Metoder för anrikning av mineraler. Klassificering av metoder och processer för anrikning Anrikning av mineraler tillämpning av fysik
Förberedande processer för mineralbearbetning
Introduktion
Syftet med mineralbearbetning
Den brutna bergmassan är en blandning av bitar av mineralkomplex, sammanväxter av mineraler med olika fysikaliska, fysikalisk-kemiska och kemiska egenskaper. För att erhålla slutprodukter (koncentrat av metaller, koks, byggnadsmaterial, kemiska gödningsmedel, etc.) måste det utsättas för ett antal bearbetningsprocesser: mekaniska, termiska, kemiska.
Bearbetningen av mineraler vid anrikningsverket inkluderar ett antal operationer, som ett resultat av vilket separation av användbara komponenter från föroreningar uppnås, de där. få mineralet till en kvalitet som är lämplig för efterföljande bearbetning, till exempel är det nödvändigt att öka innehållet av: järn från 30-50% till 60-70%; mangan från 15-25% till 35-45%, koppar från 0,5-1,5% till 45-60%, volfram från 0,02-0,1% till 60-65%.
Enligt deras syfte är processerna för bearbetning av mineraler uppdelade i förberedande, huvud(berikning) och hjälp.
Förberedande processer är utformade för att öppna eller öppna korn av användbara komponenter (mineraler) som utgör mineraler, och dela in dem i storleksklasser, uppfylla de tekniska kraven för efterföljande anrikningsprocesser.
De förberedande processerna omfattar krossning, malning, siktning och klassificering.
Anrikning av mineraler är en uppsättning processer för mekanisk bearbetning av mineralråvaror, vilket gör det möjligt att separera användbara mineraler (koncentrat) från gråberg.
Koncentrationsingenjörer bör lösa följande uppgifter:
Integrerad utveckling av mineraltillgångar;
Användning av bearbetade produkter;
Skapande av nya processer av icke-avfallsteknologi för att separera mineraler till slutliga säljbara produkter för användning inom industrin;
Miljöskydd.
Separation av blandningar av mineraler utförs på grundval av skillnader i fysikaliska, fysikalisk-kemiska och kemiska egenskaper för att erhålla ett antal produkter med högt innehåll av värdefulla komponenter (koncentrat) , låg (mellanprodukter) och obetydlig (avfall, avfall) .
Anrikningsprocessen syftar inte bara till att öka innehållet av en värdefull komponent i koncentratet, utan också på att ta bort skadliga föroreningar:
svavel i hörnet fosfor i mangankoncentrat, arsenik i brun järnmalm och sulfidpolymetallmalmer. Dessa föroreningar, som kommer in i gjutjärn och sedan till stål, förvärrar det mekaniska. metallegenskaper.
Kort information om mineraler
mineraler kallas malmer, icke-metalliska och brännbara fossila material som används i industriell produktion i naturlig eller bearbetad form.
Till malmer inkluderar mineraler som innehåller värdefulla komponenter i en mängd som är tillräcklig för att göra deras utvinning ekonomiskt lönsam.
Malmer klassificeras i metalliska och icke-metalliska.
metallmalmer- råvaror för framställning av järn, icke-järn, sällsynta, ädelmetaller och andra metaller - volfram-molybden, bly-zink, mangan, järn, kobolt, nickel, kromit, guldhaltigt;
icke-metalliska malmer- asbest, baryt, apatit, fosforit, grafit, talk, antimon, etc.
Ickemetalliska mineraler - råvaror för tillverkning av byggmaterial (sand, lera, grus, byggnadssten, portlandcement, byggnadsgips, kalksten, etc.)
brännbara mineraler - fast bränsle, olja och brännbar gas.
Mineraler består av mineraler som skiljer sig åt i deras värde, fysikaliska och kemiska egenskaper (hårdhet, densitet, magnetisk permeabilitet, vätbarhet, elektrisk ledningsförmåga, radioaktivitet, etc.).
Mineraler- kallas inhemska (dvs förekommer i naturen i sin rena form) element och naturliga kemiska föreningar.
Användbart mineral (eller komponent)- de kallar ett grundämne eller dess naturliga förening, för att erhålla vilken utvinning och bearbetning av ett mineral utförs. Till exempel: användbara mineraler i järnmalm är magnetit Fe 3 O 4 , hematit Fe 2 O 3 .
Användbara föroreningar- kallade mineraler (element), vars innehåll i små mängder leder till en förbättring av kvaliteten på produkter erhållna från användbara mineraler. Till exempel föroreningar vanadin, volfram, mangan, krom i järnmalm positivt påverka kvaliteten på metallen som smälts från den.
Skadliga föroreningar- kallade mineraler (element), vars innehåll i små mängder leder till en försämring av kvaliteten på produkter erhållna från användbara mineraler. Till exempel föroreningar svavel, fosfor, arsenik påverkar ståltillverkningsprocessen negativt.
Följande element kallas komponenterna som ingår i mineralet i små mängder, som frigörs under anrikningsprocessen till enskilda produkter eller produkten av huvudkomponenten. Ytterligare metallurgisk eller kemisk bearbetning av satellitelement gör att de kan extraheras till en separat produkt.
Mineraler från gråberg- kalla komponenter som inte har industriellt värde. I järnmalm kan dessa inkludera SiO 2 , Al 2 O 3 .
Beroende på strukturen särskiljs mineraler varvat och fast, till exempel i spridd - enskilda små korn av ett användbart mineral är utspridda bland korn av gråberg; i fast - korn av ett användbart mineral representeras huvudsakligen av en kontinuerlig massa och mineraler av gråberg i form av mellanskikt, inneslutningar.
