Minerālu pārstrādes tehnoloģiskais process. Pamatjēdzieni par minerālu apstrādi

Iežu masu iedala: pamata (faktiski bagātināšanā); sagatavošanas un palīgdarbi.

Visi esošās metodes bagātināšanas pamatā ir fiziskās vai fiziskās atšķirības ķīmiskās īpašības Ak atsevišķas sastāvdaļas minerāls. Ir, piemēram, gravitācijas, magnētiskās, elektriskās, flotācijas, baktēriju un citas bagātināšanas metodes.

Bagātināšanas tehnoloģiskais efekts

Iepriekšēja minerālvielu bagātināšana ļauj:

palielināt minerālo izejvielu rūpnieciskās rezerves, izmantojot nabadzīgu derīgo izrakteņu atradnes ar zemu derīgo komponentu saturu;
palielināt kalnrūpniecības uzņēmumu darba ražīgumu un samazināt iegūtās rūdas izmaksas, mehanizējot ieguves darbības un nepārtrauktu derīgo izrakteņu ieguvi, nevis selektīvās;
paaugstināt metalurģijas un ķīmijas uzņēmumu tehniskos un ekonomiskos rādītājus, pārstrādājot bagātinātas izejvielas, samazinot degvielas, elektrības, plūsmas, ķīmisko reaģentu izmaksas un uzlabojot kvalitāti gatavie izstrādājumi un samazināt noderīgo komponentu zudumus ar atkritumiem;
īstenot sarežģīta lietošana minerālvielas, jo iepriekšēja bagātināšana ļauj no tiem iegūt ne tikai galvenās noderīgās sastāvdaļas, bet arī pavadošās sastāvdaļas, kas ir nelielos daudzumos;
samazināt ieguves produktu transportēšanas izmaksas patērētājiem, pārvadājot bagātākus produktus, nevis visu iegūtās iežu masas apjomu, kas satur minerālus;
ekstrakts no minerālu izejvielām kaitīgiem piemaisījumiem, kas to turpmākās pārstrādes laikā var pasliktināt galaprodukta kvalitāti, piesārņot vidi un apdraudēt cilvēku veselību.

Minerālu pārstrāde tiek veikta pārstrādes rūpnīcās, kas mūsdienās ir spēcīgi, augsti mehanizēti uzņēmumi ar sarežģītiem tehnoloģiskiem procesiem.

Bagātināšanas procesu klasifikācija

Minerālu apstrāde pārstrādes rūpnīcās ietver vairākas secīgas darbības, kuru rezultātā tiek panākta derīgo komponentu atdalīšana no piemaisījumiem. Atbilstoši mērķim derīgo izrakteņu pārstrādes procesus iedala sagatavojošajos, galvenajos (koncentrēšana) un palīgprocesos (galajos).

Sagatavošanas procesi

Sagatavošanas procesi ir paredzēti, lai atvērtu vai atvērtu derīgo komponentu (minerālu) graudus, kas veido minerālu, un sadalītu to lieluma klasēs, kas atbilst prasībām. tehnoloģiskajām prasībām turpmākie bagātināšanas procesi. Sagatavošanas procesi ietver sasmalcināšanu, malšanu, sijāšanu un klasifikāciju.

Sasmalcināšana un slīpēšana

Sasmalcināšana un slīpēšana- minerālo izejvielu (minerālresursu) gabalu iznīcināšanas un izmēra samazināšanas process ārējo mehānisko, termisko, elektrisko spēku ietekmē, kuru mērķis ir pārvarēt iekšējos saķeres spēkus, kas savieno cietā ķermeņa daļiņas.

Saskaņā ar procesa fiziku nav būtiskas atšķirības starp smalcināšanu un malšanu. Parasti tiek pieņemts, ka drupināšana rada daļiņas, kas lielākas par 5 mm, bet slīpēšana rada daļiņas, kas ir mazākas par 5 mm. Lielāko graudu izmērs, līdz kuram minerāls jāsasmalcina vai jāsasmalcina, sagatavojot to bagātināšanai, ir atkarīgs no minerālu veidojošo galveno komponentu ieslēgumu lieluma un tehniskās iespējas iekārtas, uz kurām paredzēts veikt nākamo sasmalcinātā (sasmalcinātā) produkta apstrādes operāciju.

Noderīgo komponentu graudu atvēršana - salaidumu sasmalcināšana un/vai slīpēšana līdz pilnīga atbrīvošanās derīgās sastāvdaļas graudus un iegūstot mehānisku derīgās sastāvdaļas graudu un atkritumiežu maisījumu (jauktu). Noderīgo komponentu graudu atvēršana - pildvielu smalcināšana un/vai malšana, līdz tiek atbrīvota daļa no derīgās sastāvdaļas virsmas, kas nodrošina piekļuvi reaģentam.

Sasmalcināšanu veic īpašās drupināšanas iekārtās. Sasmalcināšana ir iznīcināšanas process cietvielas ar gabalu izmēra samazināšanos līdz noteiktam izmēram, iedarbojoties ārējiem spēkiem, kas pārvar iekšējos saķeres spēkus, kas savieno daļiņas kopā ciets. Sasmalcinātā materiāla slīpēšana tiek veikta īpašās dzirnavās (parasti bumbiņā vai stieņos).

Skrīnings un klasifikācija

Skrīnings un klasifikācija tiek izmantotas, lai izdalītu minerālvielas dažāda izmēra produktos - izmēra klasēs. Skrīnings tiek veikts, izkliedējot minerālvielas uz sietiem un sietiem ar kalibrētiem caurumiem mazos (zem sieta) produktā un lielajos (virssietā). Sijāšanu izmanto, lai atdalītu minerālus pēc izmēra uz sijāšanas (sijāšanas) virsmām ar caurumu izmēriem no milimetra līdz vairākiem simtiem milimetru.

Skrīnings tiek veikts ar speciālām mašīnām – sietiem.

