- •Федеральное агентство по образованию
- •1.2 Обогащение, его цели и задачи
- •1.2.1 Экономическая целесообразность обогащения
- •1.2.2 Классификация руд
- •Лекция 2. Классификация методов обогащения
- •2.1 Продукты и показатели обогащения
- •Методы обогащения полезных ископаемых
- •2.3 Операции и процессы обогащения
- •Лекция 3. Грохочение
- •Процесс грохочения
- •Гранулометрический состав руды и продуктов обогащения
- •Виды операций грохочения
- •3.4 Эффективность грохочения
- •Лекция 4. Аппараты для грохочения
- •4.1 Классификация грохотов
- •4.2 Колосниковые грохоты
- •4.3 Дуговые грохоты
- •4.4 Плоскокачающиеся грохоты
- •4.5 Полувибрационный (или гирационный) грохот
- •4.6 Вибрационные грохоты
- •4.7 Просеивающие поверхности
- •Лекция 5. Дробление
- •5.1 Процесс дробления
- •5.2 Стадии и степень дробления
- •5.3 Способы дробления
- •5.4 Технология дробления
- •Схемы дробления состоят из отдельных стадий дробления, включающих предварительное и поверочное грохочение.
- •Лекция 6. Машины для дробления
- •Классификация дробилок
- •6.2 Щековые дробилки
- •Конусные дробилки
- •Дробилки ударного действия
- •Лекция 7. Измельчение
- •7.1 Процесс измельчения
- •7.2 Конструктивные особенности мельниц (шаровые, стержневые, самоизмельчения)
- •7.3 Скоростные режимы мельниц
- •7.4 Технология измельчения
- •Лекция 8. Закономерности падения минеральных зерен
- •8.1 Закономерности свободного падения частиц
- •8.2 Универсальный метод определения конечной скорости движения частиц (метод Лященко)
- •Размер частиц, , мм
- •Лекция 9. Классификация
- •9.1 Процесс классификации
- •9.2 Спиральные классификаторы
- •9.3. Гидроциклоны
- •9.4. Гидравлические классификаторы
- •Лекция 10. Гравитационный метод обогащения
- •10.1 Гравитационные процессы обогащения
- •Процесс отсадки, отсадочные машины
- •10.3 Обогащение на концентрационных столах
- •10.4 Обогащение на шлюзах
- •Обогащение на винтовых сепараторах
- •10.6 Обогащение в центробежных аппаратах
- •Лекция 11. Флотация
- •Область применения флотационного метода обогащения
- •Элементарный акт флотации
- •Распределение операций флотации по камерам флотационных машин
- •Лекция 12. Флотационные реагенты
- •12.1 Классификация и назначение флотационных реагентов
- •12.2 Собиратели
- •12.3 Пенообразователи
- •12.4 Депрессоры
- •12.5 Активаторы
- •12.6 Регуляторы среды
- •Лекция 13. Флотационные машины
- •13.1 Классификация флотационных машин
- •13.2 Машины механического типа
- •13.3 Пневмомеханические машины
- •13.4 Пневматические машины
- •Лекция 14. Магнитный, электрический и специальные методы обогащения
- •14.1 Теоретические основы процесса магнитной сепарации
- •14.1.1 Магнитные поля сепараторов
- •14.1.2 Магнитные сепараторы
- •14.2 Электрические методы обогащения
- •14.3 Специальные методы обогащения
- •Лекция 15. Обезвоживание продуктов обогащения
- •15.1 Операции сгущения, аппаратурное оформление
- •15.2 Фильтрование продуктов обогащения
- •15.3 Сушка продуктов обогащения
- •Лекция 16. Опробование и контроль процессов обогащения
- •Виды и масса проб
- •16.2 Технологический и товарный баланс продуктов обогащения
- •Библиографический список
Методы обогащения полезных ископаемых
Обогащение руд основано на использовании различий в физических и физико-химических свойствах минералов, от величины вкрапленности ценных минералов.
Физические свойства минералов - это цвет, блеск, плотность, магнитная восприимчивость, электропроводность, смачиваемость поверхности минерала.
Существуют различные методы обогащения.
Гравитационный метод обогащения основан на использовании разницы в плотностях, размеров и форм минералов. Применяется этот метод для золота, олова, вольфрама, россыпей, редких металлов, железа, марганца, хрома, угля, фосфоритов, алмазов.
Разделение минералов по плотности можно производить в воде, воздухе и тяжелых средах. К гравитационным процессам относятся:
- обогащение в тяжелых средах – применяется для руд с крупной вкрапленностью 100-2 мм;
- отсадка – основана на разности в скоростях падения частиц в вертикальной струе воды, применяется для крупно вкрапленных руд 25-5 мм;
- обогащение на концентрационных столах – связано с разделением минералов под действием сил, возникающих в результате движения стола и потока воды, текущего по наклонной плоскости стола, применяется для руд крупностью 3-0,040 мм;
- обогащение на шлюзах – разделение минералов происходит под действием горизонтального потока воды и улавливания тяжелых минералов покрытием дна шлюзов, применяется для руд крупностью 300-0,1 мм;
- обогащение на винтовых, струйных и конусных сепараторах – разделение происходит под действием потока воды, движущейся по наклонной плоскости для руд крупностью 16-1 мм.
Магнитный метод обогащения основан на разделении минералов за счет разницы минералов в удельной магнитной восприимчивости и различии траекторий их движения в магнитном поле.
Флотационный метод обогащения основан на различии в смачиваемости отдельных минералов и как следствие избирательном прилипании их к воздушным пузырькам. Это универсальный метод обогащения, применяется для всех руд, особенно для полиметаллических. Крупность обогащаемого материала 50-100% класса –0,074 мм.
Электростатическое обогащение основано на различии в электропроводности минералов.
Кроме того, существуют специальные методы обогащения, к которым относятся:
- декрипитация, основана на способности минералов растрескиваться по плоскостям спайности при сильном нагревании и сильном охлаждении;
- рудоразборка по цвету, блеску, бывает ручная, механическая, автоматизированная; применяется обычно для крупного материала >25 мм;
- радиометрическая сортировка, основана на различной способности минералов испускать, отражать и поглощать те или иные лучи;
- обогащение по трению, основано на различии в коэффициентах трения;
- химическое и бактериальное обогащение, основано на свойствах минералов (например, сульфидов) окисляться и растворяться в сильно кислых растворах. Металл растворяется, и затем его извлекают химико-гидрометаллургическими методами. Присутствие в растворах некоторых типов бактерий интенсифицирует процесс растворения минералов.
2.3 Операции и процессы обогащения
Обогатительная фабрика является промежуточным звеном между рудником и металлургическим заводом. Обогатительная фабрика - это сложное сочетание всевозможных машин и аппаратов. Мощность фабрики определяется обычно количеством переработанной руды и бывает, различна от 15 тыс. т до 50 млн. т в год. Крупные фабрики располагаются в нескольких зданиях.
Руда различной крупности (Dmax = 1500-2000 мм – характерна для открытых горных работ, Dmax = 500-600 мм – характерна для подземных горных работ), поступающая с рудника на обогатительной фабрике проходит различные процессы, которые по своему назначению можно разделить на:
- подготовительные;
- собственно обогатительные;
- вспомогательные.
Подготовительные процессы включают, прежде всего, операции уменьшения размеров кусков руды: дробление, измельчение и связанную с ними классификацию руды на грохотах, в классификаторах и гидроциклонах. Конечная крупность измельчения определяется крупностью вкрапленности минералов.
К собственно обогатительным процессам относятся процессы разделения руды и других продуктов по физическим и физико-химическим свойствам минералов, входящих в их состав. К этим процессам относятся гравитационное обогащение, флотация, магнитная и электрическая сепарация и другие процессы.
Большинство процессов обогащения проводится в воде, поэтому на определенной стадии возникает необходимость ее сокращения или удаления, что возможно осуществить с помощью вспомогательных процессов. К вспомогательным процессам относятся операции обезвоживания: сгущение, фильтрация, сушка.
Совокупность и последовательность операций, которым подвергается руда при переработке, составляют схемы обогащения, которые принято изображать графически. Схемы бывают:
- принципиальные (рис. 2.2);
- качественные (если не приводятся данные о количестве и качестве продуктов) (рис. 2.3);
- качественно-количественные;
- водно-шламовые;
- схемы цепи аппаратов (рис. 2.4).
|
|
|
Рис. 2.2 Принципиальная схема обогащения (отражает только главные особенности технологии)
|
Рис. 2.3 Качественная схема обогащения (на качественной схеме представлены операции, продукты обогащения и путь движения их по схеме) |
Рис. 2.4 Схема цепи аппаратов 1 – бункер исходной руды; 2, 5, 8, 10 и 11 – конвейеры; 3 и 6 – грохоты; 4 – щековая дробилка; 7 – конусная дробилка; 9 – бункер дробленой руды; 12 – мельница; 13 – спиральный классификатор; 14 – флотационная машина; 15 – сгуститель; 16 – вакуум-фильтр; 17 – сушильный барабан. |
15