Anrikning av mineraler är en uppsättning tekniska processer för förbehandling av mineralråvaror för att ge det kvaliteter som uppfyller konsumenternas krav.
För berikning:
Innehållet av den användbara komponenten i råvaran ökar,
Skadliga föroreningar avlägsnas från råvaror,
Enhetlighet av råvaror i storlek och sammansättning uppnås.
Som ett resultat av berikning får du:
Koncentrat är en förädlingsprodukt som har ett högre innehåll av en användbar komponent jämfört med malm. Enligt dess innehåll, enligt innehållet av föroreningar, fukt, koncentrat måste uppfylla kraven i GOSTs, OSTs, TUs;
Avfallsavfall är anrikningsavfall som består av gråberg med låg halt av användbara komponenter, vars utvinning är tekniskt omöjlig eller ekonomiskt olönsam.
Anrikning minskar kostnaderna för att transportera råvaror, såväl som dess bearbetning, eftersom. en stor volym gråberg tas bort.
Som ett resultat av anrikning ökar innehållet av användbara komponenter (%) avsevärt:
|
|
Figuren visar beroendet av den specifika energiförbrukningen vid krossning och malning av medelstarkt material av olika slutfinheter.
Graden av krossning (malning) är förhållandet mellan diametern på de största malmbitarna (D) och diametern på bitarna av den krossade produkten (d):
Beroende på malmens egenskaper används den:
1 - krossning - förstörelse som ett resultat av komprimering av bitar mellan två presskroppar;
2 - splittring - förstörelse som ett resultat av kilning mellan spetsarna på krossande kroppar;
3 - påverkan - förstörelse under inverkan av kortsiktiga dynamiska belastningar;
4 - nötning - förstörelse som ett resultat av verkan av ytor som rör sig i förhållande till varandra.
Beroende på metoden och mekanismen för destruktion av bitar av malm, finns det:
Käftkrossar (krossar och delar bitar mellan plåtar som närmar sig periodiskt - kinder) - anordningar för periodisk verkan: malmkrossning växlar med en avlastnings-lastningscykel, vilket är den största nackdelen med denna typ av krossar, vilket minskar deras produktivitet;
Konkrossar (krossar och nöter bitar mellan rörliga och stationära koner) - kontinuerliga krossar;
Rullkrossar (krossar och delar bitar mellan två släta eller tandade axlar som rör sig mot varandra) - kontinuerliga krossar;
Slagkrossar används för att krossa mjuka och trögflytande material.
Malning av materialet utförs i kvarnar av olika typer:
Trumkvarnar används för att mala material till en partikelstorlek på 1-2 mm. Detta är en ståltrumma i vilken malkroppar lastas tillsammans med malm. Beroende på typ av krosskroppar finns det kul-, stång-, sten- och självslipande kvarnar.
Efter varje steg av krossning (malning) separeras en fin fraktion från den resulterande produkten genom siktning (siktning). Silning används vanligtvis för att separera material med en partikelstorlek över 1-2 mm.
Hydrauliska klassificeringsmetoder används för att separera material med en partikelstorlek på mindre än 100 mikron. Hydraulisk klassificering är processen att separera en blandning av mineralkorn efter storlek baserat på skillnader i deras sedimenteringshastigheter i vatten.
Sedan kommer själva berikningen. De vanligaste anrikningsmetoderna är:
flotation,
Gravitation,
Magnetisk,
Elektrisk.
Via flotation mer än 90% av alla malmer av järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller är berikade, liksom icke-metalliska mineraler: svavel, grafit, fosfatmalmer, kol.
Flotationssystemet är heterogent och inkluderar tre faser: fast, flytande, gas. Flotation baseras på fasta partiklars förmåga att hållas i gränsytan mellan vätske- och gasfasen, dvs. på hydrofobicitet, impermeabilitet hos partiklar. Skumflotation är den vanligaste. Mineralkorn som inte väts av vatten fastnar i luftbubblor och flyter upp till ytan. Genom att ändra flotationsförhållandena kan till exempel följande uppnås: under flotationen av järnmalmer kommer magnetit (järnmalmskoncentrat) att släppas ut i skumprodukten - direkt flotation, och kvarts (råberg) kan frigöras - omvänt flotation, d.v.s. Flotationsprocesser är mångsidiga på grund av mångfalden av ledningsmetoder och breda kontrollmöjligheter.
För att genomföra flotationsprocessen är det nödvändigt att använda olika kemiska föreningar:
Samlare - ökar dramatiskt hydrofobiciteten på ytan av de extraherade partiklarna. När flotation av sulfidmaterial används
R-O-C-S-Me xanthater och RO S ditiofosfater
(R är en alkohol- eller fenolradikal; Me är Na eller K);
Icke-sulfidmineraler flyter med Na-tvålar av fettsyror (Na-oleat - С17Н33СООНa) eller aminer (RNH2);
Kol, svavel och andra naturligt hydrofoba mineraler flyter med fotogen och andra opolära reagenser.
Blåsmedel - ämnen som underlättar spridningen av luft, förhindrar sammanslagning av bubblor och ökar styrkan hos skummet (olika ytaktiva ämnen, tallolja);
Miljöregulatorer - skapa det optimala pH-värdet i miljön (kalk, läsk, svavelsyra).
Flotationsprocessen utförs i flotationsmaskiner. Skumprodukten matas till dehydrering.