Minerālus, kuru komponentiem ir atšķirības elektrovadītspējā vai kuriem ir iespēja noteiktu faktoru ietekmē iegūt dažāda lieluma un zīmes elektriskos lādiņus, var bagātināt ar elektriskās separācijas metodi. Pie šādiem minerāliem pieder apatīts, volframs, alva un citas rūdas.

Bagātināšana pēc izmēra tiek izmantota gadījumos, kad derīgās sastāvdaļas ir attēlotas ar lielākiem vai, gluži pretēji, mazākiem graudiem, salīdzinot ar atkritumiežu graudiem. Vietnēs noderīgas sastāvdaļas ir atrodamas mazu daļiņu veidā, tāpēc lielo klašu atdalīšana ļauj atbrīvoties no ievērojamas daļas iežu piemaisījumu.

Graudu formas un berzes koeficienta atšķirības ļauj atdalīt plakanas, zvīņainas vizlas daļiņas vai šķiedru azbesta agregātus no iežu daļiņām, kurām ir noapaļota forma. Pārvietojoties pa slīpu plakni, šķiedrveida un plakanas daļiņas slīd, un noapaļoti graudi rit uz leju. Rites berzes koeficients vienmēr ir mazāks par slīdēšanas berzes koeficientu, tāpēc plakanas un apaļas daļiņas pārvietojas pa slīpu plakni ar dažādos ātrumos un pa dažādām trajektorijām, kas rada apstākļus to atdalīšanai.

Komponentu optisko īpašību atšķirības tiek izmantotas minerālu bagātināšanā ar fotometrisko atdalīšanu. Ar šo metodi tiek veikta graudu mehāniskā atdalīšana dažāda krāsa un spīdēt (piemēram, atdalot dimanta graudus no sēņu graudiem).

Galvenās pēdējās darbības ir celulozes sabiezēšana, atūdeņošana un bagātināšanas produktu žāvēšana. Dehidratācijas metodes izvēle ir atkarīga no dehidrējamā materiāla īpašībām (sākotnējais mitruma saturs, daļiņu izmērs un mineraloģiskais sastāvs) un prasībām attiecībā uz galīgo mitruma saturu. Bieži vien nepieciešamo galīgo mitruma saturu ir grūti sasniegt vienā posmā, tāpēc praksē dažiem bagātināšanas produktiem tiek izmantotas dehidratācijas darbības. Dažādi ceļi vairākos posmos.

Atkritumi

Atkritumi ir gala bagātināšanas produkts ar zemu vērtīgo komponentu saturu, kuru tālāka ieguve ir tehniski neiespējama un/vai ekonomiski nepraktiska. (Šis termins ir līdzvērtīgs iepriekš lietotajam terminam izgāztuves, bet ne termins astes, kas atšķirībā no atkritumiem ir jebkuras vienas bagātināšanas darbības noplicināts produkts).

Starpprodukti

Starpprodukti (starpprodukti) ir mehānisks pildvielu maisījums ar atvērtiem derīgu komponentu graudiem un atkritumiem. Rūpnieciskajiem produktiem ir raksturīgs mazāks noderīgo komponentu saturs salīdzinājumā ar koncentrātiem un lielāks derīgo komponentu saturs salīdzinājumā ar atkritumiem.

Bagātināšanas kvalitāte

Minerālu un bagātināšanas produktu kvalitāti nosaka vērtīgo komponentu, piemaisījumu, pavadošo elementu saturs un ieguve, kā arī mitrums un daļiņu izmērs.

Minerālu bagātināšana ir ideāla

Ideāla minerālu bagātināšana (ideāla atdalīšana) attiecas uz minerālu maisījuma sadalīšanas procesu sastāvdaļās, kurā absolūti nav katra produkta piesārņojuma ar tam svešām daļiņām. Ideālas minerālu apstrādes efektivitāte ir 100% pēc jebkura kritērija.

Daļēja minerālvielu bagātināšana

Daļēja bagātināšana ir minerāla atsevišķas izmēra klases bagātināšana vai visvieglāk atdalāmās aizsērējošo piemaisījumu daļas atdalīšana no galaprodukta, lai palielinātu tajā esošās derīgās sastāvdaļas koncentrāciju. To izmanto, piemēram, lai samazinātu pelnu saturu neklasificētajās termiskās oglēs, izolējot un bagātinot lielo klasi ar iegūtā koncentrāta tālāku sajaukšanu un smalkiem nebagātinātiem sijājumiem.

Minerālu zudumi bagātināšanas laikā

Minerāla zudums bagātināšanas laikā attiecas uz bagātināšanai derīgas sastāvdaļas daudzumu, kas tiek zaudēts ar bagātināšanas atkritumiem procesa nepilnību vai tehnoloģiskā režīma pārkāpuma dēļ.

Uzstādīts pieņemamiem standartiem bagātināšanas produktu savstarpēja piesārņošana dažādiem tehnoloģiskie procesi, jo īpaši ogļu bagātināšanai. Pieļaujamais minerālvielu zudumu procents tiek atiestatīts no bagātināšanas produktu bilances, lai segtu neatbilstības, ņemot vērā mitruma masu, minerālu izvadīšanu ar dūmgāzēm no žāvēšanas iekārtām un mehāniskos zudumus.

Minerālu bagātināšanas robeža

Minerālu bagātināšanas robeža ir mazākā un lielākie izmēri rūdas un ogļu daļiņas, kas efektīvi bagātinātas koncentrācijas mašīnā.

Bagātināšanas dziļums

Bagātināšanas dziļums ir bagātināmā materiāla izmēra apakšējā robeža.

Bagātinot ogles, tiek izmantotas tehnoloģiskās shēmas ar bagātināšanas robežām 13; 6; 1; 0,5 un 0 mm. Attiecīgi tiek atdalīti nebagātināti sijājumi ar daļiņu izmēru 0-13 vai 0-6 mm, vai dūņas ar daļiņu izmēru 0-1 vai 0-0,5 mm. Bagātināšanas ierobežojums 0 mm nozīmē, ka visas izmēra klases ir pakļautas bagātināšanai.

