Kaivosprosessi
Maaperästä kaivettu aines käsitellään perusteellisesti kaivosprosessissa. Päivittäin käytössä olevat kaivostuotteet, kuten metallit, ovatkin pitkän muodonmuutosten sarjan lopputulos.
Muodonmuutosten sarja alkaa maan kuoressa olevasta kivestä. Monet mineraalit muodostuvat maan kuoressa erilaisten aineiden sekoittuessa ja saostuessa. Näitä mineraalisaostumia kutsutaan malmeiksi. Useimmat malmit sisältävät myös tarpeettomia mineraaleja, joita poistetaan mineraaliprosessissa.
Kaivosprosessi riippuu käsiteltävästä mineraalista. Mineraalit luokitellaan yleensä kiviaineksiin, teollisuusmineraaleihin (esim. savi), perusmetalleihin (esim. kupari) sekä arvometalleihin (esim. kulta). Kaivoksista saadaan myös muita teollisuuden käyttämiä aineksia, kuten kivihiiltä, potaskaa, rautamalmia ja timantteja.
Prosessin alku
Kaivoksista saadaan kiviainesta räjäyttämällä ja louhimalla. Maaperästä irrotettu kiviaines kuljetetaan isoina lohkareina suuriin murskaimiin, joilla kiviaines murskataan pienempään raekokoon.
Kaivoksissa on käytössä erikokoisia kiinteitä murskaimia ja liikkuvia mobiilimurskaimia. Näitä ovat muun muassa esikaramurskain, iskupalkkimurskain, karamurskain, kartiomurskain sekä leukamurskain. Murskattava materiaali syötetään murskaimeen joko kuljetinhihnaa pitkin, kaivinkoneella tai pyöräkuormaajalla (reclaimer)
Murskauksen jälkeen kiviaines hienonnetaan jauhinmyllyillä, joita ovat tanko- ja kuulamyllyt, puoliautogeeniset SAG-myllyt sekä autogeenimyllyt. Jauhinmyllyissä mineraalit jauhautuvat pieniksi toisiaan vasten sekä myllyn teräskuulien voimasta.
Kaivosprosessiin kuuluu myös täryseula, joka lajittelee murskatun materiaalin haluttuihin raekokoluokkiin.
Koska kiviaines on äärimmäisen kovaa, se kuluttaa murskaimia ja jauhimia. Tämän vuoksi kulutusosia, kuten erilaisia teriä ja roottoreita sekä jauhinmyllyjen vuorauksia, joudutaan vaihtamaan säännöllisesti.
Mineraaliprosessi
Mineraaliprosessissa rikastetaan arvokkaita mineraaleja poistamalla tarpeettomat ainekset kaivetusta kiviaineksesta. Prosessin ensimmäinen vaihe on mineraalin koon pienentäminen. Tämä tehdään murskaimissa ja jauhinmyllyissä, joissa malmi hajotetaan pienempiin osiin.
Kun malmin palaset ovat tarpeeksi pieniä, eniten arvokkaita mineraaleja sisältävät palaset erotetaan niistä, jotka sisältävät eniten tarpeettomia mineraaleja. Erotteluprosessiin kuuluvat muun muassa uuttaminen, emissio, vetovoimamenetelmät ja magneettinen erottelu. Erottelussa käytetään emissiokammioita ja –putkia, kierukoita sekä magneettierottelulaitteita. Rikastetusta tuotteesta täytyy myös poistaa vesi. Tässä apuna ovat kierukat, suodattimet, sakeuttimet, seisotusaltaat ja kuivaimet.
Metallin poisto
Seuraavassa vaiheessa mineraalista poistetaan metalli. Poistomenetelmät vaihtelevat tuotteittain, ja niistä tärkeimmät ovat pyrometallurgia (metallin valmistusmenetelmä, jossa käytetään hyväksi voimakasta kuumennusta), hydrometallurgia (metallin valmistaminen liuottamalla raaka-ainetta ja saostamalla liuoksesta puhdas metalli talteen) ja elektrometallurgia (metallin valmistusmenetelmä, jossa käytetään hyväksi sähköä). Elektrometallurgiaan kuuluu olennaisena osana elektrolyysi, jossa pakotettu hapetus-pelkistysreaktio saadaan aikaan sähkövirran avulla. Elektrolyysillä voidaan valmistaa erittäin puhtaita alkuaineita.
Metallin jalostus
Metallien poiston jälkeen metalli sisältää edelleen epäpuhtauksia, joten se täytyy jalostaa. Jalostuksessa käytetään hyväksi kuumuutta, kemikaaleja ja sähköä. Kullan jalostuksessa käytetään sähköä hyödyntävää niin sanottua talteenottoelektrolyysiä.
