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

Geologi & Eksplorasi Bijih Besi: Strategi Terbukti untuk Keberhasilan Prospeksi

Geologi, Prospeksi dan Eksplorasi untuk Endapan Bijih Besi

Besi telah dikenal sejak kuno. Besi bersifat luas dalam litosfer baik sebagai konstituen utama atau dalam jumlah jejak. Dalam kelimpahan ia menempati peringkat keempat setelah oksigen, silikon dan aluminium.

Bijih besi memiliki berbagai bentuk terbentuk dalam waktu geologis serta distribusi geografis yang luas. Bijih ini ditemukan di batua tertua yang diketahui dalam kerak bumi, dengan usia lebih dari 2,5 miliar tahun, serta di batua yang terbentuk dalam berbagai usia berikutnya. Faktanya, bijih besi bahkan masih terbentuk saat ini di area di mana oksida besi sedang terpendap.

Beberapa ribu kejadian besi dikenal di seluruh dunia. Mereka bervariasi ukuran dari beberapa ton hingga ratusan juta ton. Endapan bijih besi tersebar di berbagai daerah di dunia dalam kondisi geologis yang berbeda dan dalam berbagai formasi geologis. Konsentrasi bijih terbesar ditemukan dalam formasi besi sedimen berlapis berusia Prakambrium. Formasi-formasi ini membentuk mayoritas sumber daya bijih besi dunia.

Bijih besi muncul dalam berbagai lingkungan geologis dalam batuan beku, metamorfik atau sedimen, atau sebagai produk pelapukan dari berbagai bahan primer yang mengandung besi. Bijih besi dapat dikelompokkan menjadi jenis dengan kejadian geologis, komposisi dan struktur yang serupa. Berikut adalah klasifikasi yang disederhanakan yang didasarkan pada genesi endapan dan lingkungan geologis. Ini menunjukkan berbagai mode kejadian bijih besi serta menggambarkan geologi yang beragam dari endapan bijih besi.

Potensi bijih besi yang diketahui ada di suatu area disebut sumber daya bijih besi. Sumber daya yang teridentifikasi mencakup cadangan dan bahan besi lainnya yang dapat menjadi menguntungkan untuk ditambang di bawah kondisi ekonomi di masa depan. Sumber daya yang teridentifikasi adalah yang lokasi, kadar, kualitas dan kuantitasnya diketahui atau diperkirakan dari bukti geologis spesifik. Sumber daya yang teridentifikasi mencakup komponen ekonomis, marginal ekonomis dan sub-ekonomis, dan tergantung pada tingkat kepastian geologis, masing-masing divisi ekonomi ini dapat dibagi lebih lanjut menjadi diukur, diindikasikan dan disimpulkan. Cadangan didefinisikan sebagai sumber daya yang dapat ditambang secara ekonomis pada waktu penetapan mereka.

Pengelolaan endapan bijih besi yang ada adalah bagian yang lebih mudah dari operasi pertambangan. Bagian yang lebih sulit adalah untuk menemukan endapan bijih baru dan menentukan luasnya serta kandungan besi (kadar). Eksplorasi adalah proses di mana akumulasi mineral bijih besi dapat ditemukan dalam kerak bumi. Sebelum investasi besar yang diperlukan untuk mendirikan operasi pertambangan dilakukan, organisasi pertambangan harus memastikan bahwa endapan tersebut ekonomis viable dan memiliki kuantitas bijih yang akan memastikan produksi bijih selama waktu yang cukup lama. Bahkan setelah produksi dimulai, perlu untuk menemukan dan mendelineasikan perluasan mineralisasi, dan untuk mencari prospek baru yang dapat menggantikan cadangan yang sedang ditambang. Menyelidiki perluasan, dan mencari endapan baru, adalah kegiatan vital bagi organisasi pertambangan.

Prospeksi melibatkan pencarian area untuk endapan mineral dengan tujuan untuk menambangnya dengan menguntungkan. Dengan kata lain untuk mengubah endapan mineral menjadi endapan bijih. Seorang ahli geologi yang melakukan prospeksi suatu area mencari paparan mineral di permukaan, dengan mengamati ketidakteraturan dalam warna, bentuk atau komposisi batuan. Pengalamannya memberinya tahu di mana mencari, untuk memiliki peluang sukses yang terbesar.