Starptautiskie kongresi

Kopš 1952. gada tiek rīkoti starptautiskie kongresi par minerālu apstrādi. Zemāk ir to saraksts.

Kongress	gads	Atrašanās vieta
es	1952	Londona
II	1953	Parīze
III	1954	Goslar
IV	1955	Stokholma
V	1960	Londona
VI	1963	Kāns
VII	1964	NY
VIII	1968	Ļeņingrada
IX	1970	Prāga
X	1973	Londona
XI	1975	Kaljāri
XII	1975	Sanpaulu
XIII	1979	Varšava
XIV	1982	Toronto
XV	1985	Kāns
XVI	1988	Stokholma
XVII	1991	Drēzdene
XVIII	1993	Sidneja
XIX	1995

Rūdas bagātināšana balstās uz atšķirību izmantošanu fizisko un fizikālās un ķīmiskās īpašības minerālvielas, par vērtīgo derīgo izrakteņu izplatības apjomu.

Minerālu fizikālās īpašības ir krāsa, spīdums, blīvums, magnētiskā jutība, elektrovadītspēja un minerālu virsmas mitrināmība.

Ir dažādas bagātināšanas metodes.

Gravitācijas bagātināšanas metode ir balstīta uz minerālu blīvuma, izmēra un formas atšķirību izmantošanu. Šo metodi izmanto zeltam, alvai, volframam, piedevām, retajiem metāliem, dzelzs, mangāna, hroma, ogļu, fosforītu, dimantu apstrādē.

Minerālu atdalīšanu pēc blīvuma var veikt ūdenī, gaisā un smagajā vidē. Gravitācijas procesi ietver:

Bagātināšana smagā vidē – izmanto rūdām ar rupjiem ieslēgumiem 100-2 mm;

Jigging - pamatojoties uz daļiņu krišanas ātruma atšķirību vertikālā ūdens plūsmā, izmanto rupji izkliedētām rūdām 25-5 mm;

Bagātināšana uz koncentrācijas tabulām - saistīta ar minerālu atdalīšanu, iedarbojoties uz spēkiem, kas rodas no galda kustības un ūdens plūsmas, kas plūst pa galda slīpo plakni, ko izmanto rūdām ar daļiņu izmēru 3-0,040 mm;

Bagātināšana uz slūžām - derīgo izrakteņu atdalīšana notiek horizontālas ūdens plūsmas ietekmē un smago derīgo izrakteņu uztveršana, nosedzot slūžu dibenu, izmanto rūdām ar daļiņu izmēru 300-0,1 mm;

Bagātināšana, izmantojot skrūvju, strūklas un konusa separatorus - atdalīšana notiek ūdens plūsmas ietekmē, kas pārvietojas pa slīpu plakni rūdām ar daļiņu izmēru 16-1 mm.

Magnētiskās bagātināšanas metode ir balstīta uz minerālu atdalīšanu, ko izraisa minerālu īpašās magnētiskās jutības atšķirības un to kustības trajektoriju atšķirības magnētiskajā laukā.

Flotācijas bagātināšanas metode balstās uz atsevišķu minerālu mitrināmības atšķirību un rezultātā to selektīvo saķeri ar gaisa burbuļiem. Šī ir universāla bagātināšanas metode, ko izmanto visām rūdām, īpaši polimetāla rūdām. Bagātinātā materiāla izmērs ir 50-100% klase -0,074 mm.

Elektrostatiskās bagātināšanas pamatā ir minerālu elektriskās vadītspējas atšķirības.

Turklāt ir īpašas bagātināšanas metodes, kas ietver:

Dekripitācija balstās uz minerālu spēju plaisāt gar šķelšanās plaknēm spēcīgas karsēšanas un spēcīgas dzesēšanas rezultātā;

Rūdas šķirošana pēc krāsas, spīduma, var būt manuāla, mehāniska, automatizēta; parasti izmanto lieliem materiāliem >25 mm;

Radiometriskā šķirošana , pamatojoties uz minerālu dažādajām spējām izstarot, atstarot un absorbēt noteiktus starus;

Berzes bagātināšana balstās uz berzes koeficientu atšķirībām;

Ķīmiskā un baktēriju bagātināšana balstās uz minerālvielu (piemēram, sulfīdu) īpašībām oksidēties un šķīst ļoti skābos šķīdumos. Metāls izšķīst un pēc tam tiek ekstrahēts, izmantojot ķīmiski hidrometalurģiskas metodes. Atsevišķu baktēriju veidu klātbūtne šķīdumos pastiprina minerālvielu šķīšanas procesu.

2.3. Bagātināšanas darbības un procesi

Pārstrādes rūpnīca ir starpposms starp raktuvi un metalurģijas rūpnīcu. Bagātināšanas iekārta ir visu veidu mašīnu un aparātu sarežģīta kombinācija. Rūpnīcas jauda parasti tiek noteikta pēc pārstrādātās rūdas daudzuma un svārstās no 15 tūkstošiem tonnu līdz 50 miljoniem tonnu gadā. Lielās rūpnīcas atrodas vairākās ēkās.

Dažādu izmēru rūda (D max = 1500-2000 mm - tipiska atklātai raktuvei, D max = 500-600 mm - tipiska pazemes ieguvei), kas nonāk no raktuves uz pārstrādes rūpnīcu, tiek pakļauta dažādiem procesiem, kas saskaņā ar to mērķim var iedalīt:

Sagatavošanas;

Patiesībā bagātināšana;

Palīgdarbs.

Sagatavošanas procesi ietver, pirmkārt, rūdas gabalu izmēra samazināšanas darbības: sasmalcināšanu, malšanu un ar to saistīto rūdas klasifikāciju uz sietiem, klasifikatoriem un hidrocikloniem. Galīgo slīpēšanas lielumu nosaka minerālvielu izkliedes lielums.

