Metode obogaćivanja minerala. Klasifikacija metoda i procesa obogaćivanja Obogaćivanje minerala primjena fizike

11.03.2020

Pripremni procesi za preradu minerala

Uvod

Svrha prerade minerala

Izvađena stijenska masa je mješavina komadića mineralnih kompleksa, izraslina minerala različitih fizičkih, fizičko-hemijskih i hemijskih svojstava. Da bi se dobili gotovi proizvodi (koncentrati metala, koks, građevinski materijali, hemijska đubriva itd.), mora se podvrgnuti nizu procesa obrade: mehaničkim, termičkim, hemijskim.

Prerada minerala u koncentratoru uključuje niz operacija, kao rezultat kojih se postiže odvajanje korisnih komponenti od nečistoća, one. dovođenje minerala do kvaliteta pogodnog za naknadnu preradu, na primjer, potrebno je povećati sadržaj: gvožđa sa 30-50% na 60-70%; mangan od 15-25% do 35-45%, bakar od 0,5-1,5% do 45-60%, volfram od 0,02-0,1% do 60-65%.

Prema namjeni, procesi prerade minerala se dijele na pripremni, main(obogaćivanje) i podršku.

Pripremni procesi su dizajnirani za otvaranje ili otvaranje zrna korisnih komponenti (minerala) koji čine minerale, i dijeleći ih na klase veličine, ispunjavanje tehnoloških zahtjeva naknadnih procesa obogaćivanja.

Pripremni procesi uključuju drobljenje, mljevenje, prosijavanje i klasifikaciju.

Obogaćivanje minerala je skup procesa mehaničke prerade mineralnih sirovina, koji omogućava odvajanje korisnih minerala (koncentrata) iz otpadne stijene.

Inženjeri koncentracije treba da reše sledeće zadatke:

Integrisani razvoj mineralnih resursa;

Korištenje prerađenih proizvoda;

Stvaranje novih procesa neotpadne tehnologije za odvajanje minerala u finalne tržišne proizvode za njihovu upotrebu u industriji;

Zaštite okoliša.

Razdvajanje mješavina minerala vrši se na osnovu razlika u fizičkim, fizičko-hemijskim i hemijskim svojstvima da se dobije niz proizvoda sa visokim sadržajem vrednih komponenti (koncentrati) , nisko (intermedijarni proizvodi) i beznačajno (otpad, jalovina) .

Proces obogaćivanja usmjeren je ne samo na povećanje sadržaja vrijedne komponente u koncentratu, već i na uklanjanje štetnih nečistoća:

sumpor u uglu fosfor u koncentratu mangana, arsenik u smeđoj željeznoj rudi i sulfidnim polimetalnim rudama. Ove nečistoće, ulazeći u liveno gvožđe, a zatim u čelik, pogoršavaju mehanički rad. svojstva metala.

Kratke informacije o mineralima

minerali zvane rude, nemetalni i zapaljivi fosilni materijali koji se koriste u industrijskoj proizvodnji u prirodnom ili prerađenom obliku.

To rude uključuju minerale koji sadrže vrijedne komponente u količini dovoljnoj da njihovo vađenje bude ekonomski isplativo.

Rude su klasifikovane u metalne i nemetalne.

metalne rude- sirovine za proizvodnju crnih, obojenih, retkih, plemenitih i drugih metala - volfram-molibden, olovo-cink, mangan, gvožđe, kobalt, nikl, hromit, zlato koji sadrži;

nemetalne rude- azbest, barit, apatit, fosforit, grafit, talk, antimon itd.

Nemetalni minerali - sirovine za proizvodnju građevinskog materijala (pijesak, glina, šljunak, građevinski kamen, portland cement, građevinski gips, krečnjak, itd.)

zapaljivi minerali - čvrsto gorivo, ulje i zapaljivi gas.

Minerali sastoje se od minerala koji se razlikuju po svojoj vrijednosti, fizičkim i hemijskim svojstvima (tvrdoća, gustina, magnetna permeabilnost, kvašenje, električna provodljivost, radioaktivnost itd.).

Minerali- nazivaju se prirodni (tj. koji se javljaju u prirodi u svom čistom obliku) elementi i prirodna hemijska jedinjenja.

Korisni mineral (ili komponenta)- nazivaju element ili njegovo prirodno jedinjenje, radi dobijanja kojeg se vrši ekstrakcija i prerada minerala. Na primjer: u željeznoj rudi korisni minerali su magnetit Fe 3 O 4, hematit Fe 2 O 3.

Korisne nečistoće- nazivaju se minerali (elementi), čiji sadržaj u malim količinama dovodi do poboljšanja kvaliteta proizvoda dobijenih od korisnih minerala. Na primjer, nečistoće vanadij, volfram, mangan, hrom u rudi gvožđa pozitivno utiču na kvalitet metala istopljenog iz njega.

Štetne nečistoće- nazivaju se minerali (elementi), čiji sadržaj u malim količinama dovodi do pogoršanja kvalitete proizvoda dobivenih od korisnih minerala. Na primjer, nečistoće sumpor, fosfor, arsen negativno utiču na proces proizvodnje čelika.

Prateći elementi nazivaju se komponente sadržane u mineralu u malim količinama, koje se oslobađaju tokom procesa obogaćivanja u pojedinačne proizvode ili proizvod glavne komponente. Daljnja metalurška ili hemijska obrada satelitskih elemenata omogućava njihovo izdvajanje u poseban proizvod.

Minerali otpadnih stijena- pozvati komponente koje nemaju industrijsku vrijednost. U željeznoj rudi to može uključivati SiO 2 , Al 2 O 3 .

U zavisnosti od strukture razlikuju se minerali isprepletena i čvrsta, na primjer, u diseminiranom - pojedinačna mala zrnca korisnog minerala su razbacana među zrnima otpadnih stijena; u čvrstim - zrna korisnog minerala predstavljena su uglavnom kontinuiranom masom, a minerali otpadnih stijena u obliku međuslojeva, inkluzija.

