Teknologisk prosess for mineralbehandling. Grunnleggende begreper om mineralforedling

Bergmassen er delt inn i: hoved (egentlig anrikning); forberedende og hjelpetiltak.

Alle eksisterende metoder berikelser er basert på forskjeller i fysisk eller fysisk kjemiske egenskaperÅh individuelle komponenter mineral. Det er for eksempel gravitasjons-, magnetiske, elektriske, flotasjons-, bakterielle og andre anrikningsmetoder.

Teknologisk effekt av berikelse

Foreløpig anrikning av mineraler tillater:

øke industrielle reserver av mineralske råvarer gjennom bruk av forekomster av dårlige mineralressurser med lavt innhold av nyttige komponenter;
øke arbeidsproduktiviteten ved gruvebedrifter og redusere kostnadene for utvunnet malm gjennom mekanisering av gruvedrift og kontinuerlig gruvedrift av mineraler i stedet for selektive;
øke de tekniske og økonomiske indikatorene til metallurgiske og kjemiske bedrifter når de behandler anrikede råvarer ved å redusere kostnadene for drivstoff, elektrisitet, flussmidler, kjemiske reagenser og forbedre kvaliteten ferdige produkter og redusere tap av nyttige komponenter med avfall;
implementere kompleks bruk mineraler, fordi foreløpig berikelse gjør det mulig å trekke ut fra dem ikke bare de viktigste nyttige komponentene, men også tilhørende, som er inneholdt i små mengder;
redusere kostnadene ved å transportere gruveprodukter til forbrukerne ved å transportere rikere produkter, og ikke hele volumet av utvunnet bergmasse som inneholder mineraler;
ekstrakt fra mineralske råvarer skadelige urenheter, som under videre bearbeiding kan forringe kvaliteten på sluttproduktet, forurense miljøet og true menneskers helse.

Mineralbehandling utføres ved prosessfabrikker, som i dag er kraftige, svært mekaniserte virksomheter med komplekse teknologiske prosesser.

Klassifisering av anrikningsprosesser

Behandling av mineraler ved prosessanlegg inkluderer en rekke sekvensielle operasjoner, som et resultat av at separasjon av nyttige komponenter fra urenheter oppnås. I henhold til deres formål er mineralbehandlingsprosesser delt inn i forberedende, hoved (konsentrasjon) og hjelpe (endelig).

Forberedende prosesser

Forberedende prosesser er designet for å åpne eller åpne kornene av nyttige komponenter (mineraler) som utgjør mineralet, og dele det inn i størrelsesklasser som tilfredsstiller teknologiske krav påfølgende berikelsesprosesser. De forberedende prosessene inkluderer knusing, maling, sikting og klassifisering.

Knusing og maling

Knusing og maling- prosessen med ødeleggelse og reduksjon i størrelsen på biter av mineralråvarer (mineralressurser) under påvirkning av eksterne mekaniske, termiske, elektriske krefter som tar sikte på å overvinne de interne adhesjonskreftene som forbinder partikler i et fast legeme.

I følge prosessens fysikk er det ingen grunnleggende forskjell mellom knusing og sliping. Det er konvensjonelt akseptert at knusing produserer partikler større enn 5 mm, og sliping produserer partikler mindre enn 5 mm. Størrelsen på de største kornene som det er nødvendig å knuse eller male et mineral til når det tilberedes for anrikning, avhenger av størrelsen på inneslutningene av hovedkomponentene som utgjør mineralet og på tekniske evner utstyr som den neste operasjonen med å behandle det knuste (knuste) produktet skal utføres på.

Åpning av korn av nyttige komponenter - knusing og/eller sliping av skjøter inntil fullstendig frigjøring korn av en nyttig komponent og oppnå en mekanisk blanding av korn av en nyttig komponent og gråberg (blandet). Åpning av korn av nyttige komponenter - knusing og/eller maling av aggregater til en del av overflaten av den nyttige komponenten er frigjort, noe som gir tilgang til reagenset.

Knusing utføres i spesielle pukkverk. Knusing er prosessen med ødeleggelse faste stoffer med en reduksjon i størrelsen på stykker til en gitt størrelse, gjennom virkningen av eksterne krefter som overvinner de indre adhesjonskreftene som forbinder partiklene sammen fast. Maling av knust materiale utføres i spesielle møller (vanligvis kule eller stang).