Paši bagātināšanas procesi ietver rūdas un citu produktu atdalīšanas procesus atbilstoši to sastāvā iekļauto minerālu fizikālajām un fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Šie procesi ietver gravitācijas atdalīšanu, flotāciju, magnētisko un elektrisko atdalīšanu un citus procesus.

Lielākā daļa bagātināšanas procesu tiek veikti ūdenī, tāpēc noteiktā posmā rodas nepieciešamība to samazināt vai noņemt, ko var veikt, izmantojot palīgprocesus. Palīgprocesos ietilpst dehidratācijas darbības: sabiezēšana, filtrēšana, žāvēšana.

Darbību kopums un secība, kurām rūda tiek pakļauta apstrādes laikā, veido bagātināšanas shēmas, kuras parasti attēlo grafiski. Ir shēmas:

Fundamentāls (2.2. att.);

Kvalitatīvs (ja netiek sniegti dati par produktu daudzumu un kvalitāti) (2.3. att.);

Kvalitatīvi-kvantitatīvi;

Ūdens-dūņas;

Ierīču shēmu shēmas (2.4. att.).

Rīsi.

2.2. Bagātināšanas shematiskā diagramma

(atspoguļo tikai galvenās tehnoloģijas iezīmes)

Rīsi.

2.3. Kvalitatīvas bagātināšanas shēma

(kvalitatīvā diagramma parāda darbības, bagātināšanas produktus un to kustības ceļu pa diagrammu)

Rīsi.

2.4 Ierīces shēmas shēma

1 – avota rūdas bunkurs; 2, 5, 8, 10 un 11 – konveijeri; 3 un 6 – ekrāni; 4 – žokļu drupinātājs; 7 – konusa drupinātājs; 9 – šķembu rūdas bunkurs; 12 – dzirnavas; 13 – spirālveida klasifikators; 14 – flotācijas mašīna; 15 – biezinātājs; 16 – vakuuma filtrs; 17 – žāvēšanas trumulis.

Minerālu bagātināšana ir tehnoloģisko procesu kopums minerālo izejvielu pirmapstrādei, lai tām piešķirtu patērētāja prasībām atbilstošas īpašības.

Kad bagātināts:

Palielinās noderīgo komponentu saturs izejvielās,

No izejvielām tiek noņemti kaitīgie piemaisījumi,

Tiek panākta izejvielu vienveidība pēc izmēra un sastāva.

Bagātināšanas rezultātā mēs iegūstam:

Koncentrāts ir bagātināšanas produkts, kurā ir lielāks derīgo komponentu saturs salīdzinājumā ar rūdu. Satura ziņā piemaisījumu, mitruma, koncentrātu saturam jāatbilst GOST, OST, TU prasībām;

10 3 10 2 10 -1

Atkritumu atkritumi ir bagātināšanas atkritumi, kas sastāv no atkritumiem ar nenozīmīgu derīgo komponentu saturu, kuru ieguve ir tehnoloģiski neiespējama vai ekonomiski neizdevīga.

Attēlā parādīta īpatnējā enerģijas patēriņa atkarība vidēji stipra materiāla smalcināšanas un malšanas laikā no dažādiem gala izmēriem.

Sasmalcināšanas (slīpēšanas) pakāpe ir lielāko rūdas gabalu diametra (D) attiecība pret sasmalcinātā produkta gabalu diametru (d):

Atkarībā no rūdas īpašībām izmanto:

1 – saspiešana – iznīcināšana gabalu saspiešanas rezultātā starp diviem presējošiem korpusiem;

2 – šķelšanās – iznīcināšana saspiešanas rezultātā starp saspiešanas ķermeņu galiem;

3 – trieciens – iznīcināšana īslaicīgu dinamisku slodžu ietekmē;

4 – nobrāzums – iznīcināšana viena pret otru kustīgu virsmu trieciena rezultātā.

Atkarībā no rūdas gabalu iznīcināšanas metodes un mehānisma ir:

Žokļu drupinātāji (tie sasmalcina un sadala gabalus starp periodiski tuvojošām plāksnēm - spīlēm) ir periodiskas ierīces: rūdas drupināšana mijas ar izkraušanas-iekraušanas ciklu, kas ir galvenais šāda veida drupinātāju trūkums, kas samazina to produktivitāti;

Konusveida drupinātāji (sasmalcina un noberž gabalus starp kustīgiem un stacionāriem konusiem) – drupinātāji nepārtraukta darbība;

Rullīšu drupinātāji (tie sasmalcina un sadala gabalus starp divām gludām vai zobainām vārpstām, kas virzās viena pret otru) - nepārtrauktas drupinātāji;

Trieciena drupinātājus izmanto mīkstu un izturīgu materiālu drupināšanai.

Materiāls tiek sasmalcināts dzirnavās dažādi veidi:

Bungu dzirnavas izmanto, lai sasmalcinātu materiālu līdz daļiņu izmēram 1-2 mm. Šī ir tērauda muca, kurā tiek ievietots slīpēšanas materiāls kopā ar rūdu. Atkarībā no drupināšanas ķermeņu veida izšķir lodīšu, stieņu, oļu un pašslīpēšanas dzirnavas.

Pēc katras drupināšanas (slīpēšanas) posma smalko frakciju atdala no iegūtā produkta, izmantojot sijāšanu (sijāšanu). Sijāšanu parasti izmanto, lai atdalītu materiālus, kuru daļiņu izmērs ir lielāks par 1-2 mm.

Materiālu, kuru daļiņu izmērs ir mazāks par 100 mikroniem, atdalīšanai izmanto hidrauliskās klasifikācijas metodes. Hidrauliskā klasifikācija ir process, kurā tiek atdalīts minerālu graudu maisījums pēc izmēra, pamatojoties uz to sedimentācijas ātruma atšķirībām ūdenī.

Tad seko faktiskā bagātināšana. Visizplatītākās bagātināšanas metodes ir:

Flotācija,

Gravitācijas,

magnētisks,

Elektriskā.