Gravitationsprocesserär baserade på skillnaden i naturen och hastigheten för rörelse av mineralpartiklar med olika densitet i en vatten- eller luftmiljö:
Spolning - separering genom att lossa och ta bort material med vattenlera som håller samman mineralkorn (järn- och manganmalmer, fosforiter, placerare av icke-järnhaltiga, sällsynta och ädla metaller, tvättning av gyllene sand, högkvalitativt byggmaterial);
Anrikning i tunga miljöer– uppdelning av utvunna mineraler efter densitet. De resulterande produkterna (tunga och lätta fraktioner) har en densitet som är större eller mindre än densiteten för det separerande mediet och på grund av detta antingen flyter eller sjunker i det. Sådan anrikning är det viktigaste inom kolindustrin. Organiska vätskor, vattenlösningar av salter och suspensioner används som tunga medier:
Organiska vätskor: trikloretan C2H3C13 (densitet 1460 kg/m3), kloroform CC14 (1600), dibrometan C2H4Br2 (2170), acetylentetrabromid C2H1Br2 (2930);
Vattenlösningar av oorganiska salter: CaCd2 (1654), ZnC12 (2070);
Suspensioner: olika ämnen krossade till mindre än 0,1 mm används som viktningsmedel - lera (1490), pyrit (2500), galena PbS (3300). Vid anrikning av kol används en suspension av magnetit (2500).
Magnetisk berikning används vid bearbetning av malmer av järnhaltiga, sällsynta och icke-järnhaltiga metaller. Den bygger på användningen av skillnader i de magnetiska egenskaperna hos mineraler och gråberg. När partiklar rör sig genom ett magnetfält rör sig magnetiska och icke-magnetiska produkter längs olika banor. Enligt den specifika magnetiska känsligheten delas mineraler in i:
Starkt magnetisk - magnetit Fe 3 O 4, pyrrhotite Fe 1-n S n - χ\u003e 380 * 10 -7 m3 / kg,
Svagt magnetiska - hydroxider och karbonater av Fe och Mn - χ \u003d (7,5-1,2) * 10-7 m3 / kg,
Icke-magnetisk kvarts SiO2, apatit Ca5(F,Cl)(PO4)3, rutil TiO2, fältspat (Na,K,Ca)(AlSi3O8).
Elektrisk anrikning baseras på den olika elektriska ledningsförmågan hos bergarter och deras egenskaper för att elektrifieras. Elektrisk separation används för att berika granulära fasta ämnen med en partikelstorlek på 0,05-3 mm, vars komponenter inte har signifikanta skillnader i andra egenskaper (densitet, magnetisk känslighet, fysikaliska och kemiska egenskaper hos ytan).
Beroende på den specifika elektriska ledningsförmågan delas mineraler in i:
Ledare - rutil, pyrit,
Halvledare - magnetit,
Icke-ledare - kvarts, zirkon (ZrSO4).
När mineralledarens partiklar kommer i kontakt med elektroden, laddas de med samma laddning. Den dielektriska partikeln laddas inte i detta fall. Partiklarna passerar sedan genom ett konstant elektriskt fält och ändrar sina banor beroende på laddningen på deras yta.
Koncentratorer är en källa till betydande utsläpp av damm och avloppsvatten.
Dammbildning sker vid bearbetning och lagring av fasta mineralråvaror. Kraftiga stoftutsläpp observeras vid torrkrossning, siktning, med torranrikningsmetoder, transport och omlastning av anrikningsprodukter.
Under driften av krossar sker det huvudsakliga stoftutsläppet på platserna för produktavlastning och når 4 g/s för rullkrossar, 10 g/s för kon- och käftkrossar och 120 g/s för hammarkrossar. Under driften av kvarnarna frigörs upp till 80 g/s damm.
Avloppsvatten släpps ut i avfall tillsammans med anrikningsavfall, varifrån det kan komma ut i vattendrag.
De huvudsakliga föroreningarna är grova föroreningar (gravitationsanrikningsavfall), salter i löst form, flotationsreagens i form av emulsioner, produkter av interaktion mellan reagenser med varandra och med mineraler.
Avloppsvatten kan innehålla:
Syror som används i den tekniska processen
Joner av Fe, Cu, Ni, Zn, Pb, Al, Co, Cd, Sb, Hg och andra som kommer ut i avloppsvatten på grund av att deras föreningar löses upp av syror,
Cyanider är den huvudsakliga föroreningen i guldåtervinningsanläggningar och fabriker som använder cyanidsmälta som flotationsreagens,
Fluorider, om flotationsreagensen är NaF, NaSiF6,
Petroleumprodukter, oftast - fotogen, flotationsmedel vid anrikning av kol, svavel, Cu-Mo, Mo-W rudB
Fenoler som flotationsmedel, xanthater och ditiofosfater är flotationsmedel med en obehaglig lukt.
Vissa mineraler som utvinns från jordens tarmar används direkt i vissa sektorer av den nationella ekonomin (sten, lera, kalksten för byggnadsändamål, glimmer för elektrisk isolering etc.), men de flesta av dem är preliminärt berikade.
Anrikning av mineraler kallas en uppsättning operationer för mekanisk bearbetning av ett mineral för att få produkter som är lämpliga för användning i den nationella ekonomin.
Processen för mineralbearbetning utförs på speciellt utrustade, högmekaniserade företag. Dessa företag kallas bearbetningsanläggningar om deras huvudsakliga uppgift är att separera mineraler och kross- och sållningsanläggningar, om anrikningen reduceras huvudsakligen till att krossa stenar och separera dem efter storlek och styrka.
Mineraler vid bearbetningsanläggningar genomgår en serie sekventiella operationer, som ett resultat av att användbara komponenter separeras från föroreningar. Mineralberikningsprocesser enligt deras syfte är indelade i förberedande, grundläggande och hjälpmedel .
