Схема приготовления шихты на транспортерной ленте

Этот метод предусматривает хранение шихтовых материалов в отдельных бункерах, из которых материалы послойно загружаются на транспортерную ленту.

3. Металлургические газы и пыли, их классификация и ­­­­характеристика. Технологические и топочные газы, грубые и тонкие пыли цветной металлургии (привести примеры)

Большинство пирометаллургических процессов характеризуется образованием значительных количеств газов и пылей. Как правило, эти два продукта удаляются из печей совместно.

Отходящие металлургические газы можно классифицировать на технологические образующиеся за счет протекания химических реакций, и топочные, являющие продуктами сжигания топлива.

Основными компонентами технологических газов являются сернистый ангидрид (SO₂), углекислый газ (СО₂), оксид углерода (СО) и пары воды (Н₂О). В отдельных металлургических процессах возможно выделение газообразного хлора, хлоридов, мышьяковистых и других химических соединений. При сжигании топлива преимущественно образуются СО₂, СО и Н₂О. Кроме того, в газах обязательно будут присутствовать азот и свободный кислород, поступающий с дутьем и за счет подсосов в избытке воздуха.

Пыли, образующиеся в металлургических процессах, условно можно разделить на грубые и тонкие. Образование грубых пылей связано с воздействием газового потока на мелкие частицы перерабатываемой шихты или продукта металлургической переработки. Обычно грубые пыли имеют форму осколков; размеры частиц этих пылей составляет от 3-10 до нескольких сотен микрометров. Химический состав идентичен составу исходного материала. Тонкие пыли образуются преимущественно за счет возгонки легколетучих компонентов. Пыли, получающиеся при этом, уносятся газовым потоком и при последующем охлаждении конденсируются в твердые частицы или капли. Возгоны обогащены летучими компонентами, например цинком, кадмием, свинцом, германием, индием и рядом других редких и рассеянных элементов.

4. Полупродукты предприятий цветной металлургии. Штейны, шлаки, их состав и типы (привести примеры). Печные, конвертерные, рафинировочные, отвальные, оборотные, самоплавкие шлаки. Корректировка состава шлака

К полупродуктам металлургического производства относятся шлаки, штейны, пыли, газы, агломераты и спеки, кеки, шламы, растворы и т.д.

Штейном называется сплав сульфидов тяжелых цветных металлов (мель, никель, свинец, цинк и др.) с сульфидом железа, в котором растворены примеси. В практике цветной металлургии получают медные, медно-никелевые, никелевые и полиметаллические штейны. Основными компонентами медных штейнов являются сульфиды меди и железа (Cu₂S и FeS). В медно-никелевых штейнах преобладают Ni₃S₂, Cu₂S и FeS.

Шлаки являются вторым обязательным продуктом большинства металлургических плавок. Они образуются за счет ошлакования пустой породы и флюсов и состоят, в основном, из оксидов. При относительно низком содержании ценных компонентов получающиеся в большинстве рудных плавок шлаки являются отвальным продуктом, т.е. отходами металлургического производства. В отдельных видах плавок и особенно в рафинировочных процессах шлаки получаются очень богатыми. Такие шлаки требуют обязательного обеднения. Их часто используют в качестве оборотных материалов одного из основных металлургических процессов. Основными компонентами шлаков цветной металлургии являются SiO2, FeO и CaO. Корректировку состава шлака с целью приближения его к оптимальному проводят введением в исходную шихту соответствующих флюсов – минеральных добавок. Если оптимальный состав достигается без добавки флюсов то перерабатываемая шихта и получающийся шлак называются самоплавкими.

5. Товарная продукция предприятий цветной металлургии и ее виды (привести примеры). ГОСТ, ОСТ, ТУ на товарную продукцию, их назначение и особенности применения. Черновые, технической чистоты, высокой чистоты, особой чистоты цветные металлы (привести примеры)

Цветная металлургия является комплексной отраслью промышленного производства. Ассортимент товарной продукции предприятий цветной металлургии очень широк и разнообразен. Помимо металлической продукции, металлургические заводы выпускают дополнительную продукцию.

Продукцией отдельных предприятий цветной металлургии могут быть:

· цветные металлы и сплавы в виде слитков, катодов, проката и т.д.;

· химическая продукция: серная кислота, элементарная сера, медный и никелевый купорос, кальцинированная сода, поташ и т.д.;

· минеральные удобрения: суперфосфат, аммофос;

· строительные материалы: цемент, щебень, гранулированный шлак, шлаковая брусчатка и т.д.;

· тепловая и электрическая энергия;

· кислород и аргон.

Нормы и требования к качеству и размерным характеристикам сырья, материалов и изделий металлургического производства устанавливаются Государственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ) и техническими условиями (ТУ).

Стандарты и технические условия устанавливаются на группу изделий и материалов или отдельные виды продукции и определяют полную техническую характеристику сырья или выпускаемой продукции. ГОСТы имеют силу закона и обязательны для исполнения во всех отраслях народного хозяйства. Отраслевые стандарты ОСТы, как правило, определяют требования к сырью материалам полупродуктам и продуктам металлургического производства которые потребляются только внутри отрасли. Технические условия утверждаются в тех случаях, когда на продукцию отсутствуют стандарты или когда требуется установление специальных требований на выпускаемую продукцию. Технические условия на промышленную продукцию обычно определяют взаимоотношения между узким кругом заказчиков и производителей в строгом соответствии с согласованными условиями и сроками их действия.

В цветной металлургии в зависимости от применяемой технологии и состава получающихся металлов различают черновые и рафинированные металлы. Товарной продукцией, как правило, являются рафинированные металлы.

Черновыми металлами называют металлы, загрязненные примесями. В число примесей входят вредные и ценные элементы – спутники основного металла. Вредные примеси ухудшают характерные для данного металла свойства: электропроводность пластичность, коррозионную стойкость и т.п. Ценные спутники – благородные металлы, селен, галлий, индий, висмут и др. – необходимо попутно обязательно извлекать.

Черновые металлы обязательно подвергают очистке от примесей – рафинированию. Сортамент рафинированных цветных металлов велик. ГОСТы устанавливают выпуск до 6-10 и более марок каждого конкретного металла. В небольших количествах некоторые предприятия цветной металлургии выпускают металлы повышенной (особой) чистоты. Получение таких металлов связано с большими дополнительными затратами труда времени и средств.

6. Гидрометаллургические процессы в цветной металлургии. Три основные стадии гидрометаллургических процессов. Осаждение металлов из растворов электролизом водных растворов, цементацией, восстановлением газообразными восстановителями (привести примеры химических реакций)

Гидрометаллургические процессы проводятся при низких температурах на границе раздела чаще всего твердой и жидкой фаз. Любой гидрометаллургический процесс состоит из трех основных стадий: выщелачивания, очистки растворов от примесей и осаждения металла из раствора.

Выщелачивание – процесс перевода извлекаемых металлов в раствор при воздействии растворителя на перерабатываемый материал (руду, концентрат и т.п.) часто в присутствии газового реагента – кислорода, водорода и др. В качестве растворителей используют воду растворы кислот, щелочей или солей.

Очистку растворов от примесей проводят с целью предотвращения их попадания в извлекаемый металл при последующем его осаждении в виде химического соединения или в свободном состоянии. Для очистки используют методы химического осаждения неорганическими или органическими реагентами, кристаллизацию или цементацию. В основе последнего процесса лежит принцип вытеснения из раствора одного металла другим более электроотрицательным. Примером цементационной очистки служит процесс выделения меди из сернокислых цинковых растворов цинком

(CuSО₄ + Zn Þ ZnSO₄ + Cu).

Осаждение металлов из очищенных растворов от выщелачивания может быть проведено электролизом водных растворов цементацией или восстановлением газообразными восстановителями под давлением. В гидрометаллургии все большее распространение приобретают сорбционные (ионообменные) и экстракционные процессы.

Ионообменные процессы основаны на способности некоторых твердых веществ (ионитов) при контакте с растворами поглощать ионы из раствора в обмен на ионы того же знака, входящие в состав ионита. В общем виде действие ионообменных смол можно выразить уравнениями:

2RH + K²⁺ Û R₂K + 2H^- или

2RCl + A²⁺¹ Û R₂A + 2Cl^-

где R – радикал с фиксированными ионами, К – катион; А – анион.

Экстракцией называется процесс извлечения растворенных химических соединений металлов из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой. В качестве экстрагентов используют органические кислоты и их соли аминов и аммониевых оснований, спирты, эфиры, кетоны.

7. Гидрометаллургические процессы в цветной металлургии. Три основные стадии гидрометаллургических процессов. Виды растворителей. Очистка растворов от примесей химическим осаждением, кристаллизацией, цементацией, экстракцией, ионообменными процессами (привести примеры химических реакций)

Гидрометаллургические процессы проводятся при низких температурах на границе раздела чаще всего твердой и жидкой фаз. Любой гидрометаллургический процесс состоит из трех основных стадий: выщелачивания, очистки растворов от примесей и осаждения металла из раствора.

Выщелачивание – процесс перевода извлекаемых металлов в раствор при воздействии растворителя на перерабатываемый материал (руду, концентрат и т.п.) часто в присутствии газового реагента – кислорода, водорода и др. В качестве растворителей используют воду растворы кислот, щелочей или солей.

Очистку растворов от примесей проводят с целью предотвращения их попадания в извлекаемый металл при последующем его осаждении в виде химического соединения или в свободном состоянии. Для очистки используют методы химического осаждения неорганическими или органическими реагентами, кристаллизацию или цементацию. В основе последнего процесса лежит принцип вытеснения из раствора одного металла другим более электроотрицательным. Примером цементационной очистки служит процесс выделения меди из сернокислых цинковых растворов цинком

(CuSО₄ + Zn Þ ZnSO₄ + Cu)

Осаждение металлов из очищенных растворов от выщелачивания может быть проведено электролизом водных растворов цементацией или восстановлением газообразными восстановителями под давлением. В гидрометаллургии все большее распространение приобретают сорбционные (ионообменные) и экстракционные процессы.

Ионообменные процессы основаны на способности некоторых твердых веществ (ионитов) при контакте с растворами поглощать ионы из раствора в обмен на ионы того же знака, входящие в состав ионита. В общем виде действие ионообменных смол можно выразить уравнениями:

2RH + K²⁺ Û R₂K + 2H^- или

2RCl + A²⁺¹ Û R₂A + 2Cl^-

где R – радикал с фиксированными ионами, К – катион; А – анион.

Экстракцией называется процесс извлечения растворенных химических соединений металлов из водного раствора в жидкую органическую фазу, не смешивающуюся с водой. В качестве экстрагентов используют органические кислоты и их соли аминов и аммониевых оснований, спирты, эфиры, кетоны.

8. Рафинировочные плавки в цветной металлургии, их виды и назначение. Огневое, ликвационное, сульфидирующее, хлорное, карбонильное, цементационное рафинирование (привести примеры химических реакций)

Рафинировочные плавки проводят с целью очистки полученных металлов от примесей. В основе их лежит различие в физико-химических свойствах основного металла и металлов-примесей. Существуют следующие разновидности рафинировочных плавок:

1. Окислительное (огневое) рафинирование. Основано на различии в сродстве к кислороду основного металла и примеси. Образующиеся при этом оксиды примесей всплывают на поверхность рафинируемого металла, образуя шлак. Типичным примером такого процесса является огневое рафинирование черновой меди.

2. Ликвационное рафинирование. В основе этого процесса лежит принцип образования и разделения по плотности (ликвация) двух фаз, одна из которых является рафинируемым металлом. Примесь при этом должна концентрироваться в другой фазе, нерастворимой в основном металле. В зависимости от плотности она будет всплывать на поверхность или погружаться на дно расплава. Процесс широко используют в металлургии свинца.

3. Сульфидирующее рафинирование, используется для очистки металлов от примесей, обладающих повышенным сродством к сере. При этом также образуются две несмешивающиеся фазы, отделяющиеся друг от друга ликвацией. Примером такого процесса может служить рафинирование свинца от меди.

4. Хлорное рафинирование. Основано на различии сродства к хлору металла и примесей. Образовавшиеся хлориды примеси будут всплывать на поверхность металла или улетучиваться.

9. Рудные плавки в цветной металлургии. Плавка на штейн, восстановительная, электролитическая, металлотермическая, реакционная плавка (укажите назначение и приведите примеры химических реакций)

Плавка – пирометаллургический процесс, проводимый при температурах, обеспечивающих в большинстве случаев полное расплавление перерабатываемого материала. Различают две разновидности плавок – рудные и рафинировочные. По характеру протекающих основных химических реакций рудные плавки разделяются на следующие виды:

1. Восстановительная плавка. Ее проводят с целью получения металла за счет восстановления его оксидных соединений углеродистыми восстановителями или перевода пустой породы в шлак (сплав оксидов).

(MeO,SiO₂,CaO,Fe₂O₃) + C + O₂,N₂ Þ Me + (SiO₂,CaO,FeO) + CO₂,N₂

руда дутье металл шлак газ

2. Плавка на штейн. Ее применяют с целью извлечения металла в полупродукт, называемый штейном (сплав сульфидов). Вторым продуктом плавки является шлак, концентрирующий в себе оксидные компоненты

(CuFeS₂,FeS₂,SiO₂,CaO) + (SiO₂,CaO) + (O₂,N₂) Þ

руда или концентрат флюс дутье

Þ (Cu₂S,FeS) + (FeO,SiO₂,CaO) + (SiO₂,N₂)

штейн шлак газы

3. Электролиз расплавленных солей ведут при воздействии постоянного тока на расплавленную среду, состоящую из оксидов ил хлоридов.

MeO (MeCl₂) Þ Me²⁺ +O^2- )2Cl^-),

Me²⁺ +2 Þ Me –на катоде

O^2- - 2 Þ O₂Ýили2Cl^- - 2 Þ Cl₂ Ý

4. Металлотермическая плавка. Ее применяют для получения трудновосстановимых металлов, склонных в случае применения углеродистых восстановителей к образованию карбидов (Ме х С), придающих им хрупкость.

MeO (MeCl₂) + Me¢¢ Þ Me¢ + Me¢¢O (Me¢¢Cl₂)

5. Реакционная плавка. Основана на получении Ме за счет взаимодействия его оксида и сульфида:

2MeO + MeS Þ 3Me + SO₂

10. Обжиг в цветной металлургии. Кальцинирующий, окислительный, агломерирующий, восстановительный, хлорирующий и фторирующий (дайте определение и приведите примеры химических реакций)

Обжиг – металлургический процесс, проводимый при высоких температурах (500-12000С) с целью изменения химического состава перерабатываемого сырья. Обжиговые процессы, за исключением обжига со спеканием, являются твердофазными. В цветной металлургии применяют следующие виды обжига:

1.Кальцинирующий обжиг (прокалку) проводят с целью разложения (диссоциации) нагревом неустойчивых химических соединений – гидроксидов, карбонатов и др. В общем виде этот вид обжига описывается следующими уравнениями:

Me(OH)₃ Þ Me₂O₃ + H₂O;

MeCO₃ Þ MeO + CO₂

2. Окислительный обжиг применяют для подготовительной обработки сульфидных руд и концентратов с целью полного или частичного перевода сульфидов в оксиды:

2MeS + 3O₂ Þ 2MeO + 2SO₂.

К окислительному процессу относится и агломерирующий обжиг (обжиг со спеканием). Последний имеет целью одновременно окислить и спечь материал. Спекание происходит за счет образования некоторого количества жидкой фазы, которая при застывании связывает тугоплавкие мелкие частицы в кусковой пористый продукт – агломерат.

3. Восстановительный обжиг проводят для восстановления высших оксидов некоторых металлов до низших, например:

3Fe₂O₃ + CO Þ 2Fe₃O₄ + CO₂

4. Хлорирующий и фторирующий обжиг проводят с целью перевода оксидов или сульфидов в водорастворимые или летучие хлориды (фториды).

11. Классификация металлургических процессов при производстве цветных металлов. Пиро-, гидро- и электрометаллургические процессы, их краткая характеристика и назначение. Приведите примеры химических реакций обжига, плавки, дистилляции, выщелачивания, экстракции, цементации, электролиза

Все используемые при производстве цветных металлов процессы подразделяют на три группы:

· Пирометаллургические;

· Гидрометаллургические;

· Электрометаллургические.

Пирометаллургические процессы проводятся при высоких температурах, чаще всего с полным и реже с частичным расплавлением материалов. Эти процессы разделяют на три группы: обжиг, плавка и дистилляция. Обжиг – металлургический процесс, проводимый при высоких температурах (500-12000С) с целью изменения химического состава перерабатываемого сырья. В качестве примера приведем уравнения окислительного обжига

2MеS + 3O₂ Þ 2MeO + 2SO₂.

Плавка – пирометаллургический процесс, проводимый при температурах, обеспечивающих в большинстве случаев полное расплавление перерабатываемого материала. Различают две разновидности плавок – рудные и рафинировочные. В качестве примеров приведем восстановительную рудную плавку:

(MeO, SiO₂, CaO, Fe₂O₃) + C + O₂,N₂ = Me + (SiO₂, CaO, FeO) + CO₂,N₂.

Дистилляция – процесс испарения вещества при температуре несколько выше точки его кипения, позволяющий разделить компоненты обрабатываемого материала в зависимости от их летучести. Дистилляционные процессы могут использоваться как для первичной переработки рудного сырья, так и для удаления легколетучих примесей при рафинировании металлов или разделении металлических сплавов.

Гидрометаллургические процессы проводятся при низких температурах на границе раздела, чаще всего твердой и жидкой фаз. Любой гидрометаллургический процесс состоит из трех основных стадий: выщелачивания, очистки растворов от примесей и осаждения металла из раствора.

Выщелачивание – процесс перевода извлекаемых металлов в раствор при воздействии растворителя на перерабатываемые материалы (руду, концентрат и т.д.), часто в присутствии газового реагента – кислорода, водорода и др. Очистку растворов от примесей проводят с целью предотвращения их попадания в извлекаемый металл при последующем его осаждении в виде химического соединения или в свободном состоянии. Для очистки используют методы химического осаждения неорганическими или органическими реагентами, кристаллизацию или цементацию. Примерами цементационной очистки могут служить процессы выделения меди из сернокислых цинковых растворов цинком

(CuSО₄ + Zn Þ ZnSO₄ + Cu)

или из никелевого электролита никелем

(CuSO₄ + Ni Þ NiSO₄ + Cu).

Большее распространение приобретают сорбционные и экстракционные процессы. Экстракцией называют процесс извлечения растворенных химических соединений металлов из водных растворов в жидкую органическую фазу, несмешивающуюся с водой.

Особенностью электрометаллургических процессов является использование электроэнергии в качестве движущей энергетической силы для их протекания. Электролиз расплавленных солей ведут при воздействии постоянного тока на расплавленную среду, состоящую из оксидов или хлоридов. Процесс описывается следующей схемой:

MeO (MeCl₂) Þ Me²⁺ + O^2- (2Cl^-).

Me²⁺ + 2e Þ Me -на катоде;

O^2- - 2e Þ O₂ Ý или 2Cl^- - 2e Þ Cl₂Ý на аноде.

В результате на катоде выделяется металл (в жидком или твердом состоянии), а на аноде – газ.

Огнеупорные материалы и их классификация по огнеупорности и характеру химической активности оксида, служащего огнеупорной основой. Кремнеземистые, алюмосиликатные, магнезиальные, хромистые, углеродистые огнеупоры. Рабочие свойства огнеупоров

Для сооружения плавильных печей и ряда других агрегатов, а также для создания в них внутренней защитной облицовки, которая называется футеровкой, используют чаще всего огнеупорные материалы. Огнеупорными называют строительные материалы, выдерживающие без расплавления температуры до 1600°С и более. По своему составу они, в основном, представляют оксидные системы. Огнеупорные материалы в зависимости от их физико-химических свойств классифицируются по огнеупорности, химико-минералогическому составу, химической активности оксидов и ряду других характеристик.

Огнеупорность – стойкость материалов при длительном воздействии температур. По огнеупорности изделия подразделяют на огнеупорные (1580-1770°С), высокоогнеупорные (1770-2000°С) и высшей огнеупорности (более 2000°С).

По химико-минералогическому составу огнеупорные материалы классифицируют на следующие основные группы:

1. кремнеземистые– огнеупорная основа SiO₂ (динасовые, кварцевые стекла).

2. алюмосиликатные – огнеупорная основа А1₂О₃ и SiO₂ (полукислые, шамотные и высокоглиноземистые)

3. магнезиальные – основа MgO (магнезитовые, доломитовые, шпинельные, форстеритовые)

4. хромистые– основа Cr₂O₃ × MgO (хромитовые, хромомагнезитовые)

5. углеродистые – основа углерод (графитовые, угольные, карборундовые).

По характеру химической активности оксида, служащего огнеупорной основой, огнеупоры бывают кислые (SiO₂) и нейтральные (Аl₂О₃), а также основные (MgO, CaO).

Огнеупоры должны обладать следующими рабочими свойствами:

1. термическая стойкость;

2. способность сохранять в процессе эксплуатации первоначальный объем и форму.

3. пористость или газопроницаемость

4. теплопроводность

5. электропроводность и ряд других свойств.

13. Металлургическое топливо. Классификация его по агрегатному состоянию и способу получения (приведите примеры основных видов топлива). Теплотворная способность топлива. Полнота сгорания топлива (приведите примеры реакций сгорания топлива). Коэффициент избытка дутья

Необходимые температуры в металлургических процессах достигаются сжиганием топлива или за счет использования электроэнергии. Основные разновидности топлива имеют органическое происхождение. В состав топлива входят C, H₂, S, O₂, N₂, присутствующие в виде различных соединений и составляющие горючую массу. Кроме того, в топливе могут содержаться вода и зола – негорючая часть. По агрегатному состоянию различают твердое, жидкое и газообразное топливо, а по способу получения – естественное и искусственное. Искусственное топливо получают в результате направленной переработки естественного топлива. Основными видами топлива являются дрова, торф, бурый уголь, каменный уголь, кокс, нефть, сульфидные руды и концентраты, а также природный газ.

При сжигании топлива выделяется тепловая энергия, количество которой тесно связано с химическим составом топлива и условиями его сжигания. Количество тепла, которое выделяется при сжигании топлива, называется теплотой сгорания топлива или его теплотворной способностью. Теплота сгорания выражается в следующих единицах: КДж/кг, кДж/м³ или кДж/моль. Приведем примеры некоторых реакций сгорания топлива:

C + O₂ = CO₂ + 34070 КДж/кг

H₂ + ½ O₂ = H₂O + 241800 кДж/мол

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + 35800 кДж/м³

Горение топлива осуществляется за счет кислорода дутья: воздуха (21%(об.) О₂), смеси воздуха с кислородом или технологического кислорода (95-98% (об) О₂). Полнота сжигания топлива характеризуется коэффициентом избытка дутья (a). Если количество дутья соответствует теоретически необходимому для полного сжигания топлива, то a = 1. При недостатке дутья a < 1, при его избытке a> 1.

Дробление и измельчение рудного сырья цветных металлов. Крупное, среднее, мелкое дробление, тонкое измельчение. Степень дробления (измельчения). (щёковые, конусные, валковые и молотковые дробилки, барабанные мельницы (нарисуйте схему и поясните принцип действия)

Для вскрытия минералов и отделения их друг от друга руду нужно раздробить и измельчить. При тесном взаимном срастании минералов для их разделения требуется измельчение до крупного порядка 0,2 мм и мельче. Степень дробления (измельчения) представляет собой отношение диаметров наибольших кусков руды (D) к диаметру кусков продукта измельчения (d): K = D / d. Дробление и измельчение руды обычно ведут в несколько стадий с использованием дробилок и мельниц различных типов. Приведем размеры кусков продуктов на каждой стадии: крупное дробление 100…300 мм, среднее дробление – 10…50 мм, мелкое –3…10 мм, тонкое – 0,05…2,0 мм и мельче. Для дробления руд цветных металлов наиболее часто применяют щековые, конусные, валковые и молотковые дробилки. В щековых дробилках дробление руды происходит между неподвижной и подвижной щеками. Вместе с боковыми стенками щеки образуют рабочее пространство дробилки. Щековые дробилки – аппараты периодического действия. Это является основным недостатком щековых дробилок, которые имеют более низкую производительность по сравнению с конусными дробилками непрерывного действия. Дробление в конусных дробилках осуществляется в кольцевом пространстве между двумя усеченными конусами.

Валковые дробилки с гладкими и рифлеными валками применяют для мелкого дробления. Исходный материал подается в дробилку сверху, захватывается валками, вращающимися навстречу друг другу, дробится и разгружается вниз под дробилку. Для измельчения кусковых материалов до крупности частиц менее 1…2 мм используют барабанные мельницы, которые в зависимости от вида дробящих тел делятся на шаровые, стержневые, самоизмельчения и др.

15. Качественная схема обогащения руд цветных металлов. Подготовительные, обогатительные и вспомогательные процессы. Технологические показатели обогащения руд. Извлечение, степень обогащения, выход продукта (дайте определение и приведите примеры)

Перед обогащением руду приводят к такому состоянию, при котором содержащиеся в ней минералы будут, как можно полнее освобождены от сростков друг с другом. Это достигается при дроблении и измельчении руды и сортировкой измельченного материала по крупности грохочением или классификацией. В свою очередь, полученный концентрат необходимо подготовить к металлургической переработке путем его обезвоживания (рисунок). На рисунке знаками «+» и «-» обозначены крупная и мелкая фракции продукта измельчения. Таким образом, процесс обогащения слагается из подготовки руды к обогащению, собственно обогащения и подготовки концентрата к металлургической переработке.

К основным технологическим показателям обогащения относят: содержание компонентов в питании и в продуктах обогащения, степень обогащения, выход продуктов обогащения и извлечение ценных компонентов в продукты обогащения.

Степенью обогащения (концентрации) называется отношение содержания полезного компонента в концентрате к содержанию его в исходном сырье. Степень обогащения показывает, во сколько раз концентрат богаче исходного сырья.

Выходом продукта называется отношение массы полученного продукта к массе исходного материала. Выход можно выражать в процентах или долях единицы.

Извлечением полезного компонента в продукт обогащения называют отношение массы компонентов в продукте к массе того же компонента в исходном сырье. Оно выражается в процентах или долях единицы.

16. Обогащение руд цветных металлов. Задачи обогащения руд. Концентрат, промежуточный продукт, хвосты (дайте определение и приведите примеры). Способы обогащения руд

Большинство руд цветных металлов представляет собой сравнительно бедные полиметаллические породы. Руды обычно обогащают, то есть искусственно повышают содержание металлов в сырье, поступающем на металлургическую переработку, а в ряде случаев предварительно разделяют ценные металлы. Повышение содержание металла в сырье в результате его обогащения достигается путем удаления большей части пустой породы. Наряду с этим решается задача выделения каждого металла в отдельный продукт, пригодный для самостоятельной металлургической переработки. Такой метод обогащения называется селективным обогащением. Принципиально к обогатительным процессам можно отнести также процессы первичной переработки сырья, направленной на выделение из нее ценных компонентов в самостоятельный продукт методами химических воздействий. Типичными примерами «химического» обогащения служат получение глинозема (Аl₂О₃) из алюминиевых руд, производство вольфрамового ангидрида (WO₃) из вольфрамовых руд и т.д. Многочисленные способы механического обогащения основаны на использовании различия физических свойств минералов: плотности, крупности, формы, цвета и блеска, смачиваемости и др.

Конечные продуктами обогащения являются концентраты и отходы. Концентратом называют продукт обогащения с повышенным содержанием извлекаемого металла. Отходы процессов обогащения называют отвальными хвостами. Они состоят преимущественно из пустой породы с небольшим содержанием ценных минералов, которые не удается выделить в концентрат. Иногда получают промежуточные продукты, которые по качеству не могут быть отнесены ни к концентратам, ни к хвостам.

17. Вторичное сырье цветных металлов, его классификация и характеристика. Амортизационный и бытовой лом. Производственные отходы. Текущие, оборотные, отвальные отходы, безвозвратные потери (дайте определение и приведите примеры)

Под отходами цветных металлов и сплавов подразумеваются остатки цветных металлов, образующиеся в процессе производства, потребления и эксплуатации продукции, утратившие первоначальные потребительские свойства.

Отходы производства – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отходы потребления (лом) – изделия и материалы, потерявшие потребительские свойства из-за физического или морального износа.

Классификация отходов – разделение отходов цветных металлов по физическим, химическим свойствам и качествам. Отходы цветных металлов и сплавов делят на классы, группы и сорта. По способу использования отходы делят на текущие, оборотные, не перерабатываемые (или отвальные) отходы и безвозвратные потери. Текущие отходы образуются на предприятиях в процессе производства и подлежат сдаче заготовительным организациям. Оборотные отходы используются на предприятиях, где они образуются. Отвальные – это отходы, переработка которых существующими в настоящее время методами экологически нецелесообразна. Безвозвратные потери – это отходы, образующиеся при коррозии, истирании, чистовой механической обработке, угар металлов и собранные отходы. Отходы потребления (лом) по источникам образования делят на три группы: лом промышленный, транспортный и сельскохозяйственный; лом военный; лом бытовой. Лом первой и второй группы образует категорию амортизационного лома.

18. Руды и минералы цветных металлов (дайте определение и приведите примеры). Классификация руд и минералов. Сульфидные, окисленные, смешанные, самородные, моно- и полиметаллические руды

Рудой называется горная порода, содержащая в своем составе металл или металлы в таких количествах, которые при современном уровне развития обогатительной и металлургической техники могут быть экономически выгодно извлечены в товарную продукцию. Руда состоит из минералов – природных химических соединений. Минералы подразделяют на рудные (ценные) и пустую породу. К пустой породе относят минералы, не содержащие извлекаемых элементов. Чаще всего породообразующими элементами являются кварц, карбонаты, силикаты и алюмосиликаты.

В зависимости от вида присутствующих металлсодержащих минералов руды цветных металлов делятся на следующие группы:

- сульфидные, в которых металлы находятся в форме сернистых соединений. Примером таких руд могут служить медные, медно-никелевые и свинцово-цинковые руды;

- окисленные, в которых металлы присутствуют в форме различных кислородосодержащих соединений. К этой группе относятся алюминиевые, окисленные никелевые, оловянные руды, руды ряда редких металлов.

- смешанные, в которых металлы могут находиться как в сульфидной, так и в окисленной форме (медные руды);

- самородные, содержащие металлы в свободном состоянии. В самородном состоянии в природе встречаются золото, серебро, медь и платина.

По числу присутствующих металлов руды классифицируются на монометаллические и полиметаллические (комплексные). Большинство руд цветных металлов являются полиметаллическими и содержат минимум два ценных компонента.