Izmantojot flotācija Vairāk nekā 90% no visām melno un krāsaino metālu rūdām ir bagātinātas, kā arī nemetāliskie minerāli: sērs, grafīts, fosfātu rūdas, akmeņogles.

Flotācijas sistēma ir neviendabīga un ietver trīs fāzes: cieta, šķidra, gāze. Flotācija balstās uz cieto daļiņu spēju aizturēt saskarē starp šķidruma un gāzes fāzi, t.i. par hidrofobitāti un daļiņu nesamitrināšanu. Visizplatītākā ir putu flotācija. Minerālu graudi, kas nav samitrināti ar ūdeni, pielīp pie gaisa burbuļiem un peld uz virsmas. Mainot flotācijas nosacījumus, jūs varat sasniegt, piemēram, sekojošo: flotācijas laikā dzelzs rūdas putu produktā izdalīsies magnetīts (dzelzsrūdas koncentrāts) - tiešā flotācija, un var izdalīties kvarcs (atkritumu iezis) - reversā flotācija, t.i. Flotācijas procesi ir universāli, pateicoties darbības metožu daudzveidībai un plašajām vadības iespējām.

Lai veiktu flotācijas procesu, ir jāizmanto dažādi ķīmiskie savienojumi:

Kolektori – krasi palielina ekstrahēto daļiņu virsmas hidrofobitāti. Ja tiek izmantota sulfīda materiālu flotācija

Ksantāti R-O-C-S-Me un ditiofosfāti RO S

(R – spirta vai fenola radikālis; Me – Na vai K);

Nesulfīdu minerāli peld ar taukskābju Na-ziepēm (Na oleāts – C17H33COONa) vai amīniem (RNH2);

Ogles, sēru un citus dabiski hidrofobus minerālus peldina, izmantojot petroleju un citus nepolārus reaģentus.

Putošanas līdzekļi - vielas, kas veicina gaisa izkliedi, novērš burbuļu saplūšanu un palielina putu stiprību (dažādas virsmaktīvās vielas, priežu eļļa);

Vides regulatori - rada optimālu vides pH (kaļķi, soda, sērskābe).

Flotācijas process tiek veikts flotācijas mašīnās. Putu produkts tiek padots dehidratācijai.

Gravitācijas procesi balstās uz dažāda blīvuma minerālu daļiņu rakstura un ātruma atšķirību ūdens vai gaisa vidē:

Mazgāšana ir atdalīšana, irdinot un atdalot ar ūdens palīdzību mālu materiālus, kas saista minerālu graudus (dzelzs un mangāna rūdas, fosforīti, krāsaino, retu un cēlmetāli, mazgāšanas zelta smiltis, augstas kvalitātes celtniecības materiāls);

Bagātināšana skarbos apstākļos– iegūto minerālu atdalīšana pēc blīvuma. Iegūto produktu (smagās un vieglās frakcijas) blīvums ir lielāks vai mazāks par atdalošās vides blīvumu, un tādēļ tie tajā peld vai grimst. Šāda bagātināšana ir galvenā ogļu rūpniecībā. Kā smagas vides tiek izmantoti organiskie šķidrumi, sāļu ūdens šķīdumi un suspensijas:

Organiskie šķidrumi: trihloretāns C2H3C13 (blīvums 1460 kg/m3), hloroforms CC14 (1600), dibrometāns C2H4Br2 (2170), acetilēntetrabromīds C2H1Br2 (2930);

Neorganisko sāļu ūdens šķīdumi: CaСd2 (1654), ZnС12 (2070);

Suspensijas: sasmalcinātas līdz mazāk nekā 0,1 mm tiek izmantotas kā svēršanas līdzekļi. dažādas vielas– māls (1490), pirīts (2500), galēna PbS (3300). Ogļu bagātināšanā izmanto magnetīta suspensiju (2500).

Magnētiskā bagātināšana izmanto melno, reto un krāsaino metālu rūdu apstrādē. Tas ir balstīts uz atšķirību izmantošanu magnētiskās īpašības minerāli un atkritumi. Kad daļiņas pārvietojas pa magnētisko lauku, magnētiskie un nemagnētiskie produkti pārvietojas pa dažādām trajektorijām. Pēc specifiskās magnētiskās jutības minerālus iedala:

Ļoti magnētisks - magnetīts Fe 3 O 4, pirotīts Fe 1-n S n - χ >380*10 -7 m3/kg,

Vāji magnētiski – Fe un Mn hidroksīdi un karbonāti - χ = (7,5-1,2)* 10-7 m3/kg,

Nemagnētiskais kvarcs SiO2, apatīts Ca5(F,Cl)(PO4)3, rutils TiO2, laukšpats (Na,K,Ca)(AlSi3O8).

Elektriskā bagātināšana pamatojoties uz iežu atšķirīgo elektrovadītspēju un to īpašībām elektrizēties. Elektrisko atdalīšanu izmanto, lai bagātinātu granulētas beztaras cietvielas ar daļiņu izmēru 0,05-3 mm, kuru komponentiem nav būtisku atšķirību citās īpašībās (blīvums, magnētiskā jutība, virsmas fizikālās un ķīmiskās īpašības).

Atkarībā no īpatnējās elektrovadītspējas minerālus iedala:

Vadītāji – rutils, pirīts,

pusvadītāji - magnetīts,

Nevadītāji – kvarcs, cirkons (ZrSO4).

Kad vadītāja minerāla daļiņas nonāk saskarē ar elektrodu, tās tiek uzlādētas ar tādu pašu lādiņu. Dielektriskā daļiņa nav uzlādēta. Pēc tam daļiņas iziet cauri nemainīgam elektriskajam laukam un maina savas trajektorijas atkarībā no lādiņa uz to virsmas.

Pārstrādes rūpnīcas– ievērojamu putekļu un notekūdeņu emisiju avots.

Putekļu veidošanās notiek cieto minerālu izejvielu pārstrādes un uzglabāšanas laikā. Spēcīga putekļu emisija tiek novērota sausās drupināšanas, sijāšanas, sausās bagātināšanas metožu, bagātināšanas produktu transportēšanas un pārkraušanas laikā.