Eksplorasi, sementara terdengar mirip dengan prospeksi, adalah istilah yang digunakan untuk pemeriksaan sistematis endapan bijih. Tidak mudah untuk menentukan titik di mana prospeksi berubah menjadi eksplorasi. Setelah area yang menarik dipilih, permohonan izin eksplorasi dilakukan. Persetujuan dari pejabat diperlukan sebelum kegiatan eksplorasi dapat dimulai.

Aktivitas terkait prospeksi dan eksplorasi

Langkah pertama dalam aktivitas terkait prospeksi dan eksplorasi adalah melakukan tinjauan data historis dan yang ada, terutama dari tambang yang ditutup dan sampel inti serta informasi relevan lainnya yang tersedia dari eksplorasi sebelumnya yang dapat diakses. Ini dapat menghasilkan penghematan waktu dan uang yang besar untuk kegiatan baru. Salah satu tahap paling murah dari eksplorasi area adalah persiapan peta geologis yang komprehensif, detail dan akurat yang sering kali memulai dengan instrumen dasar seperti pita busur dan kompas. Akurasinya dapat ditingkatkan dengan menggunakan foto udara untuk membantu menemukan aflorasi, zon fault utama dan kontrol topografi dasar. Setiap langkah menambahkan beberapa biaya, tetapi juga meningkatkan akurasi dan detail peta yang dihasilkan.

Tanah yang ditutupi tanah sulit diakses oleh pengeksplorasi, yang pertama mencari aflorasi dari mineralisasi. Di tempat di mana penutupan tanah terdiri dari lapisan aluvial yang dangkal, parit biasanya dibuat di seluruh area yang mineralisasi untuk membuka batuan dasar.

Seorang pengeksplorasi mengidentifikasi penemuan, mengukur lebar dan panjang, dan memperkirakan area yang mineralisasi. Sampel dari parit dianalisis di laboratorium. Bahkan ketika mineral dapat ditemukan di permukaan, menentukan perluasan dalam kedalaman adalah masalah tebakan yang berkualifikasi. Jika temuan pengeksplorasi, dan teorinya tentang kemungkinan adanya endapan bijih berada pada dasar yang kokoh maka langkah berikutnya adalah untuk menjelajahi tanah di sekitarnya.

Eksplorasi adalah istilah yang mencakup geofisika, geokimia, dan akhirnya kegiatan yang lebih mahal yaitu bor ke dalam tanah untuk mendapatkan sampel dari setiap kedalaman. Gambar 1 menunjukkan urutan aktivitas umum dalam prospeksi dan eksplorasi endapan bijih. Eksplorasi yang efisien tergantung pada produksi peta yang semakin canggih untuk tujuan perencanaan dan rute akses, untuk pemetaan geologis, geofisik, geokimia dan struktural. Saat ini peta topografi udara detail tersedia yang memberikan informasi dasar bagi penjelajah untuk menentukan di mana menemukan area dengan potensi baik untuk endapan bijih.

Geologi & Eksplorasi Bijih Besi: Strategi Terbukti untuk Keberhasilan Prospeksi

Gambar 1 Urutan aktivitas umum dalam prospeksi dan eksplorasi endapan bijih

Eksplorasi geofisik

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

Dari permukaan, berbagai metode geofisik digunakan untuk menjelajahi formasi bawah permukaan, berdasarkan properti fisik batuan dan mineral yang mengandung besi seperti magnetisme, gravitasi, konduktivitas listrik, radioaktivitas, dan kecepatan suara. Dua atau lebih metode sering digabungkan dalam satu survei untuk mendapatkan data yang lebih andal. Hasil survei dikompilasi, dan dicocokkan dengan informasi geologis dari permukaan dan chip atau sampel inti dari bor inti sebelumnya, untuk memutuskan apakah layak untuk melanjutkan eksplorasi lebih lanjut. Dalam kasus hasil survei menunjukkan arah eksplorasi lebih lanjut maka informasi tersebut menjadi dasar untuk aktivitas bor. Karena survei geofisik biasanya dilakukan dari udara untuk memulai, informasi dari survei permukaan dibandingkan dan ditambahkan ke pemetaan udara.

