Збагачення корисних копалин

Збагачення сировини і палива - початковий етап їх переробки. Його проводять в тих випадках, коли отримати необхідний продукт безпосередньо з сировини неможливо, або економічно недоцільно. Збагаченню піддаються майже всі руди кольорових металів, нерудну сировину хімічної промисловості, основна частина залізних руд, близько половини вугілля. Сутність його полягає в відділенні корисного компонента від порожньої породи, шкідливих домішок, або в поділі корисних речовин сировини з метою підвищення їх змісту.

МАЛ. 5. Принципова схема ОСНОВНИХ ТИПІВ дробарок І МЛИНІВ

Наведені способи збагачення мають другорядне значення. Основними способами є флотація, гравітаціонshy-ве поділ руди, електромагнітна і електростатична сепарація.

Одне з основних властивостей речовини - щільність. На основі різного питомої ваги частки породи рухаються в повітрі або рідкому середовищі з певною швидкістю і траєкторією. На цьому принципі засноване гравітаційне розділення руди на корисні речовини і пусту породу. Найбільш простим видом гравітаційного збагачення є ручна промивка золота старателями. Цей вид поділу породи поширений і в

Промисловості, де він ще називається відсадків або промиванням.

При цьому руду дроблять і поміщають на сито в воді (рис.6.). Поршнем, діафрагмою та іншими способами змінюють рівень води, який піднімається і опускається. При цьому легкі фракції вимиваються і виносяться водою, а важкі залишаються на ситі і вивантажуються з нього. Промивання проводять і на похилих столах, в спеshy-ціальних жолобах.

МАЛ. 6. СХЕМИ відсаджувальної машини

У промисловості гравітаційне збагачення проводять в рідкому середовищі наступним чином. Подрібнену породу змішують з водою. Отримують речовина, яке називається пульпа. Її подають у відстійник, який розділений перегородками на секції. Найважчі частинки руди осідають в найближчій камері, легші в наступних, а найлегші можуть виноситися водою з відстійника (рис.7.). Таким чином, руду розділяють на різні речовини. Більш якісне збагачення проводять у важких середовищах, що зменшує втрати корисних компонентів у відходах в порівнянні з простою гравітацією. У цьому випадку замість однорідної рідини використовують її суміш з різними добавками важких речовин - подрібненого до порошкового стану кварцу, глини - суспензію. В результаті підвищується щільність рідини. Суспензію змішують з підготовленою породою і суміш подають у відстійник. Отримують в залежності від щільності породи осів і спливла фракції, які поділяють. Гравітаційне збагачення можливо проводити з використанням відцентрових сил. У цьому випадку поділ руди відбувається під впливом сил, що виникають при обертальному русі породи. Важкі і легкі частинки мають різну швидкість руху і розташовуються в певних частинах машини. Гравітаційне збагачення окремих копалин (слюди, азбесту і ін.) Проводять в повітряному середовищі. При цьому легкі частинки породи переносяться струменем повітря, а важкі залишаються на місці.

МАЛ. 7. Принципова схема МОКРОГО гравітаційного збагачення

Робота пневматичних установок супроводжується значним пило освітою, що погіршує санітарно-гігієнічні умови праці і вимагає додаткових витрат на вентиляцію. Ці обставини стримують використання гравітаційного збагачення в возshy-задушливій середовищі.

Один з поширених способів збагачення - флотація. Вона заснована на різній змочуваності рідиною компонентів руди. Цим способом збагачують руди кольорових металів, апатит, графіт, сірку, залізні і марганцеві руди, вугілля, солі та ін. Широке поширення флотация отримала через використання досить дрібного складу речовини (до 10 мк), а також можливості розділяти руди, в яких компоненти мають однакову щільність, колір, електропровідність і інші властивості. У природі переважно зустрічаються речовини з хорошою смачиваемостью. Погані ці властивості, природну флотируемого мають тільки сірка, графіт, кам`яне вугілля, озокерит. Однак, якщо два мінерали мають навіть однакову смачиваемость, то різні ці властивості можливо створити штучно використанням спеціальних речовин-реагентів. За призначенням вони поділяються на піноутворювачі (спирти, рослинні масла, феноли та ін.), Які в пульпі сприяють утворенню стійких бульбашок повітря-збирачі речовини, які зменшують смачиваемость компонентів, створюють на поверхні мінералу повітряну плівку, що полегшує прилипання частинок повітря до породи. Як збирачів в основному використовують органічні кислоти, рослинні масла, кам`яновугільну, сланцеву смоли. Інші речовини - подавители (депресатори) - збільшують смачиваемость окремих частинок руди. У їх якості застосовують солі натрію, крохмаль. На основі різного з`єднання реагентів можливо виділити з руди всі цінні компоненти в певній послідовності (селективності). При цьому в залежності від речовини руди кожен реагент може виконувати різні функції. Сутність виробничого процесу зводиться до подачі у флотационную машину пульпи - суміші подрібненої руди з водою. У флотаційного камері здійснюється механічне та повітряне перемішування пульпи. В результаті поганої змочуваності водою частинки одних мінералів прилипають до бульбашок повітря і спливають на поверхню, де утворюють піну. При цьому частинки руди спливаю на поверхню незалежно від щільності. Може бути, що більш важкі речовини спливають, а легкі тонуть (рис.8.).