Till förberedande inkluderar processerna för krossning, malning, siktning och klassificering. Deras uppgift är att föra mineralkomponenterna i ett tillstånd där det är möjligt att genomföra separation (minskning i storlek, separation efter storlek, etc.);
Till huvudet inkluderar följande processer:
allvar;
flotation;
magnetisk;
elektrisk;
särskild;
kombinerad.
Uppgiften för de huvudsakliga anrikningsprocesserna är att separera det nyttiga mineralet och gråberget.
till hjälpmedel omfatta uttorkning, dammuppsamling, avloppsvattenrening, testning, styrning och automatisering, lossning, torr- och vattentransport av material, blandning, distribution av material och reagens till maskiner m.m.
Dessa processers uppgift är att säkerställa det optimala flödet av huvudprocesserna.
Uppsättningen av sekventiella tekniska bearbetningsoperationer som mineraler utsätts för vid bearbetningsanläggningar kallas anrikningssystem. Beroende på arten av informationen i anrikningsschemat kallas den tekniskt, kvalitativt, kvantitativt, kvalitativt-kvantitativt, vatten-slurry- och apparatkretsschema.
Allt som kommer in i anrikningen eller en separat anrikningsoperation kallas källmaterial eller näring.
Källmaterialet till bearbetningsanläggningen är malm. Procentandelen av en värdefull komponent i källmaterialet (malmen) betecknas vanligtvis med (alfa). Produkter anrikning (eller operation) avser de material som erhålls som ett resultat av anrikning - koncentrera, mellanprodukt (mellanprodukt) och avfall.
Koncentrera anrikningsprodukten kallas, där innehållet av den värdefulla komponenten är större än i originalmaterialet. Procentandelen av den värdefulla komponenten i koncentratet betecknas med (beta).
Svansar kallas en förädlingsprodukt som har ett lågt innehåll av en värdefull komponent jämfört med originalmalmen. Procentandelen av en värdefull komponent i svansarna betecknas vanligtvis med (theta). Avfall är främst gråberg och skadliga föroreningar.
mellanprodukt(mellanprodukt) är en produkt där innehållet av en värdefull komponent är mindre än i koncentratet och mer än i svansarna. Innehållet i en värdefull komponent i den betecknas med . Industriprodukter skickas vanligtvis för ytterligare bearbetning.
Koncentrat och avfallsavfall kan vara både produkter från separata operationer och slutprodukter från anrikningsprocessen. Kvaliteten på de slutliga eller så kallade råvarukoncentraten måste överensstämma med den statliga standarden (GOST). Varje GOST anger det lägsta innehållet av en värdefull komponent i koncentrat och det tillåtna innehållet av föroreningar.
För att utvärdera anrikningsresultaten används följande huvudsakliga tekniska indikatorer och deras symboler:
Produktion(gamma) - mängden av den erhållna produkten, uttryckt i procent (eller fraktioner av en enhet) av utgångsmaterialet.
Utgången av koncentrat, middlings, tailings bestäms från följande uttryck:
där C är mängden koncentrat;
M - mängden bearbetad malm;
P - mängden mellanslag.
Extraktionsgrad e(epsilon) - uttryckt i procent, förhållandet mellan mängden av en värdefull komponent i en given produkt (vanligtvis i ett koncentrat) och dess mängd i källmaterialet (malmen), taget som 100%. Graden av extraktion till koncentrat, mellanprodukter, avfall bestäms från formlerna:
Grad av koncentration(eller anrikningsfaktor) K - förhållandet mellan innehållet av den värdefulla komponenten i koncentratet och dess innehåll i källmaterialet (malmen):
Ofta är massan av produkter okänd. Men innehållet i en användbar komponent i produkter är nästan alltid känt.
Utbytet av koncentrat och avfall, dess extraktion bestäms av innehållet med följande formler:
Enligt sådana formler är det möjligt att utvärdera anrikning i processen att arbeta på fabriker, med endast data om kemisk analys av malm () och anrikningsprodukter ( , ). På liknande sätt kan ekvationer och formler erhållas för det fall då två koncentrat och svansar erhålls i anrikningsprocessen, dvs för två värdefulla komponenter.
Dessa ekvationer är olika uttryck för den allmänna regeln att att mängden material som tillhandahålls för anrikning är lika med summan av de erhållna produkterna
Bergmassan är indelad i: huvudsaklig (faktiskt koncentrerad); förberedande och hjälpmedel.
Alla befintliga anrikningsmetoder är baserade på skillnader i de fysiska eller fysikalisk-kemiska egenskaperna hos enskilda komponenter i ett mineral. Det finns till exempel gravitationella, magnetiska, elektriska, flotations-, bakteriella och andra anrikningsmetoder.
Teknologisk effekt av anrikning
Preliminär anrikning av mineraler tillåter:
- att öka industriella reserver av mineralråvaror genom användning av fyndigheter av dåliga mineraler med ett lågt innehåll av användbara komponenter;
- öka arbetsproduktiviteten vid gruvföretag och minska kostnaderna för bruten malm på grund av mekanisering av gruvdrift och kontinuerlig utvinning av mineraler istället för selektiv;
- att förbättra de tekniska och ekonomiska indikatorerna för metallurgiska och kemiska företag vid bearbetning av berikade råvaror genom att minska kostnaderna för bränsle, elektricitet, flussmedel, kemiska reagenser, förbättra kvaliteten på färdiga produkter och minska förlusten av användbara komponenter med avfall;
- att utföra den komplexa användningen av mineraler, eftersom preliminär anrikning gör det möjligt att extrahera från dem inte bara de viktigaste användbara komponenterna, utan också åtföljande sådana, som finns i små mängder;
- minska kostnaderna för att transportera gruvprodukter till konsumenterna genom att transportera rikare produkter, och inte hela volymen utvunnen stenmassa som innehåller mineraler;
- isolera skadliga föroreningar från mineralråvaror, som under sin vidare bearbetning kan försämra kvaliteten på slutprodukten, förorena miljön och hota människors hälsa.
