Збагачення корисних копалин

Збагачення корисних копалин – це сукупність методів і процесів первинного перероблення мінеральної сировини з метою концентрації цінних компонентів у кондиційних продуктах шляхом видалення порожньої породи та поділу мінералів. При збагаченні корисних копалин вирішуються такі основні завдання:

• підвищується вміст корисного компонента в сировині;
• з сировини видаляється велика частина шкідливих домішок;
• досягається однорідність сировини за крупністю та речовим складом.

Збагачення корисних копалин здійснюється на збагачувальних фабриках, які є самостійними структурами або входять до складу гірничо-збагачувальних або гірничо-металургійних комбінатів.

В результаті збагачення природної мінеральної сировини отримують один або кілька концентратів і відходи (хвости).

Концентратом називається продукт збагачення, що має більш високий у порівнянні з рудою вміст корисного компонента і придатний для подальшого перероблення або безпосереднього застосування в народному господарстві. За змістом основного корисного компонента, домішок, вологи та за гранулометричним складом концентрати повинні задовольняти вимогам відповідних ГОСТів або технічних умов. Концентрати отримують свою назву за основним металом або мінералом (мідний, свинцевий, рутиловий, лопаритовий тощо), що концентрується в них у процесі збагачення.

Відвальними хвостами називаються відходи збагачення, що складаються в основному з порожньої породи з незначним вмістом корисних компонентів, витяг яких технологічно неможливо або економічно невигідно.

Якість продуктів збагачення (концентратів) визначається вмістом у них цінних компонентів (корисних мінералів), домішок і гранулометричним складом.

На збагачувальних фабриках, що обробляють деякі неметалеві копалини, часто отримують концентрати, що являти собою остаточні товарні продукти (вапняк, азбест, графіт і т. д.), але в більшості випадків процес збагачення є проміжною ланкою між видобутком сировини та металургійною плавкою (або хімічною переробкою) концентратів.

У результаті збагачення досягається значне підвищення вмісту корисних компонентів у концентратах у порівнянні з рудою.

На ряді фабрик кольорової металургії в концентрати витягуються більш як 93% міститься у вихідній руді міді, 82-90% свинцю і цинку, 70-85% нікелю, вольфраму, молібдену, олова та інших металів.

При збагаченні корисних копалин важливим є правильне встановлення глибини збагачення, що визначає вміст цінних компонентів у хвостах і продуктах збагачення. Для кожного виду сировини оптимальна глибина збагачення визначається шляхом техніко-економічного обґрунтування з урахуванням технологічних, економічних та екологічних факторів.

Класифікація методів та процесів збагачення

На збагачувальних фабриках корисні копалини піддаються ряду послідовних процесів обробки, які за своїм призначенням поділяються на підготовчі, основні збагачувальні, допоміжні та процеси виробничого обслуговування.

Підготовчі процеси. До підготовчих відносяться процеси дроблення і подрібнення, при яких досягається розкриття мінералів в результаті руйнування зросток корисних мінералів з порожньою породою (або зросток одних корисних мінералів з іншими) з утворенням механічної суміші частинок і шматків різного мінерального складу, а також процеси грохочення і класифікації, що застосовуються для поділу Завдання підготовчих процесів – ведення мінеральної сировини до крупності, необхідної для подальшого збагачення, а в деяких випадках – отримання кінцевого продукту заданого гранулометричного складу для безпосереднього використання в народному господарстві, (сортування руд і вугілля).

Основні збагачувальні процеси. До основних збагачувальних процесів належать ті фізичні та фізико-хімічні процеси поділу мінералів, при яких корисні мінерали виділяються в концентрати, а порожня порода у хвости.

Процеси поділу мінералів при збагаченні корисних копалин досить численні та класифікуються за їх належністю до того чи іншого методу збагачення, розділової ознаки, характеру розділювальних сил і конструктивного виконання апаратів.

Методи збагачення класифікують залежно від того, яка властивість мінералів використовується як розділова ознака і які основні розділювальні сили.

Розрізняють наступні методи збагачення.

1.Метод гравітаційного збагачення (гравітаційне збагачення), заснований на відмінності в щільності розділених зерен мінералів, здійснюваний в полі гравітаційних сил.

2. Метод магнітного збагачення (магнітне збагачення), заснований на відмінності в магнітній сприйнятливості мінералів, що поділяються в полі магнітних сил.

3. Метод електричного збагачення (електричне збагачення), заснований на відмінності електропровідності мінералів, що розділяються в полі електричних сил.

4. Метод флотаційного збагачення (флотаційне збагачення, або флотація), заснований на відмінності фізико-хімічних властивостей (змочуваності) мінералів, що розділяються.

5. Спеціальні методи збагачення, засновані на відмінності комбінацій властивостей мінералів, що розділяються. До останніх належать поділ по відмінності радіоспектроскопічних властивостей, розчинності, механічної міцності, декрипітації, форми та тертя, пружності відскоку та ін. Найбільше значення мають методи радіометричного та хімічного збагачення.

5.1. Метод радіометричного збагачення (радіометричне збагачення), заснований на відмінності радіоспектроскопічних властивостей мінералів, що поділяються, здійснюваний з використанням механічних розділювальних сил.

5.2. Метод хімічного збагачення (хімічне збагачення), заснований на відмінності хімічних властивостей (розчинності) мінералів або шкідливих домішок.

5.3. Метод механічного збагачення (механічне збагачення), заснований на відмінності фізико-механічних властивостей мінералів (механічній міцності, формі та тертю, пружності відскоку та ін.).

Процеси збагачення, що відносяться до того чи іншого методу збагачення, відрізняються різноманітністю додатково використовуваних розділювальних сил, а також конструктивним виконанням машин і апаратів.

Допоміжні процеси. До допоміжних належать процеси зневоднення продуктів збагачення (шляхом їх згущення, фільтрування та сушіння) для доведення їх вологості до встановленої норми або для отримання оборотної води; процеси облагородження продуктів і підготовки їх до металургійного або хімічного переділу (агломерація, брикетування та ін.).

Процеси виробничого обслуговування. До процесів виробничого обслуговування належать операції, що забезпечують безперервність і стабільність технологічних процесів: внутрішньо фабричний транспорт сировини та продуктів збагачення, водопостачання, електропостачання, постачання стиснутим повітрям, механізація та автоматизація, технічний контроль та ін.

Статті на тему: збагачення корисних копалин