Рис.8. СХЕМА флотаційного ЯВИЩ

Освічена піна видаляється, з флотаційного машини і просушується до стану готового продукту. Інші частки породи змочуються рідиною, і до них повітря не прилипає. Вони залишаються в пульпі або падають на дно флотаційного камери і утворюють відходи виробництва - шлами. В результаті відбувається поділ породи на готовий продукт і відходи. В процесі одноразової флотації не завжди можливо отримати якісний продукт з високим вмістом корисної речовини. Тому флотацию руди часто проводять багаторазово, або використовують її з іншими методами збагачення, наприклад, з магнітною сепарацією.

Магнітне збагачення засновано на різних магнітних властивостях корисної речовини руди і порожньої породи. Цей спосіб застосовують для збагачення магнетитових і марганцевих руд, для вилучення з збагачуваної матеріалу сталевих предметів, що оберігає технологічне обладнання від поломок. Принципова схема збагачення полягає в подачі підготовленої руди в спеціальний апарат - сепаратор, де створюється магнітне поле.

МАЛ. 9. СХЕМА МАГНІТНОГО СЕПАРАТОРА

Під його впливом компоненти породи в залежності від магнітshy-них властивостей рухаються по різних траєкторіях (рис. 9.). Частинки, які легко намагнічуються, притягуються магнітом, а не намагнічений компонент руди не змінює траєкторії і падає в інший бункер. Таким чином, руда розділяється на магнітний і немагнітний продукт. Зміст магнетиту в готовому продукті досягає 90%. Процес збагачення може проводитися в повітряної і рідкому середовищі. Останній випадок використовується для мелкоізмельченной руд, що знижує запиленість навколишнього середовища. Конструктивно магнітні сепаратори бувають барабанними і стрічковими.

Електростатична сепарація заснована на різних електростатичних властивості компонентів руди. Під впливом тертя, електродів часткам руди повідомляється електричний заряд. Підготовлена таким способом порода подається в постійне електричне поле сепаратора. Електростатичні сепаратори мають, як правило, обертається барабан, який представляють один з електродів електричної системи. Електропровідні компоненти руди (золото, срібло, колчедан та ін.) Швидко віддають протилежний заряд електрода, відштовхуються від нього і падають в бункер (рис.10.). Непровідні ток частки руди затримуються на барабані і знімаються з нього щіткою в бункер порожньої породи. Як правило, сепарацію проводять багаторазово, а готовий продукт містить до 90% корисної речовини. Таким способом поділяють руди кольорових металів (рутил від цирконію), слюди (вермикуліт) від порожньої породи.

Збагачення рідких і газових корисних копалин засноване на різних температурах кипіння, конденсації, особливості ректифікації, абсорбції (поглинання компонентів речовиною), десорбції (виділення з речовини компонента) і інших властивостях.

В результаті збагачення копалин отримують концентрат і відходи. Концентрат - кінцевий продукт з підвищеним вмістом корисної речовини в порівнянні з рудою. Витягти з руди всі корисні речовини неможливо з технологічних причин. Тому частина його (5-20% від загальної маси в руді) залишається в обробленої руді, входить в пусту породу і становить відходи збагачення. У них вміст корисного компонента менше, ніж в руді, і основна частина представлена порожньою породою. Тверді відходи збагачення називаються "хвостами", рідкі - шлаками.

МАЛ. 10. Принципова схема ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО СЕПАРАТОРА

Техніко-економічна специфіка збагачення характеризується значним витратою руди на одиницю концентрату через малого змісту корисного речовини в сировині. Це обумовлює велику матеріаломісткість виробництва. Невигідна і транспортування незбагачений породи на значну відстань, що вимагає додаткових витрат. Концентрат, як продукт з великим вмістом корисної речовини, перевозити вигідніше, ніж руду. Тому гірничо-збагачувальні фабрики, або гірничо-збагачувальні комбінати - так називаються підприємства, на яких збагачують руду, розміщуються в районах видобутку корисних копалин.

Мікроположеніе підприємств в конкретному районі залежить від водозабезпечення тієї чи іншої виробничої площадки, так як збагачення переважно проводиться в рідкому середовищі і значні обсяги переробки руди збільшують значення водних ресурсів в розміщенні підприємств.

Вплив на навколишнє середовище збагачення обумовлено, перш за все, освітою твердих і рідких відходів, які складуються у відвалах, на спеціальних сховищах близько підприємств. Під них відводяться землі навіть з під господарську діяльність. Відвали і шламосховища забруднюють повітря, ґрунт, води. Вплив на навколишнє середовище залежить від хімічного складу порід. Збагачення копалин в рідкому середовищі більше забруднює воду механічними речовинами, хімічними реагентами. Використання збагачення в повітряному середовищі підвищує забруднення атмосфери.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!