Bearbetning av mineraler utförs vid bearbetningsanläggningar, som idag är kraftfulla högmekaniserade företag med komplexa tekniska processer.
Klassificering av anrikningsprocesser
Bearbetningen av mineraler vid bearbetningsanläggningar inkluderar en serie sekventiella operationer, som ett resultat av vilka separation av användbara komponenter från föroreningar uppnås. Enligt deras syfte är processerna för bearbetning av mineraler uppdelade i förberedande, huvudsakliga (koncentrera) och hjälpmedel (slutliga).
Förberedande processer
Förberedande processer är utformade för att öppna eller öppna kornen av användbara komponenter (mineraler) som utgör mineralet och dela upp det i storleksklasser som uppfyller de tekniska kraven för efterföljande anrikningsprocesser. De förberedande processerna omfattar krossning, malning, siktning och klassificering.
Krossning och malning
Krossning och malning- processen med förstörelse och minskning av storleken på bitar av mineralråvaror (mineraler) under inverkan av yttre mekaniska, termiska, elektriska krafter som syftar till att övervinna de inre kohesiva krafterna som binder samman partiklarna i en fast kropp.
Enligt processens fysik finns det ingen grundläggande skillnad mellan krossning och malning. Konventionellt anses det att vid krossning erhålls partiklar större än 5 mm och när de krossas är partiklar mindre än 5 mm. Storleken på de största kornen, till vilka det är nödvändigt att krossa eller mala mineralet i dess förberedelse för anrikning, beror på storleken på inneslutningarna av huvudkomponenterna som utgör mineralet och på den tekniska kapaciteten hos utrustningen på vilken nästa operation att bearbeta den krossade (krossade) produkten är tänkt att utföras .
Öppning av korn av användbara komponenter - krossning och (och) malning av sammanväxter tills kornen av en användbar komponent är helt släppta och en mekanisk blandning av korn av en användbar komponent och gråberg (blandning) erhålls. Öppnande av korn av användbara komponenter - krossning och (och) malning av sammanväxter tills en del av ytan på den användbara komponenten släpps, vilket ger tillgång till reagenset.
Krossning utförs på speciella krossanläggningar. Krossning är processen för förstörelse av fasta ämnen med en minskning av bitarnas storlek till en given finhet, genom verkan av yttre krafter som övervinner de inre kohesiva krafterna som binder fast partiklarna. Malning av krossat material utförs i speciella kvarnar (vanligtvis kula eller stav).
Screening och klassificering
Screening och klassificering används för att separera ett mineral i produkter av olika storlekar - storleksklasser. Sållning utförs genom att mineralet siktas på en sikt och siktar med kalibrerade hål till en liten (undersil) produkt och en stor (översikt) produkt. Screening används för att separera mineral efter storlek på sållningsytor, med hålstorlekar från en millimeter till flera hundra millimeter.
Screening utförs av speciella maskiner - skärmar.
Mineraler, vars komponenter har skillnader i elektrisk ledningsförmåga eller har förmågan att under påverkan av vissa faktorer förvärva elektriska laddningar av olika storlek och tecken, kan berikas med metoden för elektrisk separation. Sådana mineraler inkluderar apatit, volfram, tenn och andra malmer.
Anrikning genom finhet används i fall där användbara komponenter representeras av större eller omvänt mindre korn i jämförelse med korn av gråberg. I placers är användbara komponenter i form av små partiklar, så separationen av stora klasser gör att du kan bli av med en betydande del av stenföroreningar.
Skillnader i kornform och friktionskoefficient gör det möjligt att separera platta, fjällande partiklar av glimmer eller fibrösa asbestaggregat från bergpartiklar som har en rundad form. När man rör sig längs ett lutande plan glider fibrösa och platta partiklar, och rundade korn rullar ner. Rullfriktionskoefficienten är alltid mindre än glidfriktionskoefficienten, så platta och rundade partiklar rör sig längs ett lutande plan med olika hastigheter och längs olika banor, vilket skapar förutsättningar för deras separation.
Skillnader i komponenternas optiska egenskaper används vid anrikning av mineraler med metoden för fotometrisk separation. Denna metod används för att mekaniskt separera korn av olika färger och lyster (till exempel separering av diamantkorn från gråbergskorn).
De huvudsakliga slutoperationerna är massaförtjockning, uttorkning och torkning av anrikningsprodukter. Valet av avvattningsmetod beror på egenskaperna hos det material som ska avvattnas (initial fukthalt, partikelstorleksfördelning och mineralogisk sammansättning) och slutliga fuktkrav. Det är ofta svårt att uppnå den erforderliga slutfuktigheten i ett steg, därför används i praktiken för vissa anrikningsprodukter dehydreringsoperationer på olika sätt i flera steg.
Avfall
Avfall - slutprodukter av anrikning med ett lågt innehåll av värdefulla komponenter, vars ytterligare utvinning är tekniskt omöjlig och / eller ekonomiskt olämplig. (Denna term motsvarar den tidigare använda termen avfall, men inte termen svansar, som, till skillnad från avfall, är den utarmade produkten av varje enskild anrikningsoperation).
