Классификация методов обогащения

ВВЕДЕНИЕ

Обогащение, его цели и задачи

Руды цветных и редких металлов отличаются сложностью минерального и химического состава. В большинстве своем они являются комплексными, полиметаллическими, содержащими несколько цветных и редких металлов в виде минералов, совместное присутствие которых затрудняет или исключает применение металлургических процессов без предварительного разделения их методами обогащения.

Развитие техники обогащения значительно расширило сырьевую базу промышленности, позволило вовлечь в активные запасы новые месторождения, содержание в которых металлов очень низкое (десятые, сотые и даже тысячные доли процентов).

Современные обогатительные фабрики ежегодно перерабатывают миллионы тонн полезных ископаемых. С каждым годом совершенствуется техника обогащения, создаются новые технологические схемы, новое производительное оборудование, осваиваются новые виды полезных ископаемых и повышается извлечение из них ценных компонентов.

Обогащением руд называется совокупность операций механической обработки полезных ископаемых имеющих целью разделение всех минералов и увеличение содержания полезных компонентов в продуктах разделения. Химический состав при этом не меняется.

Экономическая целесообразность обогащения

Комплексное использование полезных ископаемых позволяет наиболее экономично перерабатывать руды, добываемые из недр, значительно снижать себестоимость получения цветных и редких металлов.

Разработка и применение различных методов обогащения руд неразрывно связана с минеральным составом руды. Выделение ценных минералов из руд в богатый концентрат механическими методами обогащения возможно лишь при тщательном предварительном изучении вещественного состава руды, т. е. определении физических, химических и минеральных свойств каждого компонента, содержащегося в руде.

Для выбора наиболее эффективного метода обогащения важно знать, в сульфидной или окисленной форме находится минерал, содержание в нем извлекаемого компонента, размер вкрапленности его в другие минералы, плотность минерала, магнитные свойства и электропроводность минералов, их цвет, блеск, твердость и т.д.

В результате обогащения происходит:

1. концентрация ценного компонента в десятки, сотни раз;

2. с помощью обогащения удаляются вредные примеси из концентратов, что облегчает металлургический или другой последующий передел;

3. сокращаются затраты на перевозки потребителю (за счет сокращения общей массы продукта);

4. переработка обогащенного материала производится с большим эффектом (увеличивается производительность последующего передела, уменьшается расход топлива и электроэнергии, снижаются потери ценного компонента с отходами производства, повышается извлечение).

На примере таблицы 1.1 показана целесообразность обогащения перед металлургическим переделом.

Таблица 1.1

Показатели выплавки свинца в зависимости от содержания свинца в сырье

Содержание Pb в концентрате	Относительная производительность завода, %	Расход кокса на 1 т Pb, т	Потери Pb, %	Извлечение Pb, %
			4,0
		2,6	8,8	91,2
		11,4	31,0	69,0

То же самое происходит и при выплавке медного, цинкового, оловянного концентратов. Кроме того, руды, как правило, полиметаллические и для осуществления плавки необходимо разделить концентраты на стадии обогащения, так как, если в Pb концентрате содержится много Zn - обычным металлургическим методом извлечь цинк нельзя.

Классификация руд

По вещественном составу рудное сырье подразделяют на руды:

- черных металлов (Fe, Mn, Cr, Титан)

- цветных металлов (Cu, Ni, Pb, Zn, Mo, олово)

- редких металлов (литий, рубидий, церий, цезий, редкоземельные – 14 элементов периодической системой Менделеева с номером от 58 до 71, лантаноиды)

- благородных металлов (Au, Ag, Pt, платиноиды: осмий, иридий, палладий, рутений, родий)

- радиоактивных металлов (торий, урансодержащие руды, минералы урана).

Руды подразделяются на:

- монометаллические

- полиметаллические.

Монометаллические руды содержат один металл (Си или Мо, Zn или Pb).

В большинстве случаев руды содержат несколько металлов и относятся к полиметаллическим. (Например: медные минералы ассоциируют с молибденитом, пирротином, галенитом, сфалеритом).

Не все металлы имеют промышленное значение, но при комплексном обогащении их попутное извлечение становится экономически целесообразным.

По минеральному составу руды подразделяются на:

- самородные

- сульфидные

- несульфидные

- окисленные

- смешанные

Самородные: золото, серебро, платина, медь, сера.

Сульфидные: соединения металлов с серой,

например: PbS- галенит, свинцовый блеск, содержит 86 % Pb

CuFeS2- халькопирит, содержит 34% Си

CuS- ковеллин, содержит 68% Cu

MoS2- молибденит, содержит 60% Мо и т.д.

Несульфидные в свою очередь подразделяются на

- окислы (куприт Cu₂O- содержит 88%Cu, касситерит SnO₂ – содержит 78,6% Sn),

- карбонаты (церрусит PbCO₃- содержит 83% Pb, кальцит CaCO₃- содержит 60-90% Са),

- силикаты (цирконий ZrSiO₄- содержит 67% двуокиси Zr).

По содержанию металла различают руды:

- богатые;

- бедные;

- забалансовые.

Различают руды вкрапленные и сплошные.

Во вкрапленных рудах зерна ценных минералов рассеяны в массе минералов пустой породы.

Сплошные руды состоят главным образом из ценных минералов и содержат небольшое количество минералов пустой породы.

По размеру вкрапленности зерен ценного компонента руды бывают:

- с весьма крупной вкрапленностью > 20мм

- с крупной вкрапленностью > 2 мм

- с мелкой вкрапленностью 0,2-2 мм

- с тонкой вкрапленностью < 0,2-0,02 мм

- с весьма тонкой вкрапленностью < 0,02-0,002 мм

- субмикроскопическая вкрапленность < 0,002-0,0002 мм

- коллоидно-дисперсная вкрапленность < 0,0002 мм

Такие руды требуют тонкого измельчения для того, чтобы раскрыть и освободить ценные минералы от сростков с пустой породой. 96% руд цветных металлов подлежат обогащению, 60-70% железных руд подвергаются обогащению.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