L'ammasso roccioso si distingue in: basico (anzi di arricchimento); preparatorio e ausiliario.

Tutto metodi esistenti gli arricchimenti si basano su differenze fisiche o fisiche proprietà chimiche OH singoli componenti minerale. Esistono, ad esempio, metodi gravitazionali, magnetici, elettrici, di flottazione, batterici e altri metodi di arricchimento.

Effetto tecnologico dell'arricchimento

L’arricchimento preliminare dei minerali consente:

• aumentare le riserve industriali di materie prime minerali attraverso l'utilizzo di depositi di risorse minerali povere con un basso contenuto di componenti utili;
• aumentare la produttività del lavoro nelle imprese minerarie e ridurre il costo del minerale estratto attraverso la meccanizzazione delle operazioni minerarie e l'estrazione continua di minerali anziché selettiva;
• aumentare gli indicatori tecnici ed economici delle imprese metallurgiche e chimiche durante la lavorazione di materie prime arricchite riducendo i costi di carburante, elettricità, fondenti, reagenti chimici e migliorando la qualità prodotti finiti e ridurre le perdite di componenti utili con i rifiuti;
• strumento uso complesso minerali, perché l'arricchimento preliminare consente di estrarre da essi non solo i principali componenti utili, ma anche quelli accompagnatori, che sono contenuti in piccole quantità;
• ridurre i costi di trasporto dei prodotti minerari ai consumatori trasportando prodotti più ricchi e non l'intero volume dell'ammasso roccioso estratto contenente minerali;
• estratto da materie prime minerali impurità nocive, che, durante l'ulteriore lavorazione, possono deteriorare la qualità del prodotto finale, inquinare l'ambiente e mettere a rischio la salute umana.

La lavorazione dei minerali viene effettuata negli stabilimenti di lavorazione, che oggi sono imprese potenti e altamente meccanizzate con processi tecnologici complessi.

Classificazione dei processi di arricchimento

La lavorazione dei minerali negli impianti di lavorazione comprende una serie di operazioni sequenziali, a seguito delle quali si ottiene la separazione dei componenti utili dalle impurità. In base al loro scopo, i processi di lavorazione dei minerali sono suddivisi in preparatori, principali (concentrazione) e ausiliari (finali).

Processi preparatori

I processi preparatori sono progettati per aprire o aprire i grani di componenti utili (minerali) che compongono il minerale e dividerlo in classi dimensionali che soddisfano requisiti tecnologici successivi processi di arricchimento. I processi preparatori comprendono la frantumazione, la macinazione, la vagliatura e la classificazione.

Frantumazione e macinazione

Frantumazione e macinazione- il processo di distruzione e riduzione delle dimensioni di pezzi di materie prime minerali (risorse minerali) sotto l'influenza di forze meccaniche, termiche ed elettriche esterne volte a superare le forze di adesione interne che collegano tra loro le particelle di un corpo solido.

Secondo la fisica del processo non esiste alcuna differenza fondamentale tra frantumazione e macinazione. È convenzionalmente accettato che la frantumazione produca particelle più grandi di 5 mm e la macinazione produca particelle più piccole di 5 mm. La dimensione dei grani più grandi a cui è necessario frantumare o macinare un minerale quando lo si prepara per l'arricchimento dipende dalla dimensione delle inclusioni dei componenti principali che compongono il minerale e da capacità tecniche attrezzatura su cui si prevede di eseguire la successiva operazione di lavorazione del prodotto frantumato (frantumato).

Apertura dei grani dei componenti utili - frantumazione e/o macinazione delle giunzioni fino completa liberazione grani di un componente utile e ottenimento di una miscela meccanica di grani di un componente utile e roccia di scarto (mista). Apertura dei grani dei componenti utili: frantumazione e/o macinazione degli aggregati fino al rilascio di parte della superficie del componente utile, che consente l'accesso al reagente.

La frantumazione viene effettuata in appositi impianti di frantumazione. La frantumazione è il processo di distruzione solidi con una riduzione della dimensione dei pezzi ad una determinata dimensione, attraverso l'azione di forze esterne che superano le forze di adesione interne che collegano insieme le particelle solido. La macinazione del materiale frantumato viene effettuata in appositi mulini (solitamente a sfere o ad asta).

Screening e classificazione

Screening e classificazione vengono utilizzati per separare i minerali in prodotti di diverse dimensioni - classi dimensionali. La vagliatura viene effettuata disperdendo i minerali su setacci e setacci con fori calibrati in prodotto piccolo (sottovaglio) e grande (sopravaglio). La vagliatura viene utilizzata per separare i minerali in base alle dimensioni sulle superfici di vagliatura (vagliatura), con dimensioni dei fori che vanno da un millimetro a diverse centinaia di millimetri.

Lo screening viene effettuato da macchine speciali: schermi.

I minerali, i cui componenti presentano differenze nella conduttività elettrica o hanno la capacità, sotto l'influenza di determinati fattori, di acquisire cariche elettriche di diversa grandezza e segno, possono essere arricchiti con il metodo della separazione elettrica. Tali minerali includono apatite, tungsteno, stagno e altri minerali.

L'arricchimento per dimensione viene utilizzato nei casi in cui i componenti utili sono rappresentati da grani più grandi o, al contrario, più piccoli rispetto ai granelli di roccia di scarto. Nei placer, i componenti utili si trovano sotto forma di piccole particelle, quindi la separazione di grandi classi consente di eliminare una parte significativa delle impurità della roccia.