Mellanprodukter
Mellanprodukter (mellanprodukter) är en mekanisk blandning av sammanväxter med öppna korn av användbara komponenter och gråberg. Intermediärer kännetecknas av en lägre halt av användbara komponenter i jämförelse med koncentrat och en högre halt av användbara komponenter i jämförelse med avfall.
Anrikningskvalitet
Kvaliteten på mineraler och anrikningsprodukter bestäms av innehållet och utvinningen av en värdefull komponent, föroreningar, relaterade beståndsdelar, samt fukthalt och finhet.
Mineralbearbetning är idealisk
Under den ideala anrikningen av mineraler (ideal separation) förstås processen för separation av mineralblandningen i komponenter, där det inte finns någon igensättning av varje produkt med partiklar som är främmande för den. Effektiviteten av ideal mineralbearbetning är 100% av alla kriterier.
Partiell mineralbearbetning
Partiell anrikning är anrikningen av en separat klass av mineralstorlek, eller separationen av den lättast separerade delen av förorenande föroreningar från slutprodukten för att öka koncentrationen av en användbar komponent i den. Det används till exempel för att minska askhalten i oklassificerat termiskt kol genom att separera och anrika en stor klass med ytterligare blandning av det resulterande koncentratet och fina oanrikade sikter.
Förluster av mineraler under anrikning
Under förlusten av ett mineral under anrikning förstås mängden av en användbar komponent som är lämplig för anrikning, som går förlorad med anrikningsavfall på grund av processfel eller brott mot den tekniska regimen.
Tillåtna normer för interkontaminering av anrikningsprodukter för olika tekniska processer, särskilt för kolanrikning, har fastställts. Den tillåtna procentandelen av mineralförluster tas bort från balansen av anrikningsprodukter för att täcka avvikelser när man tar hänsyn till fuktmassan, avlägsnande av mineraler med rökgaser från torktumlare och mekaniska förluster.
Gräns för mineralbearbetning
Gränsen för mineralbearbetning är den minsta och största storleken av partiklar av malm, kol, effektivt anrikat i bearbetningsmaskinen.
Djup av berikning
Anrikningsdjupet är den nedre gränsen för finheten hos materialet som ska anrikas.
Vid anrikning av kol används tekniska system med anrikningsgränser 13; 6; ett; 0,5 och 0 mm. Följaktligen separeras oberikade sikter med en storlek på 0-13 eller 0-6 mm, eller slam med en storlek på 0-1 eller 0-0,5 mm. En berikningsgräns på 0 mm innebär att alla storleksklasser är föremål för berikning.
Internationella kongresser
Sedan 1952 har internationella mineralbearbetningskongresser hållits. Nedan finns en lista över dem.
| kongressen | År | Plats |
|---|---|---|
| jag | 1952 | London |
| II | 1953 | Paris |
| III | 1954 | Goslar |
| IV | 1955 | Stockholm |
| V | 1960 | London |
| VI | 1963 | Caen |
| VII | 1964 | New York |
| VIII | 1968 | Leningrad |
| IX | 1970 | Prag |
| X | 1973 | London |
| XI | 1975 | Cagliari |
| XII | 1975 | Sao Paulo |
| XIII | 1979 | Warszawa |
| XIV | 1982 | Toronto |
| XV | 1985 | Caen |
| XVI | 1988 | Stockholm |
| XVII | 1991 | Dresden |
| XVIII | 1993 | Sydney |
| XIX | 1995 |
(föreläsningsanteckningar)
V.B.Kuskov
SANKT PETERSBURG
KONTROLL 2
1. förberedande processer 8
1.1. GRANULOMETRISK SAMMANSÄTTNING 8
1.2 KROSSNING 10
1.3. visning 14
1.4. SLIPPNING 17
1.5. HYDRAULISK KLASSIFICERING 20
2. HUVUDSAKLIGA ANRIKNINGSPROCESSER 23
2.1. GRAVITATIONSBERIKNINGSMETOD 23
2.3. MAGNETISK BERIKNINGSMETOD 35
2.4. ELEKTRISK BERIGNING 39
2.5. SÄRSKILDA ANRIKTNINGSMETODER 43
2.6. KOMBINERADE BERIKNINGSMETODER 48
3 HJÄLPPROCESSER FÖR BERIGNING 49
3.1. DEHYDRATION AV FÖRBEHÖRELSESPRODUKTER 49
3.2. DAMMUTTAG 53
3.3. AVLOPPSVATTENRENING 54
3.3 TEST, KONTROLL OCH AUTOMATION 55
4. FÖRDELAR 55
Håller på med
Mineraler- naturliga mineralformationer av jordskorpan, vars kemiska sammansättning och fysikaliska egenskaper gör att de kan användas effektivt inom materialproduktionssfären. Fält mineral - en ansamling av mineralämnen i tarmarna eller på jordens yta, vad gäller kvantitet, kvalitet och förekomstförhållanden lämpliga för industriell användning. (Med stora utbredningsområden bildar avlagringar distrikt, provinser och bassänger). Det finns fasta, flytande och gasformiga mineraler.