Obogaćivanje minerala je skup tehnoloških procesa predtretmana mineralnih sirovina kako bi im se dali kvaliteti koji zadovoljavaju zahtjeve potrošača.

Za obogaćivanje:

Povećava se sadržaj korisne komponente u sirovini,

Iz sirovina se uklanjaju štetne nečistoće,

Postiže se ujednačenost sirovina u veličini i sastavu.

Kao rezultat obogaćivanja, dobijate:

Koncentrat je proizvod za obogaćivanje koji ima veći sadržaj korisne komponente u odnosu na rudu. Po svom sadržaju, prema sadržaju nečistoća, vlage, koncentrati moraju ispunjavati zahtjeve GOST, OST, TU;

Otpadna jalovina je otpad od obogaćivanja koji se sastoji od otpadnog kamena sa niskim sadržajem korisnih komponenti, čije je vađenje tehnološki nemoguće ili ekonomski neisplativo.

Obogaćivanje smanjuje troškove transporta sirovine, kao i njene prerade, jer. uklanja se velika količina otpadnog kamena.

Kao rezultat obogaćivanja, sadržaj korisnih komponenti (%) značajno se povećava:

10 3 10 2 10 -1

d, mm

Na slici je prikazana ovisnost specifične potrošnje energije pri drobljenju i mljevenju materijala srednje čvrstoće od različite finalne finoće.

Stepen drobljenja (mljevenja) je omjer prečnika najvećih komada rude (D) i prečnika komada usitnjenog proizvoda (d):

U zavisnosti od svojstava rude, koristi se:

1 - drobljenje - uništenje kao rezultat kompresije komada između dva tijela za presovanje;

2 - cijepanje - uništenje kao rezultat uklinjavanja između vrhova tijela za drobljenje;

3 - udar - uništenje pod djelovanjem kratkotrajnih dinamičkih opterećenja;

4 - abrazija - uništenje kao rezultat djelovanja površina koje se kreću jedna u odnosu na drugu.

U zavisnosti od načina i mehanizma uništavanja komada rude, razlikuju se:

Čeljusne drobilice (gnječenje i cijepanje komada između ploča koje se povremeno približavaju - obraza) - uređaji periodičnog djelovanja: drobljenje rude se izmjenjuje s ciklusom istovara-utovara, što je glavni nedostatak ove vrste drobilica, što smanjuje njihovu produktivnost;

Konusne drobilice (lomiti i brusiti komade između pokretnih i nepokretnih konusa) - kontinuirane drobilice;

Roll drobilice (gnječenje i cijepanje komada između dvije glatke ili zupčaste osovine koje se kreću jedna prema drugoj) - kontinuirane drobilice;

Udarne drobilice se koriste za drobljenje mekih i viskoznih materijala.

Mljevenje materijala vrši se u mlinovima različitih tipova:

Bubnjevi mlinovi se koriste za mljevenje materijala do veličine čestica od 1-2 mm. Ovo je čelični bubanj u koji se utovaruju tijela za mljevenje zajedno s rudom. Ovisno o vrsti tijela za drobljenje razlikuju se mlinovi s kuglicama, šipkama, šljunkom i samomljeve.

Nakon svake faze drobljenja (mljevenja), fina frakcija se odvaja od rezultirajućeg proizvoda prosijavanjem (prosijavanjem). Prosijavanje se obično koristi za odvajanje materijala čija je veličina čestica veća od 1-2 mm.

Metode hidrauličke klasifikacije koriste se za odvajanje materijala čija je veličina čestica manja od 100 mikrona. Hidraulička klasifikacija je proces odvajanja mješavine mineralnih zrna po veličini na osnovu razlika u njihovoj stopi taloženja u vodi.

Zatim dolazi samo obogaćivanje. Najčešći načini obogaćivanja su:

plutanje,

gravitacijski,

magnetno,

Električni.

Korišćenjem flotacija Više od 90% svih ruda crnih i obojenih metala je obogaćeno, kao i nemetalni minerali: sumpor, grafit, fosfatne rude, ugalj.

Sistem flotacije je heterogen i uključuje tri faze: čvrstu, tečnu i gasovitu. Flotacija se zasniva na sposobnosti čvrstih čestica da se zadrže na granici između tečne i gasovite faze, tj. na hidrofobnost, nepropusnost čestica. Najčešća je pjenasta flotacija. Mineralna zrna koja nisu nakvašena vodom zalijepe se za mjehuriće zraka i isplivaju na površinu. Promjenom uslova flotacije, na primjer, može se postići sljedeće: tokom flotacije željezne rude, magnetit (koncentrat željezne rude) će se ispustiti u pjenasti proizvod - direktna flotacija, a može se osloboditi kvarc (otpadna stijena) - reverzno flotacija, tj. flotacijski procesi su raznovrsni zbog raznovrsnosti metoda vođenja i širokih mogućnosti kontrole.

Za provođenje procesa flotacije potrebno je koristiti različite kemijske spojeve:

Kolektori - dramatično povećavaju hidrofobnost površine ekstrahiranih čestica. Kada se koristi flotacija sulfidnih materijala

R-O-C-S-Me ksantati i RO S ditiofosfati

(R je radikal alkohola ili fenola; Me je Na ili K);

Nesulfidni minerali se plutaju sa Na-sapunima masnih kiselina (Na oleat - S17N33SOONa) ili aminima (RNH2);

Ugalj, sumpor i drugi prirodno hidrofobni minerali plutaju se pomoću kerozina i drugih nepolarnih reagenasa.

Sredstva za napuhavanje - tvari koje olakšavaju disperziju zraka, sprječavaju spajanje mjehurića i povećavaju čvrstoću pjene (razni tenzidi, borovo ulje);

Regulatori životne sredine - stvaraju optimalni pH okoline (kreč, soda, sumporna kiselina).

