Курс лекций по предмету «Технология обогащения нерудных полезных ископаемых» для магистров по специальности 5А540205 «Обогащение полезных ископаемых»

Повышение полноты извлечения основных и сопутствую­щих ценных компонентов. Повышение извлечения ценных компонентов осуществляется посредством совершенствования технологии рудоподготовки с целью более полного раскры­тия сростков при минимальном переизмельчении извлекае­мых минералов, использования разветвленных и многостади­альных схем обогащения, изыскания более эффективных техно­логических режимов, применения комбинированных методов обогащения и освоения новых технологических процессов.
Повышение извлечения благородных металлов. Значение руд, например, цветных металлов как дополнительного источника получения благородных металлов непрерывно возрастает.
Для извлечения свободного золота в циклах измельчения используют гидроловушки (фабрики «Хоумстейк», «Алмалыкская» и др.) и отсадочные машины (фабрики «Доум», «Зыряновская» и др.), в операциях флотации - короткоконусные гидроциклоны и щелевые концентраторы (фабрики «Алмалыкская», «Зыряновская» и др.), шлюзы (фабрики «Квемонт», «Норанда», «Магна» и др.).
Однако гравитационные аппараты позволяют извлекать золото крупностью до 0,5 мм не более чем на 90 %, а крупно­стью до 0,25 мм - на 70 %. Золотины размером мельче 0,1 мм улавливаются хуже, тогда как их доля составляет 30-40 % всего свободного золота. Такое золото стремятся извлечь в процессе флотации в медные или свинцовые концентраты, из которых они могут быть выделены при последующей метал­лургической переработке.
Кроме флотации и цианирования для извлечения мелкого золота и платины используют орбитальные шлюзы с концен­трационными столами, новые специальные гравитационные аппараты центробежного типа.
Доизвлечение ценных компонентов из производственных растворов и сточных вод. Для этого используют ионную фло­тацию, электрофлотацию, адгезионную сепарацию, процессы сорбции и экстракции, позволяющие извлекать малые коли­чества растворенных и тонкодиспергированных веществ из больших объемов жидкостей.
Попутное получение неметаллорудных и других концен­тратов. Руды являются источником получения не только цветных, редких, благородных металлов, но и сырья для мно­гих других отраслей промышленности. Обогатительные фаб­рики попутно, например, с концентратами цветных металлов получают концентраты: пиритные - для производства сер­ной кислоты; баритовые (фабрики «Косака», «Бучанс», «Кентауская», «Салаирская» и др.) - для химической и нефтехи­мической промышленности; флюоритовые, полевошпатовые, тальковые, кварцевые, силлиманитовые - для литейного производства и производства строительных материалов; магнетитовые - для черной металлургии; серицитовые — для алюминиевой промышленности и др. Кроме того, хвосты фабрик - хороший материал для закладки выработанного пространства и производства микроудобрений (фабрика «Янг» и др.).
2. Решение проблемы замкнутых технологических систем добычи и переработки минерального сыры: включает: комплексное обо­гащение руд с извлечением всех ценных компонентой до кларкового содержания, т. е. среднего содержании их и армией коре или данном типе горных пород; создание бессрочных технологических процессов на основе взаимного проникновении ироизводственных циклов: обогатительных - в процессе добычи руды, гидро- и пирометаллургических- в процессах обогащения ; развитие процессов и систем переработки вскрышных пород и отходов обога­щения с целью их дальнейшего использования [8].
На основе диагностики изменения свойств дисперсных минеральных ральных систем и водных растворов путей магнитных, электро­химически вибрационных и других воздействий, изыскания реагентов с заданными физико-мимическими свойствами при комплексной переработки минерального сырья все более широкое применение находят новые операции рудоподготовки, техноло­гические процессы и аппараты, основанные на комбинировании различных принципов разделения, обогатительно-гидрометаллургические схемы, выключающие как традиционные механические, так и бактериальное, химическое выщелачивание, экстрак­цию, ионный обмин, обжиг, ионную флотацию и др.
Эксплуатация каждого месторождения сопровождается зна­чительными объемами добычи горной массы и получением из руд многоотраслевой товарной продукции, которая перерабатывается на самостоятельных химических и металлургических предприя­тиях. Вскрышные породы и отходы обогащения являются вторичным сырьем для производства строительных и других материалов, а также используются в горных выработках в качество закладочного материала.
Однако полная утилизация добываемой в большом объеме горной массы не всегда оказывается экономически целесообразной. Поэтому при создании замкнутых экономичных циклов перспективно максимальное территориальное совмещение циклов добычи и переработки руд. К ним отнесшей подземная орга­низация отдельных циклов обогащения непосредственно в рудниках, которал включает и подземное складирование отхо­дом, а также развитие геотехнологических процессов: подземное химическое и бактериальное выщелачивание ценных компонентом из руд.
При управлении замкнутыми технологическими циклами резко возрастет роль информационно-вычислительных машин, которые будут обеспечивать оптимизацию всех технологических парамет­ров, включая математические методы планирования усреднения руды, выпуска концентратов и экономическую длительности предприятия в целом.
Минералого-технологическая изученность и техника– эканомические оценки свидетельствуют о потенциальной возможности создания высокоэффективных безотходных горноперерабатывающих комплексов для большинства руд месторождений Кольского полуострова.
Из данных, следует, что наиболее подго­товленными в технологическом и экономическом отношения: по организации замкнутых технологических циклов являются ком­плексные железные руды Ковдора и апатитонефелиновые руды Хибин. Из ковдорских руд наряду с железным, фосфатным, цир­кониевым, форстеритовым концентратами может быть получен кальцитовый продукт, который и значительных объемах найдет региональное использование для производства вяжущих и других строительных материалов, известкования кислых почв, а также в качестве флюса при переработке хибинского нефелинового кон­центрата. Первый опыт Ковдорского ГОК показывает, что кальцийсодержащие отходы обогащения могут быть эффективно ис­пользованы для известкования почв с. затратами, в 3-5 раз меньшими по сравнению с применением извести.
Замкнутая технология переработки может создаваться и для медно-никелевых руд Кольскую полуострова, из которых кроме медно-никелевого концентрата возможно получение талькового и асбестового, а также природно-легированного гидратно-магнетитового концентратов. Это позволит не только повисит ком­плексность использования руд, но и поднимет извлечение цветных металлов. Вскрышные породы представляют собой сырье для производства бутового, облицовочного, поделочного камня и других строительных материалов. Отходы обогащения могут быть использованы для закладки выработанных подземных пространств. Газообразные отходы металлургической переработки медно-никелевых концентратов являются сырьем для получения серной кислоты, а шлаки - для производства же­леза, шлаковаты, щебня, бетона и магнезиальных фосфатов.
Таким образом, организация безотходных замкнутых процес­сов при переработке минерального сырья не только позволит радикально решить экологическую проблему, но и повысит эко­номичность существующих процессов с организацией производ­ства разных видов продукции.