Fasta mineraler (malmer) delas i sin tur in i brännbart (torv, skiffer, kol) och obrännbart, vilka är: agronomiska (apatit och fosforit, etc.), icke-metalliska (kvarts, baryt, etc.) och metalliska (malmer järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller). Effektiviteten av att använda ett eller annat mineral beror först och främst på innehållet av en värdefull komponent i det och närvaron av skadliga föroreningar. Direkt metallurgisk eller kemisk bearbetning av ett mineral är ändamålsenligt (tekniskt och ekonomiskt lönsamt) endast om innehållet av den användbara komponenten i det inte är lägre än en viss gräns som bestäms av utvecklingsnivån för teknik och teknik (och behovet av denna råvara material) för närvarande. I de flesta fall är direkt användning av den brutna bergmassan eller dess bearbetning (metallurgisk, kemisk, etc.) inte ekonomiskt genomförbar, och ibland tekniskt omöjlig, eftersom. mineraler som är lämpliga för direkt bearbetning är sällsynta i naturen; i de flesta fall utsätts de för speciell bearbetning - anrikning.
Mineralberikning en uppsättning processer för mekanisk bearbetning av mineralråvaror för att utvinna användbara (värdefulla) komponenter och avlägsna gråberg och skadliga föroreningar. Som ett resultat av anrikningen erhålls koncentrat (koncentrat) och avfall från malm.
Koncentrera- detta är en produkt där de flesta användbara mineraler (och en liten mängd gråbergsmineraler) frigörs (koncentrerat). Kvaliteten på koncentratet kännetecknas huvudsakligen av innehållet i den värdefulla komponenten ( det är alltid högre än i malm, koncentratet är rikare i den värdefulla komponenten (därav namnet - anrikning), såväl som i innehållet av användbara och skadliga föroreningar, fuktighet och granulometriska egenskaper.
Svansar- en produkt i vilken merparten av gråbergsmineralerna, skadliga föroreningar och en liten mängd av en användbar komponent kommer att frigöras (innehållet av värdefulla komponenter i anrikningsavfall är lägre än i koncentrat och malm).
Förutom kraftfoder och avfall går det att få mellanprodukter, dvs. produkter som kännetecknas av ett lägre innehåll av användbara komponenter jämfört med koncentrat och ett högre innehåll av användbara komponenter jämfört med avfall.
Användbar(värdefulla) komponenter kallas kemiska grundämnen eller naturliga föreningar, för vars produktion detta mineral bryts och bearbetas. Som regel är den värdefulla komponenten i malmen i form av ett mineral (det finns få inhemska element i naturen: koppar, guld, silver, platina, svavel, grafit).
Användbara föroreningar nämna kemiska grundämnen eller naturliga föreningar som ingår i mineralet i små mängder och förbättra kvaliteten på den färdiga produkten (eller frigörs vid vidare bearbetning). Användbara föroreningar i järnmalmer är till exempel legeringstillsatser som krom, volfram, vanadin, mangan, etc.
Skadliga föroreningar nämna enskilda grundämnen och naturliga kemiska föreningar som ingår i mineraler i små mängder och som har en negativ inverkan på kvaliteten på färdiga produkter. Till exempel är skadliga föroreningar i järnmalm svavel, arsenik, fosfor, i kokskol - svavel, fosfor, i termiska kol - svavel, etc.
Anrikning av mineraler gör att du kan öka ekonomisk effektivitet av deras vidare bearbetning, även, i vissa fall, utan anrikningsstadiet, blir vidare bearbetning i allmänhet omöjlig. Kopparmalmer (som i regel innehåller mycket lite koppar) kan till exempel inte smältas direkt till metallisk koppar, eftersom koppar övergår i slagg under smältning. Dessutom ger anrikning av mineraler dig möjlighet att:
Öka industriella lager av råvaror genom användning av fyndigheter av dåliga mineraler med ett lågt innehåll av värdefulla komponenter.
Öka arbetsproduktiviteten vid gruvföretag och minska kostnaderna för bruten malm på grund av mekanisering av gruvdrift och kontinuerlig utvinning av mineraler istället för selektiv;
Integrerad användning av mineraler, eftersom preliminär anrikning gör det möjligt att extrahera inte bara de viktigaste användbara komponenterna utan även åtföljande sådana som finns i små mängder.
Minska kostnaderna för att transportera rikare produkter till konsumenterna, snarare än hela volymen utvunna mineraler.
extrahera ur mineralråvaror de skadliga föroreningar som under dess vidare bearbetning kan förorena miljön och därigenom hota människors hälsa och försämra kvaliteten på slutprodukten.
Anrikningsmetoder kan också användas vid hantering av kommunalt fast avfall (350-400 kg/år per person genereras).
Mineraler vid bearbetningsanläggningar genomgår en serie sekventiella operationer, som ett resultat av vilka användbara komponenter separeras från föroreningar. Processer för mineralbearbetning enligt deras syfte är indelade i förberedande, hjälpmedel och huvudsakliga.
Till förberedande inkluderar processerna för krossning, malning, siktning och klassificering. Deras uppgift är att separera det nyttiga mineralet och gråberget (”öppna” sammanväxterna) och skapa den önskade granulometriska egenskapen hos den bearbetade råvaran.