Teknik geofisik saat ini dan instrumen, metode pemrosesan sampel, prosedur bor, dan beberapa metode penyelidikan geologis yang berlaku untuk bijih besi dijelaskan di bawah ini. Geofisika, seperti yang diterapkan pada eksplorasi bijih besi, terutama merupakan alat rekognisi yang menyediakan informasi yang kemudian harus dikompleksikan dengan pemetaan geologis, studi petrografik, bor dan evaluasi analisis bijih serta tes pengolahan. Teknik geofisik yang digunakan dalam pencarian bijih besi, seperti dalam sebagian besar pemetaan geofisik, didasarkan pada kehadiran kontras yang dapat diukur dari properti fisik antara mineral bijih dan batuan di sekitarnya. Properti fisik yang digunakan terutama adalah magnetisme (permanen dan terinduksi) dan densitas. Metode listrik (termasuk polarisasi dan elektromagnetisme) dan studi seismik kadang-kadang digunakan dalam konjungsi dengan survei magnetik atau gravitasi untuk mendapatkan definisi yang lebih baik dari tubuh bijih.

Magnetometer

Magnetometer modern memiliki sensitivitas yang lebih besar dan kemudahan operasi. Karena itu, sejak tahun 1950-an, mereka telah menghapus metode lain seperti jarum condong dan super condong dari penggunaan praktis dalam eksplorasi bijih besi. Magnetometer telah melalui beberapa tahap perkembangan yang berurutan. Bentuk utama yang dikenal, dalam urutan konsepnya, adalah tipe balance, tipe torsion dan magnetometer flux gate, diikuti dalam beberapa tahun terakhir oleh magnetometer yang dikonsepsi dan dikembangkan di bidang fisika atom. Instrumen terakhir ini meliputi magnetometer rubidium vapor, proton-precession dan optical absorption.

Magnetometer digunakan untuk menentukan kekuatan medan magnet bumi atau komponennya vertikal pada lokasi tertentu. Medan bumi sangat lemah, berkisar dari sekitar 0,7 oersted di kutub magnet hingga sekitar 0,25 oersted di beberapa titik di khatulistiw magnet. 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 karena variasi dalam bentuk dan komposisi kerak dan mantel atas bumi. Variasi pada skala yang lebih kecil disebabkan oleh gangguan magnetik dari konsentrasi materi magnetik di dekat permukaan dan正是 variasi lokal ini yang dicari saat bijih besi dicari.

Survei magnetik

Survei magnetik mengukur variasi medan magnet bumi yang disebabkan oleh properti magnetik formasi batuan bawah permukaan. Magnetometer udara adalah alat geologis utama yang digunakan dalam pencarian bijih besi dan bahan yang mengandung besi di area luas. Metode melakukan survei magnetik udara adalah dengan memasang magnetometer flux gate atau proton precision di pesawat terbang yang melintasi area target pada ketinggian tetap dan sepanjang rute penerbangan yang ditentukan. Magnetometer mengukur magnitudo medan magnet bumi. Data direkam secara elektronik beserta posisi pesawat dan ketinggiannya. Dalam beberapa tahun terakhir, ada peningkatan kualitas survei karena perbaikan pada peralatan yang meliputi sensitivitas dan kesederhanaan yang lebih besar, pemrosesan data multi channel, miniaturisasi instrumen dan kemampuan pemosisian yang lebih akurat. Karena presentasi dan pencatatan data dalam bentuk digital, komputer digunakan untuk melakukan pengolahan data dan persyaratan plotting yang diperlukan untuk analisis dan interpretasi. Data dari catatan ini ditampilkan 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 terjadi anomali magnetik (distorsi lokal utama dari medan magnet bumi). Area yang diindikasikan oleh anomali pada peta magnetik kemudian diteliti secara lebih rinci dengan survei geologis dan dengan pengukuran gravitasi, studi elektromagnetik atau teknik geofisik lainnya. Teknik geofisik ini diberikan di bawah ini.

Survei elektromagnetik didasarkan pada variasi konduktivitas listrik dalam massa batuan. Transmiter digunakan untuk menciptakan medan elektromagnetik primer bolak-balik. Arus terinduksi menghasilkan medan sekunder dalam massa batuan. Medan resultant ditelusori dan diukur, sehingga mengungkapkan konduktivitas massa bawah tanah.

