Конспект «Дробильщик»

Конспект «Дробильщик»

ОСНОВЫ ОБОГАЩЕНИЯ РУД
Обогащением руды называется операция, увеличивающая содержание полезного компонента или снижающая содержание вредных примесей в руде.
Обогатительная фабрика является промежуточным звеном между рудником (шахтой) и металлургическим заводом. Руда различной крупности, поступающая с рудника, при переработке на обогатительной фабрике проходит различные процессы, которые по своему назначению можно разделить на: подготовительные, собственно обогатительные и вспомогательные.
Подготовительные процессы имеют целью подготовить руду к обогащению. Подготовка включает, прежде всего, операции уменьшения размеров кусков руды — дробление и измельчение и связанную с ними классификацию руды на грохотах, в классификаторах и гидроциклонах. Конечная крупность измельчения определяется крупностью вкрапленности минералов, так как при измельчении необходимо максимально раскрыть зерна ценных минералов.
К собственно обогатительным процессам относятся процессы разделения руды и других продуктов по физическим и физико-химическим свойствам минералов, входящих в их состав. К этим процессам относятся гравитационное обогащение, флотация, магнитная и электрическая сепарация и др.
Большинство процессов обогащения проводится в воде, и получаемые продукты содержат большое количество ее. Поэтому возникает необходимость во вспомогательных процессах. К ним относится обезвоживание продуктов обогащения, включающее сгущение, фильтрование и сушку.
Совокупность и последовательность операций, которым подвергается руда при переработке, составляют схемы обогащения, которые принято изображать графически. В зависимости от назначения схемы могут быть качественными, количественными, шламовыми. Кроме указанных схем обычно составляют схемы цепи аппаратов.
В качественной схеме обогащения изображается путь движения руды и продуктов обогащения последовательно по операциям с указанием некоторых данных о качественных изменениях руды и продуктов обогащения, например, крупности. Качественная схема дает представление о стадиальности процесса, количестве перечистных операций концентратов и контрольных перечисток хвостов, о виде процесса, способе обработки промпродуктов и количестве конечных продуктов обогащения.
Если на качественной схеме указать количество перерабатываемой руды, получаемых в отдельных операциях продуктов и содержание в них ценных компонентов, то схема уже будет называться количественной или качественно-количественной. Выход продуктов по операциям определяют в процентах от исходной руды или тонн в сутки и тонн и час.
Если в схеме имеются данные о количестве воды в отдельных операциях и продуктах обогащения, о количестве добавляемой воды в процесс, то схема называется шламовой. Распределение твердого и воды по операциям и продуктам указывается в виде отношения твердого к жидкому Т : Ж, например, Т : Ж = 1 : 3, или в процентах твердого, например 70% твердого. Соотношение Т : Ж численно равно количеству воды (м³), приходящейся на 1т твердого. Количество воды, добавляемой в отдельные операции, выражается в кубических метрах в сутки или в кубических метрах в час. Часто эти виды схем совмещаются, и тогда схема называется качественно-количественной шламовой.
Схема цепи аппаратов представляет собой графическое изображение движения руды и продуктов обогащения по схеме с условным изображением аппаратов, указанием типа, размера и числа машин и аппаратов.
Обогащение руд основано на использовании различий в физических и физико-химических свойствах минералов, входящих их состав.
Руда при обогащении подвергается механической обработке, поэтому минералы в процессах обогащения не изменяют своих основных химических свойств в противоположность металлургическим процессам, которые связаны с химическими превращениями компонентов исходного сырья.

Исходя из различий физических и физико-химических свойств минералов применяют различные методы обогащения.

Гравитационные методы обогащения основаны на различии плотностей, размеров и форм минералов и различной скорости их и характера движения в среде под действием силы тяжести и сил сопротивления. Разделение минералов по плотности можно производить в воде, воздухе и тяжелых средах. К гравитационным процессам относятся: обогащение в тяжелых средах, в которых легкие минералы всплывают на поверхность, а тяжелые — тонут. Этот процесс применяется главным образом к рудам с крупной вкрапленностью полезных минералов; отсадка — разделение минералов под действием вертикальной струи воды или воздуха; обогащение на концентрационных столах, связанное с разделением минералов, под действием движения стола и потока воды, текущей по наклонной плоскости стола; обогащение на шлюзах, где разделение минералов происходит под действием потока воды и улавливания тяжелых минералов покрытием дна шлюзов; обогащение на винтовых, струйных и конусных сепараторах, где разделение происходит под действием потока воды, движущейся по наклонной поверхности.
Гравитационные методы широко применяются при обогащении руд и россыпей редких и благородных металлов.
Флотация основана на различии физико-химических свойств поверхности минералов и на избирательном прилипании частиц минералов к поверхности раздела двух фаз (обычно к поверхности пузырьков воздуха). Применяя различные флотационные реагенты (собиратели, депрессоры и активаторы), можно искусственно изменять смачиваемость минеральной поверхности. Плохо смачиваемые водой (гидрофобные) частицы прилипают к пузырькам воздуха, всплывают на поверхность пульпы и образуют минерализованную пену. Хорошо смачиваемые водой (гидрофильные) частицы к пузырькам воздуха не прилипают и остаются в объеме пульпы.
Магнитное обогащение основано па различии магнитной восприимчивости минералов и различии траекторий их движения в магнитном поле. Этот метод применяется при обогащении железных, марганцевых руд, а также при очистке от нежелательных примесей и доводке гравитационных концентратов.
Электростатическое обогащение основано на различной электропроводности минералов. В электрическом поле минералы движутся по различным траекториям в зависимости от их электропроводности и величины полученного ими заряда.
Этот метод применяется при доводке гравитационных концентратов.
Кроме того, существуют так называемые специальные методы обогащения, к которым относятся: рудоразборка, основанная на различии цвета и блеска отдельных минералов, их прозрачности или свечения; радиометрическая сортировка, основанная на различии радиоактивных свойств минералов или силе их излучения; обогащение по трению, основанное на различии коэффициентов трения минералов при движении их по плоскости; химическое и бактериальное обогащение, основанное на способности минералов, например, сульфидов, окисляться и растворяться в сильно кислых растворах. При этом металлы переходят в раствор, из которого извлекаются различными химико-металлургическими методами. Присутствие в растворах некоторых типов бактерий, например, тионовых, значительно интенсифицирует процесс растворения минералов.
В технологических схемах обогащения сложных комплексных руд часто используют одновременно два или три различных метода обогащения, например: гравитационный и флотационный, гравитационный и магнитный и т. п. Применяются также комбинированные методы обогащения в сочетании с гидрометаллургическими.
Для успешного применения того или иного метода обогащения необходимо наличие у минералов достаточного различия тех свойств, которые используются в данном методе.