1. Введение

По мере того, как накапливались знания, люди нуждались в лучших инструментах и развивали наиболее ранние формы промышленности: обработку самородных металлов, их сплавление в бронзу и позднее их выплавку из высококачественных минералов.

Даже на этой стадии человеческого развития некоторые металлы требовали обогащения перед плавкой, и поэтому появилась «обработка минералов». Самой первой формой обработки минералов, несомненно, была ручная разборка. За этим следовали примитивные формы гравитационного обогащения. По мере того, как прямая плавка руд становится менее распространенной, возрастает необходимость обогащения и, совершенствуются различные методы гравитационного обогащения.

Гравитационное обогащение может быть определено как разделение двух или более минералов (обычно различной плотности) путем их относительного перемещения под влиянием только силы тяжести или совместно с другими силами, одна из которых – сопротивление движению в вязкой среде, например, в воде.

Принципы гравитационного обогащения были известны ещё 2 тысячи лет назад и впервые описаны Плинием, а затем – Агриколой.

Увеличение добычи многих полезных ископаемых стало возможным благодаря освоению гравитационных методов обогащения. В настоящее время более 90% углей и марганцевых руд обогащаются гравитационными методами, ежегодно повышается долевое участие гравитационных методов в переработке окисленных железных, полиметаллических и золотосодержащих руд, с каждым годом растет значение гравитационных процессов в ряду других процессов обогащения.

Современная гравитационная обогатительная фабрика-это предприятие, ежегодно перерабатывающее десятки миллионов тонн рудного сырья, со сложной схемой цепи аппаратов, включающей дробилки, грохоты, отсадочные машины, промывочные машины, классификаторы, сгустителя.

Гравитационные методы занимают ведущие место среди других методов обогащения, особенно в практике переработки угля, золотосодержащих, вольфрамовых руд и руд черных металлов.

Высокая производительность гравитационных машин позволяет упрощать схему цепи аппаратов фабрик, более экономично использовать производственные площади и объемы зданий, в результате чего снижаются удельные капитальные затраты на строительство обогатительных фабрик, уменьшается число обслуживающего персонала, снижается себестоимость переработки.

Гравитационные процессы обогащения по широте диапазона исходных характеристик обогащаемого сырья, разнообразию условий применения их в технологических схемах обогатительных фабрик, простоте производственного комплекса, высокой производительности обогатительных аппаратов в сравнимых условиях превосходят многие другие процессы обогащения и обеспечивают эффективное разделение минеральных смесей при относительно низких материальных, трудовых и энергетических затратах.

2. История развития гравитационного обогащения.

Многие видные ученые восприняли достижения в развитии обогащения полезных ископаемых как новый вклад СССР в международное научное сотрудничество, как этап в обогащении человеческих познаний о космосе.

На заводе были испытаны четыре способа интенсификации кислородом мартеновского производства: обогащение факела пламени, нагревающего печь, продувка стали в ванне в период ее доводки.

В ряде случаев путем обогащения удается получать из очень бедных руд богатые и относительно чистые концентраты.

Для современной горной техники капиталистических стран характерно использование передовых методов, применяемых на небольшом количестве крупных механизированных горных предприятий, наряду с архаическими, ручными или полумеханизированными способами добычи, обогащения и транспорта полезных ископаемых, преобладающими на большинстве шахт и рудников.

Все это также заставляет уделять серьезное внимание вопросам обогащения углей и рационального их использования.

в СССР работало 125 обогатительных фабрик, на которых механическому обогащению было подвергнуто 26,8% общего количества добытого угля.

При механическом обогащении угля применяются мокрый, пневматический и комбинированный методы.

Наряду с обогащением углей большое значение приобретает обогащение руд.

Начиная с 20-х годов в обогащение руд вовлекаются большие массы бедных руд цветных и редких металлов, в связи с чем роль обогащения в горнометаллургических процессах значительно возрастает, а методы его получают дальнейшее развитие.

Из них следует отметить обогащение в тяжелых суспензиях, применение гидроциклонов и винтовых сепараторов, магнитное обогащение, а также использование развитых технологических схем многостадийного и комбинированного обогащения.

На процесс обогащения большое значение оказывает непрерывное и быстрое повышение в связи с этим эффективности флотации и ее выход за пределы применения только для обогащения полезных ископаемых, а также постепенное расширение области применения автоматизации.

В настоящее время основными в обогащении железных руд являются гравитационные, магнитные методы, а также флотация.

Применение гравитационных методов обогащения, которые 50 лет назад были единственным способом обогащения руды, за последние годы значительно сократилось.

Основной тенденцией в развитии технологических схем в последние годы является почти повсеместный переход на многостадийное обогащение, особенностью которого является многократное чередование операций измельчения и обогащения (схемы с доизмельчением продуктов обогащения) и наличие многих операций перечистки концентратов и дополнительного обогащения хвостов.

При обогащении руд в настоящее время стремятся автоматизировать все процессы контроля и регулирования.

В последнее время в практике обогащения полезных ископаемых начали применяться радиоактивные изотопы.

Мы, очевидно, ничего не поймем во всей истории технического развития США, если не примем во внимание стремление людей к обогащению в условиях господства частной собственности на средства производства, конкурентную борьбу и многие другие обстоятельства, вытекающие из особенностей капиталистического производства, из особенностей капиталистического общества США.

Широкое распространение в горном деле сортировки, породоотборки и рудоразборки, обогащение по крупности, гравитационные методы, амальгамация.Появление и применение ее привело к крупным сдвигам во всех звеньях горной техники, начиная от разведки полезных ископаемых и кончая их обогащением.

Большое значение в технологии обогащения придавалось гравитационным методам, осуществляемым при помощи поршневых отсадочных машин.

Возникает новая самостоятельная отрасль науки — горная механика, делаются попытки обобщить методы проектирования горных предприятий, исследуются методы гравитационного обогащения руд.