Proces flotacije se izvodi u flotacionim mašinama. Pjenasti proizvod se dovodi do dehidracije.

Gravitacijski procesi zasnivaju se na razlici u prirodi i brzini kretanja mineralnih čestica različite gustine u vodenom ili vazdušnom okruženju:

Ispiranje - odvajanje rastresivanjem i uklanjanjem vodom glinenih materijala koji drže na okupu mineralna zrna (rude željeza i mangana, fosforiti, placeri obojenih, rijetkih i plemenitih metala, ispiranje zlatnog pijeska, visokokvalitetni građevinski materijal);

Obogaćivanje u teškim okruženjima– podjela iskopanih minerala po gustini. Dobiveni proizvodi (teške i lake frakcije) imaju gustinu veću ili manju od gustine medija za separaciju i zbog toga ili plutaju ili tonu u njemu. Takvo obogaćivanje je glavna stvar u industriji uglja. Kao teški mediji koriste se organske tekućine, vodene otopine soli i suspenzije:

Organske tečnosti: trihloretan C2H3C13 (gustina 1460 kg/m3), hloroform CC14 (1600), dibromoetan C2H4Br2 (2170), acetilentetrabromid C2H1Br2 (2930);

Vodeni rastvori neorganskih soli: CaCd2 (1654), ZnC12 (2070);

Suspenzije: razne tvari usitnjene na manje od 0,1 mm koriste se kao ponderi - glina (1490), pirit (2500), galena PbS (3300). Prilikom obogaćivanja uglja koristi se suspenzija magnetita (2500).

Magnetno obogaćivanje koristi se u preradi ruda crnih, rijetkih i obojenih metala. Zasniva se na korištenju razlika u magnetskim svojstvima minerala i otpadnih stijena. Kada se čestice kreću kroz magnetsko polje, magnetni i nemagnetski proizvodi se kreću duž različitih putanja. Prema specifičnoj magnetskoj osjetljivosti minerali se dijele na:

Jako magnetno - magnetit Fe 3 O 4, pirotit Fe 1-n S n - χ\u003e 380 * 10 -7 m3 / kg,

Slabo magnetni - hidroksidi i karbonati Fe i Mn - χ \u003d (7,5-1,2) * 10-7 m3 / kg,

Nemagnetski kvarc SiO2, apatit Ca5(F,Cl)(PO4)3, rutil TiO2, feldspat (Na,K,Ca)(AlSi3O8).

Električno obogaćivanje temelji se na različitoj električnoj provodljivosti stijena i njihovim svojstvima da se naelektriziraju. Električna separacija se koristi za obogaćivanje zrnatih rasutih tvari s veličinom čestica od 0,05-3 mm, čije komponente nemaju značajne razlike u drugim svojstvima (gustina, magnetska osjetljivost, fizička i kemijska svojstva površine).

Ovisno o specifičnoj električnoj provodljivosti, minerali se dijele na:

Provodnici - rutil, pirit,

Poluprovodnici - magnetit,

Neprovodnici - kvarc, cirkon (ZrSO4).

Kada čestice mineralnog provodnika dođu u kontakt sa elektrodom, naelektrišu se istim nabojem. Dielektrična čestica u ovom slučaju nije nabijena. Čestice tada prolaze kroz konstantno električno polje i mijenjaju svoje putanje ovisno o naboju na njihovoj površini.

Koncentratori su izvor značajnih emisija prašine i otpadnih voda.

Do stvaranja prašine dolazi prilikom prerade i skladištenja čvrstih mineralnih sirovina. Jaka emisija prašine se uočava pri suvom drobljenju, prosijavanju, suvim metodama obogaćivanja, transportu i pretovaru proizvoda obogaćivanja.

Tokom rada drobilica, glavna emisija prašine se javlja na mjestima istovara proizvoda i dostiže 4 g/s za valjkaste drobilice, 10 g/s za konusne i čeljusne drobilice i 120 g/s za čekić drobilice. Tokom rada mlinova oslobađa se i do 80 g/s prašine.

Otpadne vode se ispuštaju u jalovinu zajedno sa jalovinom za obogaćivanje, odakle mogu ući u vodena tijela.

Glavni zagađivači su grube nečistoće (jalovina gravitacijskog obogaćivanja), soli u otopljenom obliku, flotacijski reagensi u obliku emulzija, produkti interakcije reagenasa međusobno i sa mineralima.

Otpadne vode mogu sadržavati:

Kiseline koje se koriste u tehnološkom procesu

Joni Fe, Cu, Ni, Zn, Pb, Al, Co, Cd, Sb, Hg i drugi koji ulaze u otpadne vode zbog rastvaranja njihovih jedinjenja kiselinama,

Cijanidi su glavni zagađivač postrojenja i fabrika za dobijanje zlata koje koriste talinu cijanida kao flotacijski reagens,

Fluoridi, ako su flotacijski reagensi NaF, NaSiF6,

Naftni proizvodi, najčešće - kerozin, flotacijsko sredstvo za obogaćivanje uglja, sumpor, Cu-Mo, Mo-W rudB

Fenoli kao sredstva za flotaciju, ksantati i ditiofosfati su sredstva za flotaciju neugodnog mirisa.

Neki minerali koji se iskopavaju iz nedra zemlje direktno se koriste u pojedinim sektorima nacionalne privrede (kamen, glina, krečnjak za građevinske svrhe, liskun za elektroizolaciju itd.), ali se većina njih prethodno obogaćuje.

Obogaćivanje mineralima nazvan skup operacija mehaničke obrade minerala kako bi se dobili proizvodi pogodni za upotrebu u nacionalnoj ekonomiji.

Proces obogaćivanja minerala odvija se u posebno opremljenim, visoko mehanizovanim preduzećima. Ova preduzeća se zovu postrojenja za preradu ako im je glavni zadatak izdvajanje minerala i postrojenja za drobljenje i prosijavanje, ako se obogaćivanje svodi uglavnom na drobljenje stijena i njihovo odvajanje po veličini i čvrstoći.

