Лекция № 1, 2
Литература Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов; в 3 т. - М.: МГГУ, 2005. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых. - М.: МГГУ, 2006. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых. - М.: «Недра», 1986 – 295с. Полькин С.А., Адамов Э.В. Обогащение руд цветных металлов. Учебник для вузов. - М.: «Недра», 1983 – 400с. Основы обогащения полезных ископаемых: Метод, указания к лабораторным работам / Сост. Н.К. Алгебраистова. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009 -36с. 2
Обогащение полезных ископаемых Обогащением руд называется совокупность операций механической обработки минерального сырья с целью отделения полезных минералов от минералов пустой породы. В случае обогащения углей – удаление примесей. Химический состав при этом не меняется.
Классификация полезных ископаемых 4
Классификация руд По вещественном составу рудное сырье подразделяют на руды:
6 Классификация руд По минеральному составу рудное сырье подразделяют на руды:
7 Классификация руд По размеру вкрапленности:
Классификация руд По содержанию металла (ценного компонента):
В процессе обогащения ПИ получают следующие продукты: Концентрат (один или несколько) – продукт с повышенным содержанием ценного компонента, соответствующий ГОСТ; Промежуточный продукт ( промпродукт ) – продукт не соответствующий стандарту, однако извлечение ценного компонента из данного продукта экономически рационально; Отвальные хвосты – отходы обогащения ПИ, извлечение ценного компонента из которых экономически не эффективно. Исходная руда Обогащение полезных ископаемых Хвосты Промпродукт Концентрат
Степень сокращения – это отношение массы W p руды к массе полученного концентрата W k. Выход продукта ( γ ) – это отношение массы продукта W i к массе исходной руды. Массовая доля ( содержание ) ценного компонента ( α ) - это отношение массы ценного компонента к массе продукта, в котором он находится. Извлечение ценного компонента ( ε ) - это отношение массы полезного компонента в продукте обогащения к массе полезного компонента в исходной руде, выраженное в процентах.
Сумма выходов всех продуктов ровна 100%: Сумма извлечений всех продуктов ровна 100%: Из уравнений следует: Количество металла в руде равно сумме его количеств в концентрате и хвостах.
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. Методы обогащения ПИ используются следующие: Гравитационный метод; Магнитный метод; Флотационный метод; Электрический метод; Специальные методы.
Методы обогащения полезных ископаемых Гравитационный метод обогащения основан на использовании разницы в плотностях, размеров и форм минералов (обогащение в тяжелых средах, отсадка, обогащение на концентрационных столах, обогащение на шлюзах, обогащение на винтовых, струйных и конусных сепараторах ). 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. Электростатическое обогащение основано на различии в электропроводности минералов.
Специальные методы обогащения : 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.
Процессы обогащения полезных ископаемых
Последовательность операций переработки ПИ изображенное графически, называется схемой обогащения. Схемы бывают: принципиальные ; - качественно-количественные; - водно-шламовые; - схемы цепи аппаратов.
Упрощенную технологическую схему, в которой некоторые операции объединены в группы по функциональному назначению, называют принципиальной схемой обогащения. Рис. 1 – Принципиальная схема
Технологическая схема с нанесенными на нее технологическими показателями (выход, содержание и извлечение металлов) по каждому продукту, называется качественноколичественной схемой обогащения. Если на качественноколичественной схеме также показаны количества воды в каждом продукте и соответствующие объемы пульпы, то схема называется водно-шламовой. Рис. 2 – Качественно-количественная схема
Рис. 3 – Схема цепи аппаратов Каждая операция технологической схемы обогащения осуществляется на своем оборудовании. Схема, показывающая состав, количество этого оборудования и направления материальных потоков, называется схемой цепи аппаратов.