Le differenze nella forma dei grani e nel coefficiente di attrito consentono di separare particelle di mica piatte e squamose o aggregati fibrosi di amianto da particelle di roccia di forma arrotondata. Quando si muovono lungo un piano inclinato, le particelle fibrose e piatte scivolano e i grani arrotondati rotolano verso il basso. Il coefficiente di attrito volvente è sempre inferiore al coefficiente di attrito radente, quindi le particelle piatte e rotonde si muovono lungo un piano inclinato con a velocità diverse e lungo traiettorie diverse, il che crea le condizioni per la loro separazione.

Le differenze nelle proprietà ottiche dei componenti vengono utilizzate nell'arricchimento dei minerali mediante separazione fotometrica. Questo metodo effettua la separazione meccanica dei grani aventi colore diverso e lucentezza (ad esempio, separando i grani di diamante dai grani di ganga).

Le principali operazioni finali sono l'ispessimento della pasta, la disidratazione e l'essiccazione dei prodotti di arricchimento. La scelta del metodo di disidratazione dipende dalle caratteristiche del materiale da disidratare (contenuto di umidità iniziale, dimensione delle particelle e composizione mineralogica) e dai requisiti relativi al contenuto di umidità finale. Spesso è difficile ottenere il contenuto di umidità finale richiesto in una sola fase, quindi in pratica per alcuni prodotti di arricchimento vengono utilizzate operazioni di disidratazione diversi modi in più fasi.

Sciupare

I rifiuti sono il prodotto finale di arricchimento con un basso contenuto di componenti preziosi, la cui ulteriore estrazione è tecnicamente impossibile e/o economicamente impraticabile. (Questo termine è equivalente al termine usato in precedenza scaricare gli sterili, ma non il termine code, che, a differenza dei rifiuti, è il prodotto impoverito di ogni singola operazione di arricchimento).

Intermedi

I prodotti intermedi (farinetta) sono una miscela meccanica di aggregati a grani aperti di componenti utili e roccia di scarto. I prodotti industriali sono caratterizzati da un contenuto inferiore di componenti utili rispetto ai concentrati e da un contenuto maggiore di componenti utili rispetto ai rifiuti.

Qualità dell'arricchimento

La qualità dei minerali e dei prodotti di arricchimento è determinata dal contenuto e dall'estrazione di componenti preziosi, impurità, elementi di accompagnamento, nonché dall'umidità e dalla dimensione delle particelle.

L'arricchimento minerale è l'ideale

L'arricchimento ideale dei minerali (separazione ideale) si riferisce al processo di separazione di una miscela minerale in componenti, in cui non vi è assolutamente alcuna contaminazione di ciascun prodotto con particelle ad esso estranee. L'efficienza della lavorazione minerale ideale è del 100% secondo qualsiasi criterio.

Arricchimento parziale dei minerali

L'arricchimento parziale è l'arricchimento di una classe dimensionale separata di un minerale, o la separazione della parte più facilmente separabile delle impurità intasanti dal prodotto finale al fine di aumentare la concentrazione del componente utile in esso. Viene utilizzato, ad esempio, per ridurre il contenuto di ceneri del carbone termico non classificato isolando e arricchendo la classe grande con un'ulteriore miscelazione del concentrato risultante e della vagliatura fine non arricchita.

Perdite di minerali durante l'arricchimento

La perdita di un minerale durante l'arricchimento si riferisce alla quantità di un componente utile adatto all'arricchimento che viene perso con gli scarti di arricchimento a causa di imperfezioni nel processo o di una violazione del regime tecnologico.

Installato standard accettabili contaminazione reciproca di prodotti di arricchimento per diversi processi tecnologici, in particolare, per l'arricchimento del carbone. La percentuale ammissibile di perdite minerali viene ripristinata dal bilancio dei prodotti di arricchimento per coprire le discrepanze quando si tiene conto della massa di umidità, della rimozione di minerali con i gas di scarico dagli impianti di essiccazione e delle perdite meccaniche.

Confine di arricchimento minerale

Il limite di arricchimento minerale è il più piccolo e dimensioni più grandi particelle di minerale e carbone, efficacemente arricchite in una macchina di concentrazione.

Profondità di arricchimento

La profondità di arricchimento è il limite inferiore della dimensione del materiale da arricchire.

Quando si arricchisce il carbone, vengono utilizzati schemi tecnologici con limiti di arricchimento pari a 13; 6; 1; 0,5 e 0 mm. Vengono quindi separati grigliati non arricchiti con granulometria di 0-13 o 0-6 mm oppure fanghi con granulometria di 0-1 o 0-0,5 mm. Un limite di arricchimento di 0 mm significa che tutte le classi dimensionali sono soggette ad arricchimento.

Congressi internazionali

Dal 1952 si tengono Congressi Internazionali sulla Lavorazione dei Minerali. Di seguito è riportato un elenco di essi.

Congresso	Anno	Posizione
IO	1952	Londra
II	1953	Parigi
III	1954	Goslar
IV	1955	Stoccolma
V	1960	Londra
VI	1963	Kahn
VII	1964	New York
VIII	1968	Leningrado
IX	1970	Praga
X	1973	Londra
XI	1975	Cagliari
XII	1975	San Paolo
XIII	1979	Varsavia
XIV	1982	Toronto
XV	1985	Kahn
XVI	1988	Stoccolma
XVII	1991	Dresda
XVIII	1993	Sydney
XIX	1995

L'arricchimento del minerale si basa sull'uso delle differenze fisiche e proprietà fisiche e chimiche minerali, sulla quantità di diffusione di minerali preziosi.