Uppgift större förädlingsprocesser - för att separera nyttigt mineral och gråberg. För att separera mineraler används skillnader i de separerade mineralens fysikaliska egenskaper. Dessa inkluderar:
|
Namn på anrikningsmetod |
Fysikaliska egenskaper som används för separation |
De viktigaste typerna av mineraler berikade med denna metod |
|
Gravitationsberikande metod |
Densitet (med hänsyn till storlek och form) |
Kol (+1 mm), skiffer, guldhaltiga, tennmalmer... |
|
Flotationsanrikningsmetod |
Ytvätbarhet |
Malmer av icke-järnmetaller, apatit, fosforit, fluoritmalmer... |
|
Magnetisk anrikningsmetod |
Specifik magnetisk känslighet |
Järnmalm... |
|
Elektrisk anrikningsmetod |
Elektriska egenskaper (elektrisk konduktivitet, triboladdning, permittivitet, pyroladdning) |
Finjustering av diamantmalmer, sällsynt metall: titan-zirkonium, tantal-niob, tenn-volfram, sällsynta jordartsmetaller (monazit-xenotime). Glassand, elektronikskrot... |
|
Malmsortering: Brytning Radiometrisk anrikning |
Yttre tecken: färg, lyster, form Partiklars förmåga att avge, reflektera, absorbera olika typer av energi |
Ädelstenar, glimmerskivor, långfibrig asbest Malmer av järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller, diamanthaltiga, fluorit och andra malmer |
|
selektiv krossning |
Skillnad i styrka |
Fosforitmalmer, kol och skiffer |
|
Anrikning i form | ||
|
Kombinerade metoder |
Förutom traditionella anrikningsprocesser (som inte påverkar den kemiska sammansättningen av råvaror) inkluderar schemat pyro- eller hydrometallurgiska operationer som ändrar den kemiska sammansättningen av råvaror. |
Uran, guldhaltiga (primära) malmer, koppar-nickelmalmer... |
Utöver ovanstående finns det andra anrikningsmetoder. Ibland hänvisas också till agglomerationsprocesser (att öka materialstorleken) som anrikningsprocesser.
Till extra omfatta avvattning, dammuppsamling, avloppsvattenrening, provtagning, styrning och automation. Uppgiften för dessa processer är att säkerställa det optimala flödet av huvudprocesserna, för att bringa separationsprodukterna till de villkor som krävs.
Uppsättningen av sekventiella tekniska bearbetningsoperationer som mineraler utsätts för vid bearbetningsanläggningar kallas anrikningssystem. Beroende på arten av informationen som finns i anrikningsschemat kallas det tekniskt, kvalitativt, kvantitativt, kvalitativt-kvantitativt, vattenslurry- och apparatkretsschema.
Anrikning, som alla andra tekniska processer, kännetecknas av indikatorer. De viktigaste tekniska indikatorerna för anrikning är följande:
F produktens massa (produktivitet); P – massa (kapacitet) av den beräknade komponenten i produkten . De uttrycks vanligtvis i ton per timme, ton per dag, etc.;
innehållet av den beräknade komponenten i produkten - , är förhållandet mellan massan av den beräknade komponenten i produkten och produktens massa; halten av olika komponenter i ett mineral och i de resulterande produkterna beräknas vanligtvis som en procentsats (ibland betecknas innehållet i källmaterialet med , i koncentrat - , i avfall - ). Halten av användbara komponenter i den extraherade råvaran (malmen) kan variera från fraktioner av en procent (koppar, nickel, kobolt, etc.) till flera procent (bly, zink, etc.) och flera tiotals procent (järn, mangan) , fossilt kol och några andra icke-metalliska mineraler);
produktutbyte – i, k, xv är förhållandet mellan produktens massa och den ursprungliga malmens massa; Utbytet av alla anrikningsprodukter uttrycks i procent, mindre ofta i bråkdelar av en enhet;
utvinning av en värdefull komponent – u, k, xv är förhållandet mellan massan av den beräknade komponenten i produkten och massan av samma komponent i den ursprungliga malmen; extraktion uttrycks i procent, mer sällan i bråkdelar av en enhet.
Produktion i-th produkten beräknas med formeln:
i = (F i /F ref)100,%
Dessutom, för fallet med separation i två produkter - koncentrat och avfall, kan deras utbyte bestämmas genom innehållet med hjälp av följande formler:
k = 100,%; xv = 
100,%;
Summan av skörden av kraftfoder och avfall är:
k + xv = 100 %.
Det är uppenbart
F con + F xv = F ref.;
R con + R xv = R ref.
1 + 2 +…+ n = 100 %.
Likadant för F och R.
(Vid mineralbearbetning erhålls som regel bara två produkter - koncentrat och avfall, men inte alltid, ibland kan det finnas fler produkter).
.
I praktiken bestäms innehållet vanligtvis genom kemisk analys.
Extrahera en användbar komponent i i– produkten:
i
=
100,% eller i = 
%.
Summan av extraktioner av koncentrat och avfall är lika med:
till + xv = 100 %.
Denna formel är giltig för valfritt antal produkter:
1 + 2 +… n = 100 %.
För att hitta innehållet i produkten av blandning kan du använda den så kallade balansekvationen (för fallet med separation i två produkter):
till con + xv con = ref ref.
Ekvationen är också giltig för valfritt antal produkter:
1 1 + 2 2 +…+ n n = ref ref.
Det bör noteras att ref = 100%.
Exempel. Malmen separeras i två produkter (Fig. 1.1) - koncentrat och avfall. Malmproduktivitet F ref = 200 t/h, för koncentrat - F kon = 50 t/h. Prestanda per designkomponent R ref = 45 t/h, per komponent i koncentrat R kon = 40 t/h.
F xv = F ref - F con \u003d 200 - 50 \u003d 150 t / h;
con = ( F con / F ref)100 = (50/200)100 = 25%;
xv \u003d ref - k \u003d 100 - 25 \u003d 75 %,
eller xv = ( F xv / F ref)100 =(150/200) . 100=75%;
det är uppenbart att F xv = ( xv F ref)/100 = (75200)/100 = 150 t/h;
=
=
=
22,5 %;
=
=
=
80 %;
R xv = R ref - R con \u003d 45 - 40 \u003d 5,
sedan 
=
=
=3,33 %.
Eller med hjälp av balansekvationen har vi:
till con + xv con = ref ref,
xv = 
=
=
3,33 %.