Screening og klassifisering

Screening og klassifisering brukes til å skille mineraler i produkter av forskjellige størrelser - størrelsesklasser. Siling utføres ved å spre mineraler på sikter og sikter med kalibrerte hull i lite (undersikt) produkt og stort (oversikt). Siling brukes til å skille mineraler etter størrelse på siling (siling) overflater, med hullstørrelser fra en millimeter til flere hundre millimeter.

Screening utføres av spesielle maskiner - skjermer.

Mineraler, hvis komponenter har forskjeller i elektrisk ledningsevne eller har evnen, under påvirkning av visse faktorer, til å skaffe elektriske ladninger av forskjellige størrelser og tegn, kan berikes ved hjelp av metoden for elektrisk separasjon. Slike mineraler inkluderer apatitt, wolfram, tinn og andre malmer.

Anrikning etter størrelse brukes i tilfeller der nyttige komponenter er representert av større eller omvendt mindre korn sammenlignet med korn av gråberg. I placere finnes nyttige komponenter i form av små partikler, så separasjonen av store klasser gjør det mulig å kvitte seg med en betydelig del av steinurenheter.

Forskjeller i kornform og friksjonskoeffisient gjør det mulig å separere flate, skjellende glimmerpartikler eller fibrøse asbesttilslag fra steinpartikler som har en avrundet form. Når du beveger deg langs et skråplan, glir fibrøse og flate partikler, og avrundede korn ruller ned. Rullefriksjonskoeffisienten er alltid mindre enn glidfriksjonskoeffisienten, derfor beveger flate og runde partikler seg langs et skråplan med i forskjellige hastigheter og langs forskjellige baner, noe som skaper forutsetninger for deres separasjon.

Forskjeller i de optiske egenskapene til komponentene brukes til å utnytte mineraler ved fotometrisk separasjon. Denne metoden utfører mekanisk separering av korn som har annen farge og glans (for eksempel skille diamantkorn fra gangkorn).

De viktigste sluttoperasjonene er massefortykning, avvanning og tørking av anrikningsprodukter. Valg av dehydreringsmetode avhenger av egenskapene til materialet som dehydreres (startfuktighetsinnhold, partikkelstørrelse og mineralogisk sammensetning) og kravene til endelig fuktighetsinnhold. Ofte er det nødvendige endelige fuktighetsinnholdet vanskelig å oppnå i ett trinn, så i praksis brukes dehydreringsoperasjoner for noen anrikningsprodukter forskjellige måter i flere stadier.

Avfall

Avfall er det endelige anrikningsproduktet med lavt innhold av verdifulle komponenter, hvis videre utvinning er teknisk umulig og/eller økonomisk upraktisk. (Dette begrepet tilsvarer det tidligere brukte begrepet dumpe avgangsmasser, men ikke begrepet haler, som, i motsetning til avfall, er det utarmete produktet av enhver enkelt anrikningsoperasjon).

Mellomprodukter

Mellomprodukter (mellomprodukter) er en mekanisk blanding av tilslag med åpne korn av nyttige komponenter og gråberg. Industriprodukter kjennetegnes ved et lavere innhold av nyttige komponenter sammenlignet med kraftfôr og et høyere innhold av nyttige komponenter sammenlignet med avfall.

Anrikningskvalitet

Kvaliteten på mineraler og anrikningsprodukter bestemmes av innholdet og utvinningen av verdifulle komponenter, urenheter, medfølgende elementer, samt fuktighet og partikkelstørrelse.

Mineralfornyelse er ideelt

Ideell anrikning av mineraler (ideell separasjon) refererer til prosessen med å separere en mineralblanding i komponenter, der det absolutt ikke er noen forurensning av hvert produkt med partikler som er fremmede for det. Effektiviteten til ideell mineralforedling er 100 % av alle kriterier.

Delvis nyttiggjøring av mineraler

Delvis anrikning er anrikning av en separat størrelsesklasse av et mineral, eller separering av den lettest separerte delen av tilstoppende urenheter fra sluttproduktet for å øke konsentrasjonen av den nyttige komponenten i det. Det brukes for eksempel for å redusere askeinnholdet i uklassifisert termisk kull ved å isolere og anrike den store klassen med ytterligere blanding av det resulterende konsentratet og fine uanrikede sikter.

Tap av mineraler under beneficiasjon

Tapet av et mineral under anrikning refererer til mengden av en nyttig komponent som er egnet for anrikning som går tapt med anrikningsavfall på grunn av ufullkommenhet i prosessen eller brudd på det teknologiske regimet.

Installert akseptable standarder gjensidig forurensning av anrikningsprodukter for ulike teknologiske prosesser spesielt for kullanrikning. Den tillatte prosentandelen av mineraltap tilbakestilles fra balansen av anrikningsprodukter for å dekke avvik når det tas hensyn til fuktighetsmasse, fjerning av mineraler med røykgasser fra tørkeanlegg og mekaniske tap.

Grense for mineralfornyelse

Mineralutnyttelsesgrensen er den minste og største dimensjoner partikler av malm og kull, effektivt anriket i en konsentrasjonsmaskin.

Anrikningsdybde

Anrikningsdybden er den nedre grensen for størrelsen på materialet som skal anrikes.

Ved anrikning av kull brukes teknologiske ordninger med anrikningsgrenser på 13; 6; 1; 0,5 og 0 mm. Følgelig separeres ikke-anrikede sikter med en partikkelstørrelse på 0-13 eller 0-6 mm, eller slam med en partikkelstørrelse på 0-1 eller 0-0,5 mm. En berikelsesgrense på 0 mm betyr at alle størrelsesklasser er gjenstand for berikelse.

Internasjonale kongresser

Siden 1952 har det vært holdt internasjonale kongresser om mineralforedling. Nedenfor er en liste over dem.

kongress	År	plassering
Jeg	1952	London
II	1953	Paris
III	1954	Goslar
IV	1955	Stockholm
V	1960	London
VI	1963	Kahn
VII	1964	NY
VIII	1968	Leningrad
IX	1970	Praha
X	1973	London
XI	1975	Cagliari
XII	1975	São Paulo
XIII	1979	Warszawa
XIV	1982	Toronto
XV	1985	Kahn
XVI	1988	Stockholm
XVII	1991	Dresden
XVIII	1993	Sydney
XIX	1995

Malmfornyelse er basert på bruk av forskjeller i fysisk og Fysiske og kjemiske egenskaper mineraler, på mengden spredning av verdifulle mineraler.

De fysiske egenskapene til mineraler er farge, glans, tetthet, magnetisk følsomhet, elektrisk ledningsevne og fuktbarhet av mineraloverflaten.

Det finnes ulike anrikningsmetoder.

Gravitasjonsanrikningsmetoden er basert på bruk av forskjeller i tettheter, størrelser og former på mineraler. Denne metoden brukes til gull, tinn, wolfram, placers, sjeldne metaller, jern, mangan, krom, kull, fosforitter, diamanter.

Separasjon av mineraler etter tetthet kan utføres i vann, luft og tunge medier. Gravitasjonsprosesser inkluderer:

Anrikning i tunge miljøer – brukes til malmer med grove inneslutninger på 100-2 mm;

Jigging - basert på forskjellen i fallhastigheten til partikler i en vertikal vannstrøm, brukt for grovt spredte malmer 25-5 mm;

Anrikning på konsentrasjonstabeller - assosiert med separasjon av mineraler under påvirkning av krefter som oppstår fra bevegelsen av bordet og strømmen av vann som strømmer langs bordets skråplan, brukt til malmer med en partikkelstørrelse på 3-0,040 mm;

Anrikning på sluser - separasjon av mineraler skjer under påvirkning av en horisontal strøm av vann og fangst av tunge mineraler ved å dekke bunnen av slusene, brukt til malmer med en partikkelstørrelse på 300-0,1 mm;

Anrikning på skrue-, jet- og kjegleseparatorer - separasjon skjer under påvirkning av en vannstrøm som beveger seg langs et skråplan for malmer med en partikkelstørrelse på 16-1 mm.

Den magnetiske anrikningsmetoden er basert på separasjon av mineraler på grunn av forskjellen mellom mineraler i spesifikk magnetisk følsomhet og forskjellen i banene for deres bevegelse i et magnetfelt.

Flotasjonsanrikningsmetoden er basert på forskjellen i fuktbarheten til individuelle mineraler og, som et resultat, deres selektive adhesjon til luftbobler. Dette er en universell fordelingsmetode som brukes for alle malmer, spesielt polymetalliske. Størrelsen på det anrikede materialet er 50-100 % klasse -0,074 mm.

Elektrostatisk fordeling er basert på forskjeller i den elektriske ledningsevnen til mineraler.

I tillegg er det spesielle berikelsesmetoder, som inkluderer:

Avskrivning er basert på mineralers evne til å sprekke langs spalteplan ved sterk oppvarming og sterk avkjøling;

Malmsortering etter farge, glans, kan være manuell, mekanisk, automatisert; vanligvis brukt for store materialer >25 mm;

Radiometrisk sortering , basert på mineralers forskjellige evner til å sende ut, reflektere og absorbere visse stråler;

Friksjonsanriking er basert på forskjeller i friksjonskoeffisienter;

Kjemisk og bakteriell anrikning er basert på egenskapene til mineraler (for eksempel sulfider) for å oksidere og løse seg opp i svært sure løsninger. Metallet løses opp og ekstraheres deretter ved hjelp av kjemisk-hydrometallurgiske metoder. Tilstedeværelsen av visse typer bakterier i løsninger intensiverer prosessen med oppløsning av mineraler.

2.3 Anrikningsoperasjoner og prosesser

Prosessanlegget er et mellomledd mellom gruven og det metallurgiske anlegget. Et anrikningsanlegg er en kompleks kombinasjon av alle typer maskiner og apparater. Kapasiteten til fabrikken bestemmes vanligvis av mengden bearbeidet malm og varierer fra 15 tusen tonn til 50 millioner tonn per år. Store fabrikker er lokalisert i flere bygninger.

Malm av forskjellige størrelser (D max = 1500-2000 mm - typisk for dagbrudd, D max = 500-600 mm - typisk for underjordisk gruvedrift), som kommer fra gruven til prosessanlegget, gjennomgår forskjellige prosesser, som iht. til deres formål, kan deles inn i:

Forberedende;

Faktisk berikelse;

Auxiliary.

Forberedende prosesser inkluderer først og fremst operasjoner for å redusere størrelsen på malmbiter: knusing, maling og tilhørende klassifisering av malm på sikter, klassifiserere og hydrosykloner. Den endelige malingsstørrelsen bestemmes av spredningsstørrelsen til mineralene.

Selve fordelingsprosessene inkluderer prosessene med å separere malm og andre produkter i henhold til de fysiske og fysisk-kjemiske egenskapene til mineralene som er inkludert i deres sammensetning. Disse prosessene inkluderer gravitasjonskonsentrasjon, flotasjon, magnetisk og elektrisk separasjon og andre prosesser.

De fleste anrikningsprosesser utføres i vann, så på et visst stadium er det behov for å redusere eller fjerne det, noe som kan gjøres ved hjelp av hjelpeprosesser. Hjelpeprosesser inkluderer dehydreringsoperasjoner: fortykning, filtrering, tørking.

Settet og sekvensen av operasjoner som malm utsettes for under bearbeiding utgjør anrikningsordninger, som vanligvis er avbildet grafisk. Det er ordninger:

Fundamental (fig. 2.2);

Kvalitativ (hvis data om kvantitet og kvalitet på produktene ikke er gitt) (fig. 2.3);

Kvalitativ-kvantitativ;

Vann-slam;

Kretsskjemaer for enheter (fig. 2.4).

Ris. 2.2 Skjematisk anrikning

(reflekterer bare hovedtrekkene til teknologien)

Ris. 2.3 Kvalitativ berikelsesordning

(det kvalitative diagrammet viser operasjoner, berikelsesprodukter og deres vei langs diagrammet)

Ris. 2.4 Enhetskretsskjema

1 – kildemalmbunker; 2, 5, 8, 10 og 11 - transportører; 3 og 6 - skjermer; 4 - kjeveknuser; 7 - kjegleknuser; 9 - knust malmbunker; 12 – mill;

13 - spiralklassifiserer; 14 - flotasjonsmaskin; 15 - fortykningsmiddel;

16 - vakuumfilter; 17 – tørketrommel.

Mineralfornyelse er et sett med teknologiske prosesser for forbehandling av mineralske råvarer for å gi det kvaliteter som oppfyller forbrukernes krav.

Når beriket:

Innholdet av nyttige komponenter i råvarer øker,

Skadelige urenheter fjernes fra råvarer,

Ensartethet av råvarer i størrelse og sammensetning oppnås.

Som et resultat av berikelse får vi:

Konsentrat er et beneficiasjonsprodukt som har et høyere innhold av nyttige komponenter sammenlignet med malm. Når det gjelder innholdet, må innholdet av urenheter, fuktighet, konsentrater oppfylle kravene til GOSTs, OSTs, TUs;

Avfallsavfall er anrikningsavfall som består av gråberg med et ubetydelig innhold av nyttige komponenter, hvis utvinning er teknologisk umulig eller økonomisk ulønnsomt.

10 3 10 2 10 -1

Anriking reduserer kostnadene ved å transportere råvarer, samt bearbeide dem, fordi Et stort volum gråberg fjernes.

Figuren viser avhengigheten av det spesifikke energiforbruket ved knusing og sliping av middels sterkt materiale på ulike sluttstørrelser.

Graden av knusing (maling) er forholdet mellom diameteren til de største malmstykkene (D) og diameteren til stykkene av det knuste produktet (d):

Avhengig av malmens egenskaper, brukes følgende:

1 - knusing - ødeleggelse som et resultat av komprimering av stykker mellom to presselegemer;

2 - splitting - ødeleggelse som et resultat av fastkiling mellom tuppene på knusende kropper;

3 - påvirkning - ødeleggelse under påvirkning av kortsiktige dynamiske belastninger;

4 – slitasje – ødeleggelse som følge av påvirkning av overflater som beveger seg i forhold til hverandre.

Avhengig av metoden og mekanismen for ødeleggelse av malmstykker, er det:

Kjeveknusere (de knuser og deler stykker mellom plater som nærmer seg periodisk - kjever) er periodiske enheter: malmknusing veksler med en losse-lastesyklus, som er den største ulempen med denne typen knusere, noe som reduserer produktiviteten;

Kjegleknusere (knuser og sliper biter mellom bevegelige og stasjonære kjegler) – knusere kontinuerlig handling;

Rulleknusere (de knuser og deler stykker mellom to glatte eller tannede aksler som beveger seg mot hverandre) - kontinuerlige knusere;

Slagknusere brukes til å knuse myke og tøffe materialer.

Materialet knuses i møller forskjellige typer:

Trommelmøller brukes til å male materiale til en partikkelstørrelse på 1-2 mm. Dette er en ståltrommel som slipemedier er lastet inn i sammen med malm. Avhengig av type knuselegemer skilles kule-, stang-, rullestein- og selvslipende møller.

Etter hvert trinn av knusing (maling), separeres den fine fraksjonen fra det resulterende produktet ved bruk av sikting (sikting). Siling brukes vanligvis for å separere materialer med partikkelstørrelser større enn 1-2 mm.

Hydrauliske klassifiseringsmetoder brukes for å skille materialer med partikkelstørrelser mindre enn 100 mikron. Hydraulisk klassifisering er prosessen med å separere en blanding av mineralkorn etter størrelse basert på forskjeller i sedimenteringshastighetene i vann.

Så kommer selve berikelsen. De vanligste anrikningsmetodene er:

Flotasjon,

Gravitasjon,

Magnetisk,

Elektrisk.

Ved bruk av flotasjon Mer enn 90% av alle malmer av jernholdige og ikke-jernholdige metaller er anriket, så vel som ikke-metalliske mineraler: svovel, grafitt, fosfatmalm, kull.

Flotasjonssystemet er heterogent og inkluderer tre faser: fast, flytende, gass. Flotasjon er basert på faste partiklers evne til å holdes tilbake i grensesnittet mellom væske- og gassfasen, dvs. på hydrofobicitet og ikke-fukting av partikler. Det vanligste er skumflotasjon. Mineralkorn som ikke blir fuktet av vann fester seg til luftbobler og flyter til overflaten. Ved å endre flyteforholdene kan du for eksempel oppnå følgende: under flotasjon jernmalm magnetitt (jernmalmkonsentrat) vil slippes ut i skumproduktet - direkte flotasjon, og kvarts (råstein) kan frigjøres - omvendt flotasjon, dvs. Flotasjonsprosesser er universelle på grunn av mangfoldet av operasjonsmetoder og brede kontrollmuligheter.

For å utføre flