Минералогический состав

Цель и задачи обогащения минерального сырья.

Руды непосредственно не могут стать сырьем для производства различных товарных продуктов.

Обогащением ПИ называется совокупность процессов первичной обработки минерального сырья с целью разделения минералов и получения кондиционных продуктов с повышенной концентрацией в них одного или нескольких ПК. При обогащении ПИ используют различия в физических и химических свойствах минералов представленных в рудах с учетом их вещественного состава.

К обогатительным условно относят также процессы разделения горной массы по крупности кусков и частиц, процессы окускования мелкого минерального сырья при агломерации или окомковании концентратов перед плавкой), различные виды обжига и выщелачивания (химического или бактериологического) при использовании их в схемах обогащения.

Обогатительные процессы реализуются на обогатительных, сортировочных, агломерационных, окомковательных и брикетных фабриках.

В процессе обогащения решаются вопросы:

- распределения всех компонентов руды между выпускаемыми товарными концентратами и продуктами, из которых обеспечивается наиболее рациональное их извлечение в металлургическом производстве или эффективное использование в других отраслях.

- сокращение безвозвратных потерь ПК в концентратах, используемых в других отраслях промышленности.

- обеспечения качества получаемых концентратов и продуктов, отвечающего условиям наиболее эффективного использования в соответствующих отраслях промышленности.

Экономическое значение ОПИ обусловлено:

- снижением стоимости переработки обогащенного сырья, по сравнению с природным;

- повышением эффективности последующего металлургического, химического и других переделов за счет снижения потерь, увеличения производительности и повышения качества продукции при переработке обогащенного сырья;

- увеличением доли дополнительной прибыли, получаемой за счет попутного извлечения ценных спутников и минеральных комплексов;

- возможностью резкого снижения стоимости добычи руд при осуществлении их предварительной концентрации в условиях глобального снижения содержания ЦК минерального сырья.

Методы обогащения, их физические и физико-химические основы.

Основные характеристики вещественного состава ПИ

К основным характеристикам вещественного состава относятся:

- химический;

- минералогический;

- гранулометрический;

- текстурные и структурные особенности его строения.

Химический состав

Химический состав характеризует содержание элементов, входящих в состав ПИ, и определяется различными физико-химическими методами.

Химические элементы или минералы их содержащие, входящие в состав ПИ и имеющие важное значение для дальнейшего использования, называются ЦК.

Руды, содержащие несколько ЦК-ов, являются комплексными.

Отдельные элементы или природные химические соединения, содержащиеся в ПИ и оказывающие отрицательное влияние на качество извлекаемых ЦК называются вредными примесями. Например, для железных руд вредными являются мышьяк, сера, фосфор, цинк, свинец.

Минералогический состав

Минералогический состав характеризует минеральные формы проявления важнейших элементов, входящих в состав ПИ, и содержание основных минералов. Он определяет технологические показатели обогащения, поскольку:

- каждый ЦК может содержаться как в легко-, так и трудноизвлекаемых минералах;

- возможность эффективного разделения минералов при обогащении определяется степенью контрастности (различия) свойств разделяемых минералов;

- разделение минералов при обогащении осложняется при наличии в рудах значительного количества разрушенных пород и охристо-глинистого материала, образующих при измельчении большое количество первичных и вторичных шламов.

Для определения минералогического состава используют макроскопическое изучение образцов, микроскопическое ис­следование измельченной руды и шлифов, фазовый анализ, выделение и изучение мономинеральных фракций, рентгено­графические методы, термический и люминесцентный анали­зы, микрорентгеноспектральный метод.

Макроскопическое изучение образцов позволяет качествен­но определить почти все основные минералы, крупность и характер их вкрапленности, степень окисления. В процессе мик­роскопического исследования, помимо качественного и коли­чественного определения состава пробы, выявляют наличие в руде различных генераций минералов, степень и характер из­менений руд, происшедших в результате различных природ­ных процессов, наличие микровключений в минералы, форму, размер, структуру и состояние поверхности частиц.

Рентгенографические методы имеют решающее значение при диагностике минералов, когда по внешним признакам и оп­тическим свойствам распознать их трудно. С помощью рент­генографии определяют также форму нахождения элемента-при­меси в минерале-носителе. Анализ тонкодисперсных глинистых минералов, а также сложных полиметаллических руд осущест­вляют методами дифрактометрической рентгенографии и элек­тронной микроскопии.

Термический анализ широко применяют для качественного и, в меньшей степени, для количественного определения глини­стых минералов, слюд, хлоритов, карбонатов, органических ве­ществ.

Люминесцентный анализ служит для диагностики и коли­чественного определения содержания люминесцирующих ми­нералов: шеелита, урановых минералов, корунда, алмаза, би­тума, циркона и др.

Электродиализ успешно применяют для изучения форм вхож­дения элементов-примесей в минералы-носители, определения относительной растворимости минералов в различных элек­тролитах.

Микрорентгеноспектралъный анализ позволяет изучать мор­фологию минеральных включений, граней кристаллов и сра­станий, определять состав минералов и концентрацию в них примесей начиная с 0,01 % и более.

Фазовым анализом, основанным на селективном растворе­нии минералов, количественно определяют минеральные фор­мы каждого из цветных, черных и некоторых редких металлов.

Фазовый, или рациональный, анализ особенно необходим для определения минерального состава сложных частично окисленных и окисленных руд цветных металлов. Если основные металлы в них более чем на 80 % представлены сульфид­ными минералами, то руды считаются сульфидными; если со­держание сульфидных фракций основных металлов меньше 50 %, — окисленными. При промежуточных содержаниях суль­фидных форм основных металлов руды считаются смешанны­ми или сульфидно-окисленными.

Основная масса (80-85%) цветных металлов сосредото­чена в сульфидных оруденениях, и сульфидные руды являются главным источником их производства. В зависимости от обще­го содержания сульфидов в руде различают вкрапленные (ме­нее 25 % сульфидов) и массивные или сплошные (более 50 % суль­фидов) руды. Сульфидные медные руды при этом подразде­ляются на первичные и вторичные в зависимости от соотноше­ния первичных и вторичных сульфидов меди в них.

Руды черных металлов и горно-химическое сырье разли­чают главным образом по минералогическому составу основ­ных ценных компонентов. Так, железные руды бывают магнетитовыми, титаномагнетитовыми, гематитомарматитовыми, бурожелезняковыми, сидеритовыми. Хро­мовые руды обычно представлены хромшпинелидами, в ко­торых основным минералом является хромит; горно-химиче­ское сырье — апатитовыми, апатит-нефелиновыми и борны­ми рудами, фосфоритами, сильвинитами и самородной серой.