplorasi yaitu pengeboran inti dan pengeboran perkusi.

Pengeboran inti, menghasilkan sampel tanah berbentuk silinder padat pada kedalaman yang tepat. Pengeboran perkusi menghasilkan sampel yang dihancurkan, terdiri dari potongan dari kedalaman lubang yang ditentukan dengan cukup baik. Di luar itu, lubang bor itu sendiri dapat memberikan sejumlah informasi pelengkap, terutama dengan mencatat menggunakan perangkat untuk mendeteksi anomali fisik, mirip dengan survei geofisika yang disebutkan di atas.

Pengeboran inti digunakan untuk menentukan ukuran dan batas yang tepat dari mineralisasi. Ini penting untuk menentukan kadar bijih yang ditangani, dan penting untuk menghitung cadangan bijih. Pengeboran inti bawah tanah yang ditempatkan secara strategis juga dapat memotong badan bijih baru di sekitarnya. Inti adalah sampel utuh dari geologi bawah tanah, yang dapat diperiksa secara menyeluruh untuk menentukan sifat pasti batuan dan mineralisasi apa pun. Sampel khusus dikirim ke laboratorium untuk dianalisis guna mengungkap kandungan besi dalam bijih.

Inti dari pengeboran eksplorasi disimpan dalam kotak khusus dan disimpan dalam arsip untuk jangka waktu yang lama. Kotak ditandai untuk mengidentifikasi dari lubang mana, dan pada kedalaman berapa, sampel diambil. Informasi yang dikumpulkan oleh pengeboran inti adalah penting.

Untuk memperoleh informasi geologi yang cepat dengan biaya yang lebih rendah, kadang-kadang digunakan metode sirkulasi terbalik. Alih-alih sampel inti, ahli geologi mendapatkan akses ke potongan bor (keripik) di seluruh panjang lubang yang diperiksa dan dipetakan untuk kandungan mineral setelah analisis laboratorium. Pengeboran sirkulasi terbalik dengan cepat menjadi populer untuk aplikasi pengeboran permukaan. Rig dalam metode sirkulasi terbalik dipasang di truk dan dibatasi untuk medan yang dapat diakses dan kondisi jalan yang lebih baik dibandingkan dengan peralatan pengeboran inti, yang mudah dibongkar. 

Dari mencari calon pembeli hingga menambang

Untuk kuantifikasi mineralisasi, dan untuk menentukan bentuk, ukuran dan kandungan logam dari deposit, prosedur langkah demi langkah diperlukan dalam kegiatan eksplorasi. Pada setiap langkah prosedur, informasi yang ada diperiksa, untuk memutuskan apakah upaya eksplorasi perlu dilanjutkan. Tujuannya adalah untuk cukup yakin bahwa deposit tersebut layak secara ekonomi dengan memberikan pengetahuan rinci tentang geologi deposit tersebut. Bijih adalah konsep ekonomi, yang didefinisikan sebagai konsentrasi mineral, yang dapat dieksploitasi secara ekonomis dan diubah menjadi produk yang dapat dijual.

Sebelum deposit mineral dapat diberi label sebagai badan bijih, diperlukan pengetahuan penuh tentang mineralisasi, teknologi penambangan yang diusulkan, dan metode pemrosesan. Dampak lingkungan dari pertambangan dan pengolahan mineral harus dipelajari dengan cermat dan perlu persetujuan. Prasyarat untuk berinvestasi dalam operasi penambangan adalah kepercayaan yang dibutuhkan untuk profitabilitas yang berkelanjutan dalam jangka waktu yang lama. Pada tahap ini dilakukan studi kelayakan yang komprehensif yang mencakup kebutuhan modal, pengembalian investasi, periode pengembalian modal, dan hal-hal penting lainnya. Berdasarkan semua dokumentasi geologi dan studi, organisasi pertambangan mendapatkan ide bagus tentang cara menambang deposit.



Proses manufaktur

  1. Pengantar proses Pelet dan Pelet bijih besi
  2. Proses Finex untuk Produksi Besi Cair
  3. Opsi pelepasan untuk Besi Reduksi Langsung dan Pengangkutan Panasnya
  4. Manfaat Bijih Besi
  5. Penambangan Bijih Besi
  6. Efisiensi Energi dan Produksi Besi dan Baja
  7. Proses Pelet dan Pelet Bijih Besi
  8. Sifat dan Nilai Besi Abu-abu Dijelaskan
  9. Sifat dan Komposisi Pig Iron
  10. Memahami proses peleburan bijih besi