Le proprietà fisiche dei minerali sono colore, lucentezza, densità, suscettibilità magnetica, conduttività elettrica e bagnabilità della superficie minerale.

Esistono vari metodi di arricchimento.

Il metodo di arricchimento per gravità si basa sull'uso delle differenze di densità, dimensioni e forme dei minerali. Questo metodo viene utilizzato per oro, stagno, tungsteno, placer, metalli rari, ferro, manganese, cromo, carbone, fosforiti, diamanti.

La separazione dei minerali in base alla densità può essere effettuata in acqua, aria e mezzi pesanti. I processi gravitazionali includono:

Arricchimento in ambienti pesanti – utilizzato per minerali con inclusioni grossolane di 100-2 mm;

Jigging - basato sulla differenza nella velocità di caduta delle particelle in un flusso d'acqua verticale, utilizzato per minerali disseminati grossolanamente 25-5 mm;

Arricchimento su tabelle di concentrazione - associato alla separazione dei minerali sotto l'azione delle forze derivanti dal movimento della tabella e dal flusso d'acqua che scorre lungo il piano inclinato della tabella, utilizzato per minerali con una dimensione delle particelle di 3-0,040 mm;

Arricchimento delle chiuse: la separazione dei minerali avviene sotto l'influenza di un flusso d'acqua orizzontale e la cattura di minerali pesanti coprendo il fondo delle chiuse, utilizzato per minerali con una dimensione delle particelle di 300-0,1 mm;

Arricchimento su separatori a vite, a getto e a cono: la separazione avviene sotto l'azione di un flusso d'acqua che si muove lungo un piano inclinato per minerali con una dimensione delle particelle di 16-1 mm.

Il metodo di arricchimento magnetico si basa sulla separazione dei minerali dovuta alla differenza tra i minerali nella specifica suscettibilità magnetica e alla differenza nelle traiettorie del loro movimento in un campo magnetico.

Il metodo di arricchimento per flottazione si basa sulla differenza nella bagnabilità dei singoli minerali e, di conseguenza, sulla loro adesione selettiva alle bolle d'aria. Questo è un metodo di arricchimento universale, utilizzato per tutti i minerali, soprattutto quelli polimetallici. La dimensione del materiale arricchito è del 50-100% classe -0,074 mm.

L'arricchimento elettrostatico si basa sulle differenze nella conduttività elettrica dei minerali.

Inoltre, esistono metodi di arricchimento speciali, che includono:

La decripitazione si basa sulla capacità dei minerali di rompersi lungo i piani di clivaggio in caso di forte riscaldamento e forte raffreddamento;

Lo smistamento del minerale per colore, lucentezza, può essere manuale, meccanico, automatizzato; solitamente utilizzato per materiali di grandi dimensioni >25 mm;

Ordinamento radiometrico , in base alle diverse capacità dei minerali di emettere, riflettere e assorbire determinati raggi;

L'arricchimento dell'attrito si basa sulle differenze nei coefficienti di attrito;

L'arricchimento chimico e batterico si basa sulla proprietà dei minerali (ad esempio i solfuri) di ossidarsi e dissolversi in soluzioni altamente acide. Il metallo si scioglie e viene poi estratto con metodi chimico-idrometallurgici. La presenza di alcuni tipi di batteri nelle soluzioni intensifica il processo di dissoluzione dei minerali.

2.3 Operazioni e processi di arricchimento

L'impianto di lavorazione è un collegamento intermedio tra la miniera e l'impianto metallurgico. Un impianto di arricchimento è una combinazione complessa di tutti i tipi di macchine e apparecchi. La capacità della fabbrica è solitamente determinata dalla quantità di minerale lavorato e varia da 15mila tonnellate a 50 milioni di tonnellate all'anno. Grandi fabbriche sono situate in diversi edifici.

Il minerale di varie dimensioni (D max = 1500-2000 mm - tipico per l'estrazione a cielo aperto, D max = 500-600 mm - tipico per l'estrazione sotterranea), proveniente dalla miniera all'impianto di lavorazione, subisce vari processi che, a seconda in base al loro scopo, possono essere suddivisi in:

Preparatorio;

In realtà arricchimento;

Ausiliario.

I processi preparatori comprendono, innanzitutto, le operazioni di riduzione delle dimensioni dei pezzi di minerale: frantumazione, macinazione e relativa classificazione del minerale su vagli, classificatori e idrocicloni. La dimensione di macinazione finale è determinata dalla dimensione di diffusione dei minerali.

I processi di arricchimento stessi comprendono i processi di separazione del minerale e di altri prodotti in base alle proprietà fisiche e fisico-chimiche dei minerali inclusi nella loro composizione. Questi processi includono concentrazione per gravità, flottazione, separazione magnetica ed elettrica e altri processi.

La maggior parte dei processi di arricchimento vengono eseguiti in acqua, quindi a un certo punto è necessario ridurla o rimuoverla, cosa che può essere fatta utilizzando processi ausiliari. I processi ausiliari comprendono le operazioni di disidratazione: addensamento, filtrazione, essiccazione.