Minerali u postrojenjima za preradu prolaze kroz niz uzastopnih operacija, kao rezultat toga, korisne komponente se odvajaju od nečistoća. Procesi obogaćivanja minerala prema njihovoj namjeni dijele se na pripremne, osnovne i pomoćne .

Za pripremne uključuju procese drobljenja, mljevenja, prosijavanja i klasifikacije. Njihov zadatak je da mineralne komponente dovedu u stanje u kojem je moguće izvršiti separaciju (smanjenje veličine, razdvajanje po veličini, itd.);

Do glavnog uključuju sljedeće procese:

gravitacija;

flotacija;

magnetni;

električni;

poseban;

kombinovano.

Zadatak glavnih procesa obogaćivanja je odvajanje korisnih minerala i otpadnih stijena.

na pomoćni uključuju dehidraciju, sakupljanje prašine, tretman otpadnih voda, ispitivanje, kontrolu i automatizaciju, istovar, suvi i vodeni transport materijala, miješanje, distribuciju materijala i reagensa do strojeva, itd.

Zadatak ovih procesa je osigurati optimalan tok glavnih procesa.

Skup uzastopnih tehnoloških operacija obrade kojima se minerali podvrgavaju u postrojenjima za preradu naziva se shema obogaćivanja. U zavisnosti od prirode informacija sadržanih u šemi obogaćivanja, naziva se tehnološki, kvalitativni, kvantitativni, kvalitativno-kvantitativni, vodeno-mulj i dijagram sklopa aparata.

Sve što ulazi u obogaćivanje ili posebnu operaciju obogaćivanja naziva se izvorni materijal ili ishrana.

Izvorni materijal za pogon za preradu je ruda. Procenat vrijedne komponente u izvornom materijalu (rudi) obično se označava sa (alfa). Proizvodi obogaćivanje (ili operacija) odnosi se na materijale dobijene kao rezultat obogaćivanja - koncentrat, međuproizvod (srednji proizvod) i jalovina.

Koncentriraj se naziva se proizvod obogaćivanja u kojem je sadržaj vrijedne komponente veći nego u izvornom materijalu. Procenat vrijedne komponente u koncentratu je označen sa (beta).

Repovi naziva se proizvod za oplemenjivanje koji ima nizak sadržaj vrijedne komponente u odnosu na originalnu rudu. Procenat vrijedne komponente u repovima obično se označava sa (theta). Jalovina je uglavnom otpadna stijena i štetne nečistoće.

međuproizvod(srednji proizvod) je proizvod u kojem je sadržaj vrijedne komponente manji nego u koncentratu, a veći nego u repovima. Sadržaj vrijedne komponente u njemu označava se sa . Industrijski proizvodi se obično šalju na dodatnu obradu.

Koncentrati i jalovina mogu biti i proizvodi odvojenih operacija i finalni proizvodi procesa obogaćivanja. Kvalitet konačnih ili takozvanih robnih koncentrata mora biti u skladu sa državnim standardom (GOST). Svaki GOST predviđa minimalni sadržaj vrijedne komponente u koncentratima i dozvoljeni sadržaj nečistoća.

Za procjenu rezultata obogaćivanja koriste se sljedeći glavni tehnološki indikatori i njihovi simboli:

Izlaz(gama) - količina dobijenog proizvoda, izražena kao postotak (ili frakcije jedinice) početnog materijala.

Izlaz koncentrata, mešavine, jalovine određuje se iz sledećih izraza:

gdje je C količina koncentrata;

M - količina prerađene rude;

P - količina srednjeg udjela.

Stepen ekstrakcije e(epsilon) - izraženo u procentima, odnos količine vrijedne komponente u datom proizvodu (obično u koncentratu) prema njenoj količini u izvornom materijalu (rudi), uzet kao 100%. Stepen ekstrakcije u koncentrat, srednju smešu, jalovinu određuje se iz formula:

Stepen koncentracije(ili faktor obogaćivanja) K - odnos sadržaja vrijedne komponente u koncentratu i njenog sadržaja u izvornom materijalu (rudi):

Masa proizvoda je često nepoznata. Ali sadržaj korisne komponente u proizvodima gotovo je uvijek poznat.

Prinos koncentrata i jalovine, njegova ekstrakcija određuju se kroz sadržaj prema sljedećim formulama:

Prema takvim formulama, u procesu rada u fabrikama, moguće je proceniti obogaćivanje, imajući samo podatke o hemijskoj analizi rude () i proizvoda obogaćivanja ( , ). Na sličan način mogu se dobiti jednadžbe i formule za slučaj kada se u procesu obogaćivanja dobiju dva koncentrata i repa, odnosno za dvije vrijedne komponente.

Ove jednačine su različiti izrazi opšteg pravila da da je količina materijala koji se isporučuje za obogaćivanje jednaka zbiru dobijenih proizvoda

Stenska masa se deli na: glavnu (stvarno koncentrisanu); pripremne i pomoćne.

Sve postojeće metode obogaćivanja zasnivaju se na razlikama u fizičkim ili fizičko-hemijskim svojstvima pojedinih komponenti minerala. Postoje, na primjer, gravitacijski, magnetski, električni, flotacijski, bakterijski i drugi načini obogaćivanja.