Darbojoties drupinātājiem, galvenā putekļu emisija rodas vietās, kur produkts tiek izkrauts un sasniedz 4 g/s rullīšu drupinātājiem, 10 g/s konusveida un žokļu drupinātājiem un 120 g/s āmuru drupinātājiem. Dzirnavām darbojoties, izdalās līdz 80 g/s putekļu.

Notekūdeņi kopā ar bagātināšanas atsārņiem tiek novadīti atsārņu dīķos, no kurienes tie var ieplūst ūdenstilpēs.

Galvenie piesārņotāji ir rupji piemaisījumi (gravitācijas atliekas), izšķīdušie sāļi, flotācijas reaģenti emulsiju veidā, reaģentu savstarpējās mijiedarbības produkti un minerālvielas.

Notekūdeņi var saturēt:

Skābes, ko izmanto tehnoloģiskajā procesā

Joni Fe, Cu, Ni, Zn, Pb, Al, Co, Cd, Sb, Hg un citi, kas ietilpst notekūdeņi sakarā ar to savienojumu izšķīšanu ar skābēm,

Cianīds ir galvenais piesārņotājs zelta ieguves rūpnīcās un rūpnīcās, kurās kā flotācijas reaģents izmanto cianīda kausējumu,

Fluorīdi, ja flotācijas reaģenti ir NaF, NaSiF6,

Naftas produkti, visbiežāk petroleja, flotācijas līdzeklis ogļu, sēra, Cu-Mo, Mo-W rūdas bagātināšanā

Fenoli, tāpat kā flotācijas līdzekļi, ksantāti un ditiofosfāti ir flotācijas līdzekļi ar nepatīkamu smaku.

Pamata (bagātināšanas) procesi

Pamata (koncentrēšanas) procesi ir paredzēti, lai sākotnējās minerālās izejvielas ar atvērtiem vai atklātiem derīgās komponentes graudiem atdalītu attiecīgajos produktos. Galveno procesu rezultātā noderīgās sastāvdaļas tiek izolētas koncentrātu veidā, un iežu minerāli tiek izņemti kā atkritumi, kas tiek nosūtīti uz izgāztuvi. Bagātināšanas procesos izmanto lietderīgās sastāvdaļas minerālu un atkritumiežu atšķirības blīvumā, magnētiskajā jutībā, mitrināmībā, elektrovadītspējā, izmērā, graudu formā, ķīmiskajās īpašībās utt.

Minerālu bagātināšanā ar gravitācijas metodi izmanto minerālu graudu blīvuma atšķirības. To plaši izmanto ogļu, rūdu un nemetālisku izejvielu ieguvē.

Minerālu magnētiskās bagātināšanas pamatā ir nevienlīdzīga ietekme magnētiskais lauks uz minerālu daļiņām ar dažādu magnētisko jutību un uz koeriskā spēka darbību. Dzelzs, mangāns, titāns, volframa un citas rūdas tiek bagātinātas, izmantojot magnētiskos separatorus. Turklāt šo metodi izmanto, lai izolētu dzelzs piemaisījumus no grafīta, talka un citiem minerāliem un izmantotu tos magnetīta suspensiju reģenerācijai.

Atšķirības komponentu mitrināmībā ar ūdeni tiek izmantotas minerālvielu bagātināšanā ar flotāciju. Flotācijas metodes īpatnība ir iespēja individuāli regulēt mitrumu un atdalīt ļoti smalkus minerālu graudus. Pateicoties šīm īpašībām, flotācijas metode ir viena no universālākajām, to izmanto dažādu smalki izkliedētu minerālu bagātināšanai.

Komponentu mitrināmības atšķirības tiek izmantotas arī vairākos īpašos hidrofobo minerālu ieguves procesos - naftas aglomerācijā, eļļas granulēšanā, polimēru (lateksā) un eļļas flokulācijā.

Minerāli, kuru komponentiem ir atšķirības elektrovadītspējā vai kuriem ir iespēja noteiktu faktoru ietekmē iegūt dažādas vērtības un zīmes elektriskie lādiņi, var bagātināt ar elektrisko atdalīšanu. Pie šādiem minerāliem pieder apatīts, volframs, alva un citas rūdas.

Graudiņu formas un berzes koeficienta atšķirības ļauj atdalīt plakanas, zvīņainas vizlas daļiņas vai šķiedru azbesta agregātus no iežu daļiņām, kurām ir noapaļota forma. Pārvietojoties pa slīpu plakni, šķiedrveida un plakanas daļiņas slīd, un noapaļoti graudi rit uz leju. Ritošās berzes koeficients vienmēr ir mazāks par slīdēšanas berzes koeficientu, tāpēc plakanas un apaļas daļiņas pārvietojas pa slīpu plakni ar dažādu ātrumu un dažādām trajektorijām, kas rada apstākļus to atdalīšanai.

Komponentu optisko īpašību atšķirības tiek izmantotas minerālu bagātināšanā ar fotometrisko atdalīšanu. Šo metodi izmanto, lai mehāniski atdalītu rūdas graudus, kuriem ir dažādas krāsas un spīdums (piemēram, atdalot dimanta graudus no atkritumiežu graudiem).

Derīgās sastāvdaļas un atkritumiežu minerālu adhezīvās un sorbcijas īpašību atšķirības ir zelta bagātināšanas un dimantu bagātināšanas līmēšanas metožu pamatā (metodes pieder pie īpašām bagātināšanas metodēm).

Minerālu komponentu atšķirīgās īpašības mijiedarboties ar ķīmiskajiem reaģentiem, baktērijām un (vai) to metabolītiem nosaka vairāku minerālu (zelta, vara, niķeļa) ķīmiskās un bakteriālās izskalošanās darbības principu.

Dažādas minerālvielu šķīdības ir mūsdienu sarežģītu (kombinētu) procesu pamatā, piemēram, “ekstrakcija un bagātināšana” (sāļu šķīdināšana urbumā ar šķīduma turpmāku iztvaicēšanu).

Vienas vai citas bagātināšanas metodes izmantošana ir atkarīga no minerālu sastāvs minerālvielas, atdalīto komponentu fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Aplūkojot komerciāli vērtīgus derīgos izrakteņus, pamatoti rodas jautājums, kā no primārās rūdas vai fosilijas var izgatavot tik pievilcīgu rotaslietu. Īpaši ņemot vērā to, ka iežu apstrāde kā tāda ir ja ne viens no gala, tad vismaz attīrīšanas process, kas notiek pirms pēdējā posma. Atbilde uz jautājumu būs bagātināšana, kuras laikā notiek iežu pamata apstrāde, kas ietver vērtīgo minerālu atdalīšanu no tukšām barotnēm.

Vispārējā bagātināšanas tehnoloģija

Vērtīgo derīgo izrakteņu pārstrāde tiek veikta īpašās bagātināšanas rūpnīcās. Process ietver vairākas darbības, tostarp sagatavošanu, tiešu iežu sadalīšanu un atdalīšanu ar piemaisījumiem. Bagātināšanas laikā tiek iegūti dažādi minerāli, tai skaitā grafīts, azbests, volframa, rūdas materiāli u.c.. Tiem nav obligāti jābūt vērtīgiem iežiem – ir daudz rūpnīcu, kas pārstrādā izejvielas, kuras vēlāk izmanto celtniecībā. Tā vai citādi derīgo izrakteņu pārstrādes pamati balstās uz minerālu īpašību analīzi, kas nosaka arī atdalīšanas principus. Starp citu, nepieciešamība nogriezt dažādas struktūras rodas ne tikai ar mērķi iegūt vienu tīru minerālu. Tā ir ierasta prakse, ka no vienas struktūras tiek izaudzētas vairākas vērtīgas šķirnes.

Akmeņu drupināšana

Šajā posmā materiāls tiek sasmalcināts atsevišķās daļiņās. Sasmalcināšanas process ietver mehāniskie spēki, ar kuras palīdzību tiek pārvarēti iekšējie sajūga mehānismi.

Rezultātā iezis sadalās mazās cietās daļiņās, kurām ir viendabīga struktūra. Ir vērts atšķirt tiešās drupināšanas un slīpēšanas paņēmienus. Pirmajā gadījumā minerālu izejvielai tiek veikta mazāk dziļa struktūras atdalīšana, kuras laikā veidojas daļiņas, kuru frakcija ir lielāka par 5 mm. Savukārt slīpēšana nodrošina tādu elementu veidošanos, kuru diametrs ir mazāks par 5 mm, lai gan šis rādītājs ir atkarīgs no tā, ar kādu iezi jums ir darīšana. Abos gadījumos mērķis ir maksimāli palielināt graudu šķelšanu noderīga viela lai izdalītos tīrs komponents bez maisījuma, tas ir, atkritumiem, piemaisījumiem utt.

Skrīninga process

Pēc drupināšanas procesa pabeigšanas novāktās izejvielas tiek pakļautas citai tehnoloģiskai ietekmei, kas var būt vai nu sijāšana, vai laikapstākļi. Sijāšana būtībā ir metode iegūto graudu klasificēšanai pēc to lieluma īpašībām. Tradicionālais veidsŠī posma īstenošana ietver sieta un sieta izmantošanu, kas nodrošināta ar iespēju kalibrēt šūnas. Skrīninga procesā tiek atdalītas virsrežģa un zemrežģa daļiņas. Zināmā veidā minerālu bagātināšana sākas šajā posmā, jo daži piemaisījumi un maisījumi tiek atdalīti. Mazās frakcijas, kuru izmērs ir mazāks par 1 mm, tiek izsijātas, izmantojot gaisa vide- laikapstākļi. Masu, kas atgādina smalkas smiltis, mākslīgās gaisa plūsmas paceļ un pēc tam nosēžas.

Pēc tam daļiņas, kas nosēžas lēnāk, tiek atdalītas no ļoti maziem putekļu elementiem, kas paliek gaisā. Šādas skrīninga atvasinājumu tālākai savākšanai izmanto ūdeni.

Bagātināšanas procesi

Bagātināšanas procesa mērķis ir atdalīt minerālu daļiņas no izejvielām. Šādu procedūru laikā tiek izolētas vairākas elementu grupas - derīgs koncentrāts, atkritumu atliekas un citi produkti. Šo daļiņu atdalīšanas princips ir balstīts uz atšķirībām starp derīgo minerālu un atkritumiežu īpašībām. Šādas īpašības var būt: blīvums, mitrināmība, magnētiskā jutība, izmērs, elektrovadītspēja, forma utt. Tādējādi bagātināšanas procesos, kuros izmanto blīvuma atšķirības, tiek izmantotas gravitācijas atdalīšanas metodes. Šo pieeju izmanto rūdas un nemetāla izejvielām. Ļoti izplatīta ir arī bagātināšana, kuras pamatā ir komponentu mitrināmības raksturlielumi. Šajā gadījumā tiek izmantota flotācijas metode, kuras iezīme ir spēja atdalīt smalkus graudus.

Tiek izmantota arī minerālu magnētiskā bagātināšana, kas ļauj atdalīt dzelzs piemaisījumus no talka un grafīta materiāliem, kā arī attīrīt volframu, titānu, dzelzi un citas rūdas. Šīs metodes pamatā ir atšķirība magnētiskā lauka iedarbībā uz fosilajām daļiņām. Izmantotais aprīkojums ir speciāli separatori, kurus izmanto arī magnetīta suspensiju atgūšanai.

Bagātināšanas pēdējie posmi

Galvenie šī posma procesi ietver dehidratāciju, celulozes sabiezēšanu un iegūto daļiņu žāvēšanu. Dehidratācijas iekārtu izvēle balstās uz minerāla ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām. Parasti, šī procedūra veikta vairākās sesijās. Tomēr nepieciešamība to īstenot ne vienmēr rodas. Piemēram, ja bagātināšanas procesā tika izmantota elektriskā atdalīšana, tad atūdeņošana nav nepieciešama. Papildus bagātināšanas produkta sagatavošanai turpmākie procesi pārstrādei, ir jānodrošina atbilstoša infrastruktūra minerālu daļiņu apstrādei. Jo īpaši rūpnīca organizē atbilstošus ražošanas pakalpojumus. Veikala iekšienē transportlīdzekļiem, tiek organizēta ūdens, siltuma un elektrības piegāde.

Bagātināšanas aprīkojums

Slīpēšanas un drupināšanas stadijās tiek izmantotas īpašas iekārtas. Tās ir mehāniskas vienības, kas ar dažādu virzošo spēku palīdzību iedarbojas postoši uz iezi. Tālāk sijāšanas procesā tiek izmantots siets un siets, kurā tiek nodrošināta caurumu kalibrēšanas iespēja. Sijāšanai izmanto arī sarežģītākas mašīnas, ko sauc par sietiem. Tiešo bagātināšanu veic ar elektriskiem, gravitācijas un magnētiskiem separatoriem, kurus izmanto saskaņā ar specifisko struktūru atdalīšanas principu. Pēc tam atūdeņošanai tiek izmantotas drenāžas tehnoloģijas, kuru realizācijā var izmantot tos pašus sietus, liftus, centrifūgas un filtrēšanas iekārtas. Pēdējais posms, kā likums, ietver līdzekļu izmantošanu termiskā apstrāde un žāvēšana.

Atkritumi no bagātināšanas procesa

Bagātināšanas procesa rezultātā veidojas vairākas produktu kategorijas, kuras var iedalīt divos veidos - lietderīgais koncentrāts un atkritumi. Turklāt vērtīgai vielai nav obligāti jāatspoguļo viens un tas pats iezis. Nevar arī teikt, ka atkritumi ir nevajadzīgs materiāls. Šādi produkti var saturēt vērtīgu koncentrātu, bet minimālos daudzumos. Tajā pašā laikā atkritumu struktūrā esošo derīgo izrakteņu tālāka bagātināšana bieži vien nav tehnoloģiski un finansiāli pamatota, tāpēc šādas apstrādes sekundārie procesi tiek veikti reti.

Optimāla bagātināšana

Atkarībā no bagātināšanas apstākļiem, izejmateriāla īpašībām un pašas metodes galaprodukta kvalitāte var atšķirties. Jo lielāks ir vērtīgo komponentu saturs un mazāk piemaisījumu tajā, jo labāk. Ideāla rūdas bagātināšana, piemēram, ietver pilnīga prombūtne atkritumi produktā. Tas nozīmē, ka sasmalcinot un sijājot iegūtā maisījuma bagātināšanas procesā, no kopējā masa atkritumiežu gruvešu daļiņas tika pilnībā likvidētas. Tomēr ne vienmēr ir iespējams panākt šādu efektu.

Daļēja minerālvielu bagātināšana

Daļēja bagātināšana attiecas uz fosilijas izmēra klases atdalīšanu vai viegli atdalāmas piemaisījumu daļas atdalīšanu no produkta. Tas ir, šīs procedūras mērķis nav pilnībā attīrīt produktu no piemaisījumiem un atkritumiem, bet tikai palielina izejmateriāla vērtību, palielinot noderīgo daļiņu koncentrāciju. Šādu minerālo izejvielu pārstrādi var izmantot, piemēram, lai samazinātu pelnu saturu oglās. Bagātināšanas procesā tiek izolēta liela elementu klase, tālāk sajaucot nebagātinātu sijātu koncentrātu ar smalko frakciju.

Vērtīgo iežu zuduma problēma bagātināšanas laikā

Tāpat kā noderīgā koncentrāta masā paliek nevajadzīgi piemaisījumi, kopā ar atkritumiem var tikt noņemts arī vērtīgais iezis. Lai ņemtu vērā šādus zaudējumus, mēs izmantojam īpašiem līdzekļiem, kas ļauj aprēķināt pieļaujamo līmeni tie katram tehnoloģiskajam procesam. Tas ir, visām atdalīšanas metodēm tiek izstrādāti individuāli pieļaujamo zudumu standarti. Pieļaujamais procents tiek ņemts vērā pārstrādāto produktu bilancē, lai segtu mitruma koeficienta un mehānisko zudumu aprēķina neatbilstības. Šāda uzskaite ir īpaši svarīga, ja tiek plānota rūdas bagātināšana, kuras laikā tiek izmantota dziļa drupināšana. Attiecīgi palielinās risks zaudēt vērtīgo koncentrātu. Un tomēr vairumā gadījumu derīgo iežu zudums notiek tehnoloģiskā procesa pārkāpumu dēļ.

Secinājums

Aiz muguras Nesen vērtīgo iežu bagātināšanas tehnoloģijas ir spērušas manāmu soli to attīstībā. Tiek pilnveidoti gan atsevišķi apstrādes procesi, gan vispārējās atdalīšanas shēmas. Viens no daudzsološajiem virzieniem turpmākai attīstībai ir kombinēto pārstrādes shēmu izmantošana, kas uzlabo koncentrātu kvalitātes īpašības. Jo īpaši tiek apvienoti magnētiskie separatori, kā rezultātā tiek optimizēts bagātināšanas process. Jaunas šāda veida metodes ietver magnetohidrodinamisko un magnetohidrostatisko atdalīšanu. Tajā pašā laikā ir arī vispārēja rūdas iežu bojāšanās tendence, kas var neietekmēt iegūtā produkta kvalitāti. Piemaisījumu līmeņa paaugstināšanos var apkarot, aktīvi izmantojot daļēju bagātināšanu, taču kopumā apstrādes sesiju palielināšanās padara tehnoloģiju neefektīvu.