Survei listrik mengukur aliran listrik alami di tanah, atau arus galvanik yang dimasukkan ke dalam tanah dan dikontrol secara akurat. Survei listrik digunakan untuk menemukan endapan mineral pada kedalaman dangkal dan memetakan struktur geologis untuk menentukan kedalaman beban atas ke batuan dasar, atau untuk menemukan muka air tanah.

Survei polarisasi terinduksi dilakukan sepanjang garis grid dengan bacaan di elektroda penerima yang ditanam di tanah dan dipindahkan dari satu stasiun ke stasiun lain. Elektroda terhubung ke penerima dan mengukur chargeability (kapasitas berbagai mineral untuk membangun muatan listrik) dan efek resistivitas pada arus yang dipaksa ke dalam tanah dan batuan dasar.

Survei gravimetrik mengukur variasi kecil dalam medan gravitasi yang disebabkan oleh tarikan massa batuan di bawah. Variasi gravitasi dapat disebabkan oleh fault, anticline, dan dome garam yang sering terkait dengan formasi yang mengandung minyak. Survei gravimetrik juga digunakan untuk mendeteksi mineral dengan densitas tinggi seperti bijih besi.

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

Survei seismik didasarkan pada variasi kecepatan suara yang dialami dalam lapisan geologis yang berbeda. Waktu diukur untuk suara untuk berjalan dari sumber di permukaan, melalui lapisan di bawah, dan kembali ke satu atau lebih detektor yang ditempatkan pada jarak di permukaan. Sumber suara dapat berupa pukulan palu, beban berat yang jatuh, getaran mekanis atau peledak. Survei seismik menentukan kualitas batuan dasar dan dapat menemukan permukaan kontak lapisan geologis, atau endapan mineral padat di tanah.

 

Dalam kasus bijih besi, studi magnetik detail area anomali dapat melibatkan penggunaan magnetometer di helikopter, atau survei tanah yang menggunakan magnetometer tangan atau portable lainnya. Teknik prospeksi elektromagnetik baru yang dikenal sebagai AFMAG (magnetik frekuensi audio) telah digunakan di area di mana anomali magnetik telah terdeteksi untuk mencoba membedakan antara endapan terpendap kaca vulkanik atau intrusif bijih rendah dan endapan dengan remanensi magnetik yang tinggi yang mewakili tubuh bijih potensial. Magnetometer vapor rubidium, demikian pula, memungkinkan penolakan endapan yang tidak ekonomis dengan membedakan endapan magnetik, yang tinggi dalam kerentanan magnetik dan konduktivitas listrik, dan kaca vulkanik terpendap dan intrusif bijih rendah yang tidak konduktif dengan kerentanan rendah yang, namun, mampu menghasilkan anomali magnetik yang menarik.

Pemrosesan sampel dan bor

Di periode awal penemuan bijih besi, sebagian besar eksplorasi endapan bijih potensial dilakukan dengan parit uji dan shaft. Saat ini korelasi dan evaluasi data detail dari survei magnetometer atau survei lainnya biasanya diikuti oleh program bor yang dirancang dengan cermat untuk menyediakan sampel yang, melalui studi geologis dan mineralogis, menentukan jenis, kualitas dan luas bijih yang mungkin ada, dan sifat dan kuantitas beban atas atau formasi batuan yang terkait dengan bijih.

Perhatian besar diberikan saat ini untuk perbaikan metode bor inti untuk menyediakan sampel yang lebih baik. Sampel bor yang paling lengkap dan tidak terganggu yang mungkin dengan biaya yang wajar adalah tujuan akhir. Bor berlian digunakan terutama dalam formasi yang keras. Penggunaan lumpur bor dengan bor berlian telah diadopsi di tempat di mana sampel dengan kualitas tertinggi dari bahan berlapis yang selang-solbing keras dan lunak diinginkan. Bor down hole rotary dan bor sirkulasi terbalik beberapa jenis dapat memberikan laju penetrasi yang cepat dengan pemulihan sampel yang memuaskan dalam beberapa aplikasi pemrosesan sampel. Bor wire line digunakan dalam sekitar setengah operasi bor inti di beberapa bagian dari dunia. Evaluasi statistik hasil bor eksplorasi dilakukan untuk menyediakan pedoman untuk perencanaan program bor, terutama mengenai jarak bor yang paling ekonomis dan tingkat pemulihan inti yang paling diinginkan yang akan menyediakan pemrosesan sampel yang memadai dengan biaya terendah.

Bagian berikutnya dan yang paling mahal dari urutan eksplorasi adalah bor. Untuk seorang pembor, semua metode eksplorasi lain seperti mengejar angin. Bor menembus dalam ke dalam tanah, dan membawa sampel dari apa pun yang ditemukan di jalan. Jika ada mineralisasi di titik tertentu jauh di bawah permukaan, bor dapat memberikan jawaban yang langsung, dan dapat mengukur kehadirannya pada titik tersebut. Pengeluaran untuk bor mencakup sekitar setengah dari total biaya eksplorasi. Ada dua metode utama bor eksploratori yaitu bor inti dan bor palu.

Bor inti menghasilkan sampel silinder padat dari tanah pada kedalaman yang tepat. Bor palu menghasilkan sampel hancur, yang terdiri dari potongan dari kedalaman yang cukup ditentukan dalam lubang. Di luar itu, lubang bor itu sendiri dapat memberikan informasi komplementer, terutama melalui logging menggunakan perangkat untuk mendeteksi anomali fisik, mirip dengan survei geofisik yang disebut di atas.

Bor inti digunakan untuk menentukan ukuran dan batas yang tepat dari mineralisasi. Ini penting untuk menentukan kadar bijih yang ditangani, dan vital untuk menghitung cadangan bijih. Bor inti bawah tanah yang ditempatkan secara strategis juga dapat memotong tubuh bijih baru di lingkungan. Inti adalah sampel utuh dari geologi bawah tanah, yang dapat diperiksa menyeluruh untuk menentukan sifat batuan dan mineralisasi yang tepat. Sampel yang khusus dikirim ke laboratorium untuk dianalisis untuk mengungkapkan kandungan besi dalam bijih.

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

Untuk mendapatkan informasi geologis yang cepat dengan biaya lebih rendah, metode sirkulasi terbalik kadang-kadang digunakan. Alih-alih sampel inti, ahli geologi mendapatkan akses ke potongan bor (chips) sepanjang lubang yang diperiksa dan dipetakan untuk kandungan mineral setelah analisis laboratorium. Bor sirkulasi terbalik dengan cepat menjadi populer untuk aplikasi bor permukaan. Rig dalam metode sirkulasi terbalik dipasang pada truk dan terbatas pada area yang dapat diakses dan kondisi jalan yang lebih baik dibandingkan peralatan bor inti, yang dengan mudah dapat dilepas.

Dari prospeksi ke pertambangan

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

Sebelum endapan mineral dapat ditandai sebagai tubuh bijih, pengetahuan lengkap diperlukan tentang mineralisasi, teknologi pertambangan yang diusulkan dan metode pengolahan. Dampak lingkungan pertambangan dan pengolahan mineral harus dipelajari dengan hati-hati dan memerlukan persetujuan. Prasyarat untuk berinvestasi dalam operasi pertambangan adalah kepercayaan yang diperlukan untuk keuntungan berkelanjutan selama waktu yang lama. Pada tahap ini studi kelayakan komprehensif dilakukan yang mencakup kebutuhan modal, return on investment, periode payback dan esensial lainnya. Berdasarkan semua dokumentasi geologis dan studi organisasi pertambangan mendapatkan ide yang bagaimana cara menambang endapan.

Proses manufaktur

  1. Bijih Besi Pellet & Pelletisasi: Tinjauan Lengkap dan Panduan Proses
  2. Proses FINEX: Produksi Besi Cair Canggih Menggunakan Bijih Besi Halus dan Batokok Tidak Berkoks
  3. Strategi Pengeluaran Efektif untuk Besi Reduksi Langsung dan Transportasi Panas
  4. Optimisasi Benefisiasi Bijih Besi untuk Produksi Baja Efisien
  5. Pertambangan Bijih Besi: Proses, Jenis, dan Teknik Ekstraksi
  6. Mengoptimalkan Efisiensi Energi dalam Produksi Besi dan Baja
  7. Bijih Besi Pellet: Proses Produksi & Teknologi Kunci
  8. Besi Abu Dihayati: Sifat, Grade, dan Aplikasi Industri
  9. Besi Mentah: Sifat Kunci, Komposisi, dan Penggunaan Industri
  10. Pengolahan Bijih Besi Dijelaskan: Proses, Prinsip, dan Produksi