L'insieme e la sequenza delle operazioni a cui è sottoposto il minerale durante la lavorazione costituiscono schemi di arricchimento, solitamente rappresentati graficamente. Ci sono schemi:

Fondamentale (Fig. 2.2);

Qualitativo (se non vengono forniti dati sulla quantità e qualità dei prodotti) (Fig. 2.3);

Qualitativo quantitativo;

Fanghi d'acqua;

Schemi elettrici dei dispositivi (Fig. 2.4).

Riso. 2.2 Schema schematico dell'arricchimento (riflette solo le caratteristiche principali della tecnologia)	Riso. 2.3 Schema di arricchimento qualitativo (il diagramma qualitativo mostra le operazioni, i prodotti di arricchimento e il loro percorso lungo il diagramma)	Riso. 2.4 Schema elettrico del dispositivo 1 – bunker di minerale di origine; 2, 5, 8, 10 e 11 – trasportatori; 3 e 6 – schermi; 4 – frantoio a mascelle; 7 – frantoio a cono; 9 – bunker di minerale frantumato; 12 – mulino;

13 – classificatore a spirale; 14 – macchina per la flottazione; 15 – addensante;

16 – filtro del vuoto; 17 – tamburo di asciugatura.

L'arricchimento minerale è un insieme di processi tecnologici per la prelavorazione delle materie prime minerali al fine di conferirgli qualità che soddisfino le esigenze dei consumatori.

Quando arricchito:

Il contenuto di componenti utili nelle materie prime aumenta,

Le impurità nocive vengono rimosse dalle materie prime,

Si ottiene l'uniformità delle materie prime in termini di dimensioni e composizione.

Come risultato dell'arricchimento otteniamo:

Il concentrato è un prodotto di arricchimento che ha un contenuto maggiore di componenti utili rispetto al minerale. In termini di contenuto, il contenuto di impurità, umidità, concentrati deve soddisfare i requisiti di GOST, OST, TU;

I rifiuti sterili sono rifiuti di arricchimento costituiti da rocce di scarto con un contenuto insignificante di componenti utili, la cui estrazione è tecnologicamente impossibile o economicamente non redditizia.

10 3 10 2 10 -1

L'arricchimento riduce i costi di trasporto delle materie prime e di lavorazione, perché Viene rimosso un grande volume di roccia di scarto.

La figura mostra la dipendenza del consumo energetico specifico durante la frantumazione e la macinazione di materiale di media resistenza su varie dimensioni finali.

Il grado di frantumazione (macinazione) è il rapporto tra il diametro dei pezzi di minerale più grandi (D) e il diametro dei pezzi del prodotto frantumato (d):

A seconda delle proprietà del minerale, viene utilizzato quanto segue:

1 – schiacciamento – distruzione per effetto della compressione di pezzi tra due corpi pressanti;

2 – spaccatura – distruzione per effetto dell'incuneamento tra le punte dei corpi schiaccianti;

3 – impatto – distruzione sotto l'influenza di carichi dinamici a breve termine;

4 – abrasione – distruzione a causa dell'influenza di superfici che si muovono l'una rispetto all'altra.

A seconda del metodo e del meccanismo di distruzione dei pezzi di minerale, ci sono:

I frantoi a mascelle (frantumano e dividono i pezzi tra piastre - mascelle che si avvicinano periodicamente) sono dispositivi periodici: la frantumazione del minerale si alterna con un ciclo di scarico-carico, che è il principale svantaggio di questo tipo di frantoi, che ne riduce la produttività;

Frantoi a cono (frantumazione e abrasione di pezzi tra coni mobili e fissi) – frantoi azione continua;

Frantoi a rulli (frantumano e dividono i pezzi tra due alberi lisci o dentati che si muovono l'uno verso l'altro) - frantoi continui;

I frantoi a urto vengono utilizzati per frantumare materiali morbidi e resistenti.

Il materiale viene frantumato nei mulini vari tipi:

I mulini a tamburo vengono utilizzati per macinare il materiale fino a una dimensione delle particelle di 1-2 mm. Si tratta di un tamburo d'acciaio nel quale vengono caricati i mezzi di macinazione insieme al minerale. A seconda della tipologia dei corpi di frantumazione si distinguono i mulini a sfere, a barra, a ciottoli e automacinanti.

Dopo ogni fase di frantumazione (macinazione), la frazione fine viene separata dal prodotto risultante mediante vagliatura (vagliatura). La vagliatura viene solitamente utilizzata per separare materiali con dimensioni delle particelle superiori a 1-2 mm.

I metodi di classificazione idraulica vengono utilizzati per separare materiali con dimensioni delle particelle inferiori a 100 micron. La classificazione idraulica è il processo di separazione di una miscela di granuli minerali in base alle dimensioni in base alle differenze nella velocità della loro sedimentazione nell'acqua.

Poi arriva l'arricchimento vero e proprio. I metodi di arricchimento più comuni sono:

flottazione,

gravitazionale,

Magnetico,

Elettrico.

Usando flottazione Sono arricchiti oltre il 90% di tutti i minerali di metalli ferrosi e non ferrosi, nonché minerali non metallici: zolfo, grafite, minerali fosfatici, carbone.

Il sistema di flottazione è eterogeneo e comprende tre fasi: solida, liquida, gassosa. La flottazione si basa sulla capacità delle particelle solide di essere trattenute all'interfaccia tra la fase liquida e quella gassosa, vale a dire sull'idrofobicità e sulla non bagnabilità delle particelle. Il più comune è la flottazione con schiuma. I grani minerali che non vengono bagnati dall'acqua si attaccano alle bolle d'aria e galleggiano in superficie. Modificando le condizioni di flottazione è possibile ottenere, ad esempio, quanto segue: durante la flottazione minerali di ferro la magnetite (minerale di ferro concentrato) verrà rilasciata nel prodotto schiumoso - flottazione diretta, mentre il quarzo (roccia di scarto) potrebbe essere rilasciato - flottazione inversa, ad es. I processi di flottazione sono universali grazie alla varietà di metodi operativi e alle ampie possibilità di controllo.

Per effettuare il processo di flottazione è necessario utilizzarne diversi composti chimici:

Collettori: aumentano notevolmente l’idrofobicità della superficie delle particelle estratte. Quando viene utilizzata la flottazione di materiali solforati

Xantati R-O-C-S-Me e ditiofosfati RO S

(R – radicale alcolico o fenolico; Me – Na o K);

I minerali non solforati galleggiano con saponi Na di acidi grassi (Na oleato – C17H33COONa) o ammine (RNH2);

Carbone, zolfo e altri minerali naturalmente idrofobi vengono fatti galleggiare utilizzando cherosene e altri reagenti non polari.

Agenti schiumogeni - sostanze che facilitano la dispersione dell'aria, impediscono la fusione delle bolle e aumentano la resistenza della schiuma (vari tensioattivi, olio di pino);

Regolatori ambientali: creano un pH ottimale dell'ambiente (calce, soda, acido solforico).

Il processo di flottazione viene effettuato in macchine di flottazione. Il prodotto schiumoso viene fornito per la disidratazione.

Processi gravitazionali si basano sulla differenza nella natura e nella velocità di movimento delle particelle minerali con densità diverse in un ambiente acquatico o aereo:

Il lavaggio è la separazione mediante allentamento e rimozione con l'aiuto dell'acqua di materiali argillosi che legano i granuli di minerali (minerali di ferro e manganese, fosforiti, giacimenti di minerali non ferrosi, rari e metalli nobili, lavaggio sabbia dorata, alta qualità materiale da costruzione);

Arricchimento in ambienti difficili– separazione dei minerali estratti per densità. I prodotti risultanti (frazioni pesanti e leggere) hanno una densità maggiore o minore della densità del mezzo separante e, per questo motivo, galleggiano o affondano in esso. Tale arricchimento è il principale nell'industria del carbone. Liquidi organici, soluzioni acquose di sali e sospensioni sono utilizzati come mezzi pesanti:

Liquidi organici: tricloroetano C2H3C13 (densità 1460 kg/m3), cloroformio CC14 (1600), dibromoetano C2H4Br2 (2170), acetilentetrabromuro C2H1Br2 (2930);

Soluzioni acquose di sali inorganici: CaСd2 (1654), ZnС12 (2070);

Sospensioni: schiacciate a meno di 0,1 mm vengono utilizzate come agenti di ponderazione. varie sostanze– argilla (1490), pirite (2500), galena PbS (3300). Quando si arricchisce il carbone, viene utilizzata una sospensione di magnetite (2500).

Arricchimento magnetico utilizzato nella lavorazione di minerali di metalli ferrosi, rari e non ferrosi. Si basa sull'uso delle differenze in proprietà magnetiche minerali e rocce di scarto. Quando le particelle si muovono attraverso un campo magnetico, i prodotti magnetici e non magnetici si muovono lungo traiettorie diverse. In base alla suscettibilità magnetica specifica, i minerali si dividono in:

Altamente magnetico - magnetite Fe 3 O 4, pirrotite Fe 1-n S n - χ >380*10 -7 m3/kg,

Debolmente magnetico – idrossidi e carbonati di Fe e Mn - χ = (7,5-1,2)* 10-7 m3/kg,

Quarzo non magnetico SiO2, apatite Ca5(F,Cl)(PO4)3, rutilo TiO2, feldspato (Na,K,Ca)(AlSi3O8).

Arricchimento elettrico basato sulla diversa conduttività elettrica delle rocce e sulla loro proprietà di elettrificare. La separazione elettrica viene utilizzata per arricchire solidi sfusi granulari con una dimensione delle particelle di 0,05-3 mm, i cui componenti non presentano differenze significative in altre proprietà (densità, suscettibilità magnetica, proprietà fisiche e chimiche della superficie).

A seconda della specifica conduttività elettrica, i minerali si dividono in:

Conduttori – rutilo, pirite,

Semiconduttori – magnetite,

Non conduttori – quarzo, zircone (ZrSO4).

Quando le particelle di un minerale conduttore entrano in contatto con un elettrodo, si caricano della stessa carica. La particella dielettrica non è carica. Le particelle attraversano quindi un campo elettrico costante e cambiano la loro traiettoria a seconda della carica sulla loro superficie.

Impianti di lavorazione– una fonte di emissioni significative di polveri e acque reflue.

La formazione di polvere avviene durante la lavorazione e lo stoccaggio di materie prime minerali solide. Si osserva una forte emissione di polvere durante la frantumazione a secco, la vagliatura, i metodi di arricchimento a secco, il trasporto e il ricaricamento dei prodotti di arricchimento.

Durante il funzionamento dei frantoi, la principale emissione di polveri avviene nelle zone di scarico del prodotto e raggiunge i 4 g/s per i frantoi a rulli, i 10 g/s per i frantoi a cono e a mascelle e i 120 g/s per i frantoi a martelli. Quando i mulini sono in funzione vengono rilasciati fino a 80 g/s di polvere.

Le acque reflue vengono scaricate in bacini di decantazione insieme agli sterili di arricchimento, da dove possono defluire nei corpi idrici.

I principali inquinanti sono le impurità grossolane (residui di gravità), sali disciolti, reagenti di flottazione sotto forma di emulsioni, prodotti dell'interazione dei reagenti tra loro e con minerali.

Le acque reflue possono contenere:

Acidi utilizzati nel processo tecnologico

Ioni Fe, Cu, Ni, Zn, Pb, Al, Co, Cd, Sb, Hg e altri che rientrano in acque reflue a causa della dissoluzione dei loro composti da parte degli acidi,

Il cianuro è il principale inquinante nelle fabbriche di estrazione dell'oro e nelle fabbriche che utilizzano il cianuro fuso come reagente di flottazione.

Fluoruri, se i reagenti di flottazione sono NaF, NaSiF6,

Prodotti petroliferi, molto spesso cherosene, agente di flottazione nell'arricchimento di carbone, zolfo, Cu-Mo, Mo-W mineraleB

I fenoli, come gli agenti di flottazione, gli xantati e i ditiofosfati sono agenti di flottazione con un odore sgradevole.

Processi di base (arricchimento).

I processi di base (concentrazione) sono progettati per separare le materie prime minerali iniziali con grani aperti o esposti del componente utile nei prodotti corrispondenti. Come risultato dei processi principali, i componenti utili vengono isolati sotto forma di concentrati e i minerali di roccia vengono rimossi sotto forma di rifiuti, che vengono inviati in una discarica. Nei processi di arricchimento vengono utilizzate le differenze tra i minerali del componente utile e la roccia di scarto in termini di densità, suscettibilità magnetica, bagnabilità, conduttività elettrica, dimensione, forma dei grani, proprietà chimiche, ecc.

Le differenze nella densità dei grani minerali vengono utilizzate nell'arricchimento dei minerali utilizzando il metodo della gravità. È ampiamente utilizzato nell'arricchimento di carbone, minerali e materie prime non metalliche.

L'arricchimento magnetico dei minerali si basa su un impatto disuguale campo magnetico su particelle minerali a diversa suscettibilità magnetica e sull'azione della forza coerica. Ferro, manganese, titanio, tungsteno e altri minerali vengono arricchiti utilizzando separatori magnetici. Inoltre, questo metodo viene utilizzato per isolare le impurità ferrose da grafite, talco e altri minerali e utilizzarle per la rigenerazione delle sospensioni di magnetite.

Le differenze nella bagnabilità dei componenti con l'acqua vengono utilizzate nell'arricchimento dei minerali mediante flottazione. Una caratteristica speciale del metodo di flottazione è la capacità di regolare individualmente l'umidità e di separare granuli minerali molto fini. Grazie a queste caratteristiche, il metodo della flottazione è uno dei più universali e viene utilizzato per l'arricchimento di una varietà di minerali finemente disseminati;

Le differenze nella bagnabilità dei componenti vengono utilizzate anche in una serie di processi speciali per l'arricchimento di minerali idrofobici - nell'agglomerazione dell'olio, nella granulazione dell'olio, nel polimero (lattice) e nella flocculazione dell'olio.

Minerali i cui componenti presentano differenze nella conduttività elettrica o hanno la capacità, sotto l'influenza di determinati fattori, di acquisire valori e segni diversi cariche elettriche, possono essere arricchiti mediante separazione elettrica. Tali minerali includono apatite, tungsteno, stagno e altri minerali.

L'arricchimento per dimensione viene utilizzato nei casi in cui i componenti utili sono rappresentati da grani più grandi o, al contrario, più piccoli rispetto ai granelli di roccia di scarto. Nei placer, i componenti utili si trovano sotto forma di piccole particelle, quindi la separazione di grandi classi consente di eliminare una parte significativa delle impurità della roccia.

Le differenze nella forma dei grani e nel coefficiente di attrito consentono di separare particelle di mica piatte e squamose o aggregati fibrosi di amianto da particelle di roccia di forma arrotondata. Quando si muovono lungo un piano inclinato, le particelle fibrose e piatte scivolano e i grani arrotondati rotolano verso il basso. Il coefficiente di attrito volvente è sempre inferiore al coefficiente di attrito radente, quindi le particelle piatte e rotonde si muovono lungo un piano inclinato a velocità diverse e lungo traiettorie diverse, creando le condizioni per la loro separazione.

Le differenze nelle proprietà ottiche dei componenti vengono utilizzate nell'arricchimento dei minerali mediante separazione fotometrica. Questo metodo viene utilizzato per separare meccanicamente i grani di minerali che hanno colori e lucentezza diversi (ad esempio, separando i grani di diamante dai grani di roccia di scarto).

Le differenze nelle proprietà adesive e di assorbimento dei minerali del componente utile e delle rocce di scarto sono alla base dei metodi adesivi e di assorbimento dell'arricchimento dell'oro e dell'arricchimento adesivo dei diamanti (i metodi appartengono a metodi di arricchimento speciali).

Le diverse proprietà dei componenti minerali di interagire con reagenti chimici, batteri e (o) i loro metaboliti determinano il principio di funzionamento della lisciviazione chimica e batterica di un numero di minerali (oro, rame, nichel).

Diverse solubilità dei minerali sono alla base di moderni processi complessi (combinati) come “estrazione e arricchimento” (dissoluzione dei sali nel pozzo con ulteriore evaporazione della soluzione).

L'uso dell'uno o dell'altro metodo di arricchimento dipende da composizione minerale minerali, proprietà fisiche e chimiche dei componenti separati.

Quando si considerano minerali di valore commerciale, sorge giustamente la domanda su come un gioiello così attraente possa essere realizzato da minerale primario o fossile. Soprattutto considerando il fatto che la lavorazione della roccia in quanto tale rappresenta, se non uno dei processi finali, almeno un processo di raffinazione che precede la fase finale. La risposta alla domanda sarà l'arricchimento, durante il quale avviene la lavorazione di base della roccia, che comporta la separazione dei minerali preziosi dai mezzi vuoti.

Tecnologia generale di arricchimento

La lavorazione di minerali preziosi viene effettuata in speciali impianti di arricchimento. Il processo prevede l'esecuzione di diverse operazioni, tra cui la preparazione, la spaccatura diretta e la separazione della roccia con impurità. Durante l'arricchimento si ottengono vari minerali, tra cui grafite, amianto, tungsteno, materiali minerali, ecc. Non devono necessariamente essere rocce preziose: ci sono molte fabbriche che trattano materie prime, che vengono successivamente utilizzate nella costruzione. In un modo o nell'altro, le basi della lavorazione dei minerali si basano sull'analisi delle proprietà dei minerali, che determinano anche i principi di separazione. A proposito, la necessità di tagliare diverse strutture non si pone solo allo scopo di ottenere un minerale puro. È una pratica comune che diverse razze pregiate vengano allevate da un'unica struttura.

Frantumazione di rocce

In questa fase, il materiale viene frantumato in singole particelle. Il processo di frantumazione prevede forze meccaniche, con l'aiuto del quale vengono superati i meccanismi interni della frizione.

Di conseguenza, la roccia viene divisa in piccole particelle solide che hanno una struttura omogenea. Vale la pena distinguere tra tecniche di frantumazione diretta e tecniche di macinazione. Nel primo caso, la materia prima minerale subisce una separazione meno profonda della struttura, durante la quale si formano particelle con una frazione superiore a 5 mm. A sua volta, la macinazione garantisce la formazione di elementi con un diametro inferiore a 5 mm, sebbene questo indicatore dipenda dal tipo di roccia con cui si ha a che fare. In entrambi i casi, l’obiettivo è massimizzare la spaccatura del grano sostanza utile in modo che venga rilasciato un componente puro senza miscela, cioè roccia di scarto, impurità, ecc.

Processo di screening

Dopo il completamento del processo di frantumazione, le materie prime raccolte sono sottoposte ad un altro impatto tecnologico, che può essere la setacciatura o l'esposizione agli agenti atmosferici. Lo screening è essenzialmente un metodo per classificare i grani risultanti in base alle loro caratteristiche dimensionali. Modo tradizionale La realizzazione di questa fase prevede l'utilizzo di un setaccio e di un vaglio, dotati della possibilità di calibrare le celle. Durante il processo di vagliatura, le particelle sopra e sotto la griglia vengono separate. In qualche modo, l'arricchimento dei minerali inizia in questa fase, poiché alcune impurità e miscele vengono separate. Piccole frazioni di dimensioni inferiori a 1 mm vengono eliminate utilizzando ambiente aereo- agenti atmosferici. La massa, che ricorda la sabbia fine, viene sollevata dalle correnti d'aria artificiali e poi si deposita.

Successivamente le particelle che si depositano più lentamente vengono separate dai piccolissimi elementi polverosi che permangono nell'aria. Per l'ulteriore raccolta dei derivati ​​di tale screening viene utilizzata l'acqua.

Processi di arricchimento

Il processo di arricchimento mira a separare le particelle minerali dalla materia prima. Durante tali procedure, vengono isolati diversi gruppi di elementi: concentrato utile, sterili e altri prodotti. Il principio di separazione di queste particelle si basa sulle differenze tra le proprietà dei minerali utili e delle rocce di scarto. Tali proprietà possono essere le seguenti: densità, bagnabilità, suscettibilità magnetica, dimensione, conduttività elettrica, forma, ecc. Pertanto, i processi di arricchimento che utilizzano differenze di densità utilizzano metodi di separazione gravitazionale. Questo approccio viene utilizzato per minerali e materie prime non metalliche. Molto diffuso è anche l'arricchimento basato sulle caratteristiche di bagnabilità dei componenti. In questo caso viene utilizzato il metodo di flottazione, la cui caratteristica è la capacità di separare i grani fini.

Viene utilizzato anche l'arricchimento magnetico dei minerali, che consente di separare le impurità ferrose dai mezzi di talco e grafite, nonché di purificare tungsteno, titanio, ferro e altri minerali. Questa tecnica si basa sulla differenza nell'effetto del campo magnetico sulle particelle fossili. Le attrezzature utilizzate sono appositi separatori, utilizzati anche per il recupero delle sospensioni di magnetite.

Fasi finali dell'arricchimento

I principali processi di questa fase comprendono la disidratazione, l'ispessimento della polpa e l'essiccazione delle particelle risultanti. La scelta dell'attrezzatura per la disidratazione si basa sulle caratteristiche chimico-fisiche del minerale. Generalmente, questa procedura eseguito in più sessioni. Tuttavia, non sempre si presenta la necessità della sua attuazione. Ad esempio, se nel processo di arricchimento è stata utilizzata la separazione elettrica, la disidratazione non è necessaria. Oltre a preparare il prodotto di arricchimento per ulteriori processi lavorazione, deve essere fornita un'infrastruttura adeguata per la manipolazione delle particelle minerali. In particolare, lo stabilimento organizza adeguati servizi produttivi. Intra-negozio veicoli, è organizzata la fornitura di acqua, calore ed elettricità.

Attrezzature di beneficienza

Nelle fasi di macinazione e frantumazione vengono utilizzati impianti speciali. Si tratta di unità meccaniche che, con l'ausilio di varie forze motrici, hanno un effetto distruttivo sulla roccia. Successivamente, nel processo di vagliatura, vengono utilizzati un setaccio e un setaccio, in cui viene fornita la possibilità di calibrare i fori. Per la vagliatura vengono utilizzate anche macchine più complesse chiamate vagli. L'arricchimento diretto viene effettuato mediante separatori elettrici, gravitazionali e magnetici, utilizzati secondo il principio specifico della separazione strutturale. Successivamente, per la disidratazione vengono utilizzate tecnologie di drenaggio, nella cui implementazione possono essere utilizzati gli stessi schermi, ascensori, centrifughe e dispositivi di filtrazione. La fase finale, di norma, prevede l'utilizzo dei fondi trattamento termico e asciugatura.

Rifiuti del processo di arricchimento

Come risultato del processo di arricchimento, si formano diverse categorie di prodotti, che possono essere suddivisi in due tipologie: concentrato utile e rifiuti. Inoltre una sostanza pregiata non deve necessariamente rappresentare la stessa roccia. Inoltre, non si può dire che i rifiuti siano materiali non necessari. Tali prodotti possono contenere concentrati preziosi, ma in quantità minime. Allo stesso tempo, un ulteriore arricchimento dei minerali presenti nella struttura dei rifiuti spesso non è giustificato dal punto di vista tecnologico e finanziario, quindi i processi secondari di tale trattamento vengono raramente eseguiti.

Arricchimento ottimale

A seconda delle condizioni di arricchimento, delle caratteristiche del materiale di partenza e del metodo stesso, la qualità del prodotto finale può variare. Maggiore è il contenuto di componenti preziosi e minore è il numero di impurità, meglio è. L'arricchimento ideale del minerale, ad esempio, comporta completa assenza rifiuti nel prodotto. Ciò significa che nel processo di arricchimento della miscela ottenuta mediante frantumazione e vagliatura, da massa totale le particelle di detriti provenienti dalle rocce di scarto sono state completamente eliminate. Tuttavia, non è sempre possibile ottenere un tale effetto.

Arricchimento parziale dei minerali

L'arricchimento parziale si riferisce alla separazione della classe dimensionale del fossile o al taglio di una parte facilmente separabile delle impurità dal prodotto. Cioè, questa procedura non mira a pulire completamente il prodotto da impurità e rifiuti, ma solo ad aumentare il valore del materiale di partenza aumentando la concentrazione di particelle utili. Tale lavorazione di materie prime minerali può essere utilizzata, ad esempio, per ridurre il contenuto di ceneri del carbone. Durante il processo di arricchimento, un'ampia classe di elementi viene isolata dopo l'ulteriore miscelazione del concentrato di grigliati non arricchiti con la frazione fine.

Il problema della perdita di roccia preziosa durante l'arricchimento

Proprio come nella massa del concentrato utile rimangono impurità inutili, così insieme ai rifiuti è possibile rimuovere anche la roccia preziosa. Per tenere conto di tali perdite, utilizziamo mezzi speciali, permettendoti di calcolare livello ammissibile questi per ciascuno dei processi tecnologici. Cioè, vengono sviluppati standard individuali per le perdite accettabili per tutti i metodi di separazione. La percentuale accettabile viene presa in considerazione nel bilancio dei prodotti trasformati per coprire le discrepanze nel calcolo del coefficiente di umidità e delle perdite meccaniche. Tale contabilità è particolarmente importante se è previsto l'arricchimento del minerale, durante il quale viene utilizzata la frantumazione profonda. Di conseguenza aumenta il rischio di perdere preziosi concentrati. Eppure, nella maggior parte dei casi, la perdita di roccia utile avviene a causa di violazioni del processo tecnologico.

Conclusione

Dietro Ultimamente le tecnologie per l'arricchimento di rocce preziose hanno fatto un passo notevole nel loro sviluppo. Vengono migliorati sia i singoli processi di lavorazione che gli schemi generali di separazione. Una delle direzioni promettenti per ulteriori progressi è l’uso di schemi di lavorazione combinati che migliorano le caratteristiche di qualità dei concentrati. In particolare, i separatori magnetici vengono combinati, ottenendo un processo di arricchimento ottimizzato. Nuove tecniche di questo tipo includono la separazione magnetoidrodinamica e magnetoidrostatica. Allo stesso tempo, c'è anche una tendenza generale al deterioramento delle rocce minerali, che non può che incidere sulla qualità del prodotto risultante. Un aumento del livello di impurità può essere contrastato mediante l'uso attivo dell'arricchimento parziale, ma in generale un aumento delle sessioni di lavorazione rende la tecnologia inefficace.