Tehnološki efekat obogaćivanja

Prethodno obogaćivanje minerala omogućava:

povećati industrijske rezerve mineralnih sirovina korišćenjem nalazišta siromašnih minerala sa niskim sadržajem korisnih komponenti;
povećati produktivnost rada u rudarskim preduzećima i smanjiti troškove iskopane rude zbog mehanizacije rudarskih radova i kontinuiranog vađenja minerala umjesto selektivnog;
poboljšati tehničke i ekonomske pokazatelje metalurških i hemijskih preduzeća u preradi obogaćenih sirovina smanjenjem troškova goriva, električne energije, fluksa, hemijskih reagensa, poboljšanjem kvaliteta gotovih proizvoda i smanjenjem gubitka korisnih komponenti sa otpadom;
provoditi složenu upotrebu minerala, jer prethodno obogaćivanje omogućava da se iz njih izvuku ne samo glavne korisne komponente, već i prateće, koje se nalaze u malim količinama;
smanjiti troškove transporta rudarskih proizvoda do potrošača transportom bogatijih proizvoda, a ne cjelokupnog obima iskopane stijenske mase koja sadrži minerale;
izolovati štetne nečistoće iz mineralnih sirovina koje prilikom svoje dalje obrade mogu narušiti kvalitet finalnog proizvoda, zagaditi životnu sredinu i ugroziti zdravlje ljudi.

Prerada minerala se vrši u prerađivačkim postrojenjima, koja su danas moćna visoko mehanizovana preduzeća sa složenim tehnološkim procesima.

Klasifikacija procesa obogaćivanja

Prerada minerala u postrojenjima za preradu uključuje niz uzastopnih operacija, kao rezultat kojih se postiže odvajanje korisnih komponenti od nečistoća. Prema namjeni, procesi prerade minerala dijele se na pripremne, glavne (obogaćivanje) i pomoćne (završne).

Pripremni procesi

Pripremni procesi su dizajnirani da otvore ili otvore zrna korisnih komponenti (minerala) koje čine mineral i podijele ga na klase veličine koje zadovoljavaju tehnološke zahtjeve naknadnih procesa obogaćivanja. Pripremni procesi uključuju drobljenje, mljevenje, prosijavanje i klasifikaciju.

Drobljenje i mlevenje

Drobljenje i mlevenje- proces uništavanja i smanjenja veličine komada mineralnih sirovina (minerala) pod dejstvom spoljašnjih mehaničkih, toplotnih, električnih sila u cilju savladavanja unutrašnjih kohezivnih sila koje međusobno vezuju čestice čvrstog tela.

Prema fizici procesa, ne postoji suštinska razlika između drobljenja i mlevenja. Uobičajeno se smatra da se pri drobljenju dobijaju čestice veće od 5 mm, a pri drobljenju čestice manje od 5 mm. Veličina najvećih zrna do kojih je potrebno usitniti ili samljeti mineral tijekom njegove pripreme za obogaćivanje ovisi o veličini inkluzija glavnih komponenti koje čine mineral i o tehničkim mogućnostima opreme na kojoj se slijedeći Predviđeno je da se izvrši operacija prerade usitnjenog (zgnječenog) proizvoda.

Otvaranje zrna korisnih komponenti - drobljenje i (i) mljevenje izraslina dok se zrna korisne komponente u potpunosti ne oslobode i dobije se mehanička mješavina zrna korisne komponente i otpadne stijene (mješavine). Otvaranje zrna korisnih komponenti - drobljenje i (i) mljevenje izraslina dok se dio površine korisne komponente ne oslobodi, što omogućava pristup reagensu.

Drobljenje se vrši na posebnim postrojenjima za drobljenje. Drobljenje je proces razaranja čvrstih materija sa smanjenjem veličine komada do zadate finoće, djelovanjem vanjskih sila koje pobjeđuju unutrašnje kohezivne sile koje vezuju čestice čvrste tvari. Mljevenje drobljenog materijala vrši se u posebnim mlinovima (obično kugličnim ili štapnim).

Skrining i klasifikacija

Skrining i klasifikacija koriste se za razdvajanje minerala na proizvode različitih veličina - klase veličine. Prosijavanje se vrši prosijavanjem minerala na sito i sita sa kalibriranim rupama u mali (ispod sita) proizvod i veliki (preko sita) proizvod. Prosijavanje se koristi za odvajanje minerala po veličini na površinama za prosejavanje (prosijavanje), sa veličinama rupa od milimetra do nekoliko stotina milimetara.

Prosijavanje se vrši specijalnim mašinama - sitama.

Minerali čije komponente imaju razlike u električnoj provodljivosti ili imaju sposobnost, pod uticajem određenih faktora, da steknu električna naelektrisanja različite veličine i znaka, mogu se obogatiti metodom električnog razdvajanja. Takvi minerali uključuju apatit, volfram, kalaj i druge rude.

Obogaćivanje finoćom se koristi u slučajevima kada su korisne komponente predstavljene većim ili, obrnuto, manjim zrnima u odnosu na zrna otpadnih stijena. U placerima su korisne komponente u obliku malih čestica, tako da odvajanje velikih klasa omogućava da se riješite značajnog dijela nečistoća stijena.

Razlike u obliku zrna i koeficijentu trenja omogućavaju odvajanje ravnih, ljuskavih čestica liskuna ili vlaknastih azbestnih agregata od čestica stijena koje imaju zaobljeni oblik. Kada se krećete po kosoj ravni, vlaknaste i ravne čestice klize, a zaobljena zrna se kotrljaju prema dolje. Koeficijent trenja kotrljanja je uvijek manji od koeficijenta trenja klizanja, pa se ravne i zaobljene čestice kreću duž nagnute ravni različitim brzinama i duž različitih putanja, što stvara uslove za njihovo razdvajanje.

Razlike u optičkim svojstvima komponenti koriste se u obogaćivanju minerala metodom fotometrijskog odvajanja. Ova metoda se koristi za mehaničko odvajanje zrna različite boje i sjaja (na primjer, odvajanje dijamantskih zrna od zrna otpadnih stijena).

Glavne završne operacije su zgušnjavanje pulpe, dehidracija i sušenje proizvoda obogaćivanja. Izbor metode odvodnjavanja ovisi o karakteristikama materijala koji se odvodnjava (početni sadržaj vlage, distribucija veličine čestica i mineraloški sastav) i konačnih zahtjeva za vlagom. Često je teško postići potrebnu konačnu vlagu u jednoj fazi, pa se u praksi za neke proizvode obogaćivanja operacije dehidracije koriste na različite načine u nekoliko faza.

Otpad

Otpad - krajnji proizvodi obogaćivanja sa niskim sadržajem vrijednih komponenti, čije je dalje vađenje tehnički nemoguće i/ili ekonomski neisplativo. (Ovaj termin je ekvivalentan prethodno korištenom terminu jalovina, ali ne i termin repovi, koji je, za razliku od otpada, osiromašeni proizvod svake pojedinačne operacije obogaćivanja).

Intermedijari

Intermedijarni proizvodi (srednji proizvodi) su mehanička mješavina izraslina sa otvorenim zrnima korisnih komponenti i otpadnih stijena. Međuproizvode karakteriše manji sadržaj korisnih komponenti u odnosu na koncentrate i veći sadržaj korisnih komponenti u poređenju sa otpadom.

Kvalitet obogaćivanja

Kvalitet minerala i proizvoda za obogaćivanje određuje se sadržajem i ekstrakcijom vrijedne komponente, nečistoća, srodnih elemenata, kao i sadržajem vlage i finoće.

Prerada minerala je idealna

Pod idealnim obogaćivanjem minerala (idealnom separacijom) podrazumeva se proces razdvajanja mineralne mešavine na komponente, pri čemu ne dolazi do začepljenja svakog proizvoda sa česticama koje su mu strani. Efikasnost idealne obrade minerala je 100% po bilo kom kriterijumu.

Djelomična prerada minerala

Djelomično obogaćivanje je obogaćivanje posebne klase veličine minerala, odnosno odvajanje najlakše odvojivog dijela kontaminirajućih nečistoća iz konačnog proizvoda kako bi se povećala koncentracija korisne komponente u njemu. Koristi se, na primjer, za smanjenje sadržaja pepela neklasificiranog termalnog uglja odvajanjem i obogaćivanjem velike klase uz daljnje miješanje rezultirajućeg koncentrata i finih neobogaćenih sijeva.

Gubici minerala tokom obogaćivanja

Gubitak minerala pri obogaćivanju podrazumijeva se količina korisne komponente pogodne za obogaćivanje, koja se gubi sa otpadom od obogaćivanja zbog nesavršenosti procesa ili kršenja tehnološkog režima.

Utvrđene su dozvoljene norme za međukontaminaciju proizvoda obogaćivanja za različite tehnološke procese, a posebno za obogaćivanje uglja. Dozvoljeni postotak gubitaka minerala uklanja se iz bilansa proizvoda obogaćivanja kako bi se pokrila odstupanja kada se uzme u obzir masa vlage, uklanjanje minerala sa dimnim gasovima iz sušara i mehanički gubici.

Granica prerade minerala

Granica prerade minerala je najmanja i najveća veličina čestica rude, uglja, efektivno obogaćenih u mašini za preradu.

Dubina obogaćivanja

Dubina obogaćivanja je donja granica finoće materijala koji se obogaćuje.

Prilikom obogaćivanja uglja koriste se tehnološke sheme sa granicama obogaćivanja 13; 6; jedan; 0,5 i 0 mm. U skladu s tim, odvajaju se neobogaćene sijanja veličine 0-13 ili 0-6 mm, odnosno mulj veličine 0-1 ili 0-0,5 mm. Granica obogaćivanja od 0 mm znači da su sve klase veličine podložne obogaćivanju.

Međunarodni kongresi

Od 1952. godine održavaju se međunarodni kongresi o preradi minerala. Ispod je lista njih.

kongres	Godina	Lokacija
I	1952	London
II	1953	Pariz
III	1954	Goslar
IV	1955	Stockholm
V	1960	London
VI	1963	Caen
VII	1964	Njujork
VIII	1968	Leningrad
IX	1970	Prag
X	1973	London
XI	1975	Cagliari
XII	1975	Sao Paulo
XIII	1979	Varšava
XIV	1982	Toronto
XV	1985	Caen
XVI	1988	Stockholm
XVII	1991	Dresden
XVIII	1993	Sydney
XIX	1995

(bilješke sa predavanja)

V.B.Kuskov

SANKT PETERBURG

KONTROLA 2

1. pripremni procesi 8

1.1. GRANULOMETRIJSKI SASTAV 8

1.2 RUŠENJE 10

1.3. skrining 14

1.4. BRUŠENJE 17

1.5. HIDRAULIČKA KLASIFIKACIJA 20

2. GLAVNI PROCESI BOGAĆENJA 23

2.1. METODA GRAVITACIJSKOG OBOGAĆENJA 23

2.3. METODA MAGNETSKOG OBOGAĆENJA 35

2.4. ELEKTRIČNO Obogaćivanje 39

2.5. posebne METODE OBOGAĆENJA 43

2.6. KOMBINOVANE METODE OBOGAĆENJA 48

3 POMOĆNI PROCESI BOGAĆENJA 49

3.1. DEHIDRACIJA PROIZVODA ZA POBOLJŠANJE 49

3.2. UKLANJANJE PRAŠINE 53

3.3. PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA 54

3.3 TESTIRANJE, KONTROLA I AUTOMATIZACIJA 55

4. PREDNOSTI 55

Doing

Minerali- prirodne mineralne formacije zemljine kore, čiji hemijski sastav i fizička svojstva omogućavaju da se efikasno koriste u sferi materijalne proizvodnje. Polje mineral - akumulacija mineralne materije u utrobi ili na površini Zemlje, u smislu količine, kvaliteta i uslova nastanka pogodna za industrijsku upotrebu. (Sa velikim područjima rasprostranjenja, depoziti formiraju okruge, provincije i basene). Postoje čvrsti, tečni i gasoviti minerali.

Čvrsti minerali (rude), pak, dijele se na gorive (treset, škriljci, ugalj) i negorive, a to su: agronomske (apatit i fosforit itd.), nemetalne (kvarc, barit itd.) i metalni (rude crnih i obojenih metala). Efikasnost korištenja jednog ili drugog minerala ovisi prije svega o sadržaju vrijedne komponente u njemu i prisutnosti štetnih nečistoća. Direktna metalurška ili hemijska obrada minerala je svrsishodna (tehnički i ekonomski isplativa) samo ako sadržaj korisne komponente u njemu nije niži od određene granice koju određuje stepen razvoja tehnologije i tehnologije (i potreba za ovom sirovinom). materijal) u sadašnjem vremenu. U većini slučajeva direktno korištenje iskopane stijenske mase ili njena prerada (metalurška, hemijska i dr.) nije ekonomski izvodljiva, a ponekad i tehnički nemoguća, jer. minerali pogodni za direktnu preradu su u prirodi rijetki, u većini slučajeva podvrgnuti su posebnoj preradi - obogaćivanju.

Mineralno obogaćivanje skup procesa mehaničke obrade mineralnih sirovina u cilju izdvajanja korisnih (vrijednih) komponenti i uklanjanja otpadnih stijena i štetnih nečistoća. Kao rezultat obogaćivanja, iz rude se dobijaju koncentrati (koncentrati) i jalovina.

Koncentriraj se- ovo je proizvod u kojem se većina korisnih minerala (i mala količina minerala otpadnih stijena) oslobađa (koncentrira). Kvalitet koncentrata uglavnom karakteriše sadržaj vrijedne komponente ( uvek je veći nego u rudi, koncentrat je bogatiji vrijednosnom komponentom (otuda i naziv - obogaćivanje), kao i sadržajem korisnih i štetnih nečistoća, vlažnošću i granulometrijskim karakteristikama.

Repovi- proizvod u koji će se osloboditi većina minerala otpadnih stijena, štetnih nečistoća i mala količina korisne komponente (sadržaj vrijednih komponenti u jalovini je manji nego u koncentratima i rudi).

Osim koncentrata i jalovine, moguće je nabaviti intermedijarni proizvodi, tj. proizvodi koje karakteriše manji sadržaj korisnih komponenti u odnosu na koncentrate i veći sadržaj korisnih komponenti u odnosu na jalovinu.

Korisno(vrijedne) komponente nazivaju se hemijski elementi ili prirodna jedinjenja, za čiju proizvodnju se ovaj mineral vadi i prerađuje. Po pravilu, vrijedna komponenta u rudi je u obliku minerala (u prirodi ima malo autohtonih elemenata: bakar, zlato, srebro, platina, sumpor, grafit).

Korisne nečistoće imenovati hemijske elemente ili prirodna jedinjenja koja su deo minerala u malim količinama i poboljšavaju kvalitet gotovog proizvoda (ili se oslobađaju tokom dalje obrade). Na primjer, korisne nečistoće u željeznim rudama su aditivi za legiranje kao što su krom, volfram, vanadij, mangan itd.

Štetne nečistoće imenovati pojedinačne elemente i prirodne hemijske spojeve sadržane u mineralima u malim količinama i koji negativno utiču na kvalitet gotovih proizvoda. Na primjer, štetne nečistoće u željeznim rudama su sumpor, arsen, fosfor, u koksnom uglju - sumpor, fosfor, u termo ugljevima - sumpor itd.

Obogaćivanje mineralima omogućava povećanje ekonomska efikasnost njihove dalje prerade, takođe, u nekim slučajevima, bez faze obogaćivanja, dalja obrada postaje generalno nemoguća. Na primjer, rude bakra (koje sadrže, po pravilu, vrlo malo bakra) ne mogu se direktno topiti u metalni bakar, jer bakar tokom topljenja prelazi u zguru. Osim toga, obogaćivanje mineralima omogućava vam da:

 povećati industrijske zalihe sirovina korištenjem nalazišta siromašnih minerala sa niskim sadržajem vrijednih komponenti;

 povećanje produktivnosti rada u rudarskim preduzećima i smanjenje troškova iskopane rude zbog mehanizacije rudarskih radova i kontinuiranog vađenja minerala umjesto selektivnog;

 integrisana upotreba minerala, jer prethodno obogaćivanje omogućava ekstrakciju ne samo glavnih korisnih komponenti, već i pratećih sadržanih u malim količinama;

 smanjiti troškove transporta bogatijih proizvoda do potrošača, a ne cjelokupne količine izvađenih minerala;

 izdvojiti iz mineralnih sirovina one štetne nečistoće koje u daljoj preradi mogu zagaditi životnu sredinu i time ugroziti zdravlje ljudi i pogoršati kvalitet finalnog proizvoda.

Metode obogaćivanja mogu se koristiti iu preradi komunalnog čvrstog otpada (generira se 350-400 kg/godišnje po osobi).

Minerali u postrojenjima za preradu prolaze kroz niz uzastopnih operacija, usljed kojih se korisne komponente odvajaju od nečistoća. Procesi prerade minerala prema namjeni dijele se na pripremne, pomoćne i glavne.

To pripremni uključuju procese drobljenja, mljevenja, prosijavanja i klasifikacije. Njihov zadatak je da odvoje korisni mineral i otpadnu stijenu („otvore“ izrasline) i stvore željenu granulometrijsku karakteristiku prerađene sirovine.

Zadatak major procesi oplemenjivanja - za odvajanje korisnih minerala i otpadnih stijena. Za odvajanje minerala koriste se razlike u fizičkim svojstvima izdvojenih minerala. To uključuje:

Naziv metode obogaćivanja	Fizička svojstva korištena za odvajanje	Glavne vrste minerala obogaćene ovom metodom
Metoda gravitacionog obogaćivanja	Gustina (uzimajući u obzir veličinu i oblik)	Ugljevi (+1 mm), škriljevci, zlatonosne, kositrene rude…
Metoda obogaćivanja flotacijom	Vlaženje površine	Rude obojenih metala, rude apatita, fosforita, fluorita...
Metoda magnetnog obogaćivanja	Specifična magnetna osetljivost	Željezna ruda...
Metoda električnog obogaćivanja	Električna svojstva (električna provodljivost, tribonaboj, permitivnost, pironaboj)	Fino podešavanje dijamantskih ruda, rijetkih metala: titan-cirkonijum, tantal-niobijum, kalaj-volfram, rijetka zemlja (monazit-ksenotim). Stakleni pijesak, elektronski otpad…
sortiranje rude: Rudarstvo Radiometrijsko obogaćivanje	Vanjski znakovi: boja, sjaj, oblik Sposobnost čestica da emituju, reflektuju, apsorbuju različite vrste energije	Drago kamenje, liskun, azbest dugih vlakana Rude crnih i obojenih metala, rude koje sadrže dijamante, fluorit i druge rude
selektivno drobljenje	Razlika u snazi	Fosforitne rude, ugalj i škriljci
Obogaćivanje forme
Kombinirane metode	Pored tradicionalnih procesa obogaćivanja (koji ne utiču na hemijski sastav sirovina), shema uključuje piro- ili hidrometalurške operacije koje menjaju hemijski sastav sirovina.	Uranijum, zlatonosne (primarne) rude, rude bakra i nikla…

Pored navedenih, postoje i druge metode obogaćivanja. Također, ponekad se procesi aglomeracije (povećanje veličine materijala) nazivaju procesi obogaćivanja.

To pomoćni uključuju odvodnjavanje, sakupljanje prašine, tretman otpadnih voda, uzorkovanje, kontrolu i automatizaciju. Zadatak ovih procesa je da obezbede optimalan tok glavnih procesa, da dovedu proizvode separacije u potrebne uslove.

Skup uzastopnih tehnoloških operacija obrade kojima se minerali podvrgavaju u postrojenjima za preradu naziva se shema obogaćivanja. Ovisno o prirodi informacija sadržanih u shemi obogaćivanja, nazivaju se tehnološkim, kvalitativnim, kvantitativnim, kvalitativno-kvantitativnim, vodeno-muljom i dijagramom aparata.

Obogaćivanje, kao i svaki drugi tehnološki proces, karakteriziraju indikatori. Glavni tehnološki pokazatelji obogaćivanja su sljedeći:

 Q masa proizvoda (produktivnost); P – masa (kapacitet) izračunate komponente u proizvodu . Obično se izražavaju u tonama na sat, tonama na dan, itd.;

 sadržaj izračunate komponente u proizvodu - ,  je odnos mase izračunate komponente u proizvodu prema masi proizvoda; Sadržaj različitih komponenti u mineralu i u nastalim proizvodima obično se izračunava u procentima (ponekad se sadržaj u izvornom materijalu označava sa , u koncentratu - , u jalovini - ). Sadržaj korisnih komponenti u ekstrahovanoj sirovini (rudi) može se kretati od udjela procenta (bakar, nikl, kobalt itd.) do nekoliko procenata (olovo, cink itd.) i nekoliko desetina procenata (gvožđe, mangan). , fosilni ugalj i neki drugi nemetalni minerali);

 prinos proizvoda –  i,  k,  xv  je odnos mase proizvoda prema masi originalne rude; prinos bilo kojeg proizvoda obogaćivanja izražava se u postocima, rjeđe u dijelovima jedinice;

 ekstrakcija vrijedne komponente –  u,  k,  xv  je odnos mase izračunate komponente u proizvodu prema masi iste komponente u izvornoj rudi; ekstrakcija se izražava u procentima, rjeđe u dijelovima jedinice.

Izlaz i-ti proizvod se izračunava po formuli:

 i = (Q i /Q ref)100,%

Takođe, za slučaj razdvajanja na dva proizvoda - koncentrat i jalovinu, njihov prinos se može odrediti kroz sadržaj pomoću sledećih formula:

 k = 100,%;  xv =
100,%;

Zbir prinosa koncentrata i jalovine je:

 k +  xv = 100%.

Očigledno je da

Q con + Q xv = Q ref.;

R con + R xv = R ref.

 1 +  2 +…+  n = 100%.

Slično za Q i R.

(U preradi minerala u pravilu se dobijaju samo dva proizvoda - koncentrat i jalovina, ali ne uvijek, ponekad može biti i više proizvoda).

U praksi se sadržaj obično određuje hemijskom analizom.

Izdvajanje korisne komponente u i– ti proizvod:

i = 100,% ili  i = %.

Zbir ekstrakcije koncentrata i jalovine jednak je:

 do +  xv = 100%.

Ova formula vrijedi za bilo koji broj proizvoda:

 1 +  2 +…  n = 100%.

Da biste pronašli sadržaj u proizvodu miješanja, možete koristiti takozvanu jednadžbu ravnoteže (za slučaj razdvajanja na dva proizvoda):

 do  con +  xv  con =  ref  ref.

Jednačina vrijedi i za bilo koji broj proizvoda:

 1  1 +  2  2 +…+ n  n =  ref  ref.

Treba napomenuti da je  ref = 100%.

Primjer. Ruda se razdvaja na dva proizvoda (slika 1.1) - koncentrat i jalovinu. Produktivnost rude Q ref = 200 t/h, za koncentrat - Q kon = 50 t/h. Performanse po komponenti dizajna R ref = 45 t/h, po komponentama u koncentratu R kon = 40 t/h.

Q xv = Q ref - Q kon \u003d 200 - 50 \u003d 150 t / h;

 con = ( Q con / Q ref)100 = (50/200)100 = 25%;

 xv \u003d  ref -  k \u003d 100 - 25 \u003d 75%,

ili  xv = ( Q xv / Q ref)100 =(150/200) . 100=75%;

očigledno je da Q xv = ( xv  Q ref)/100 = (75200)/100 = 150 t/h;

=
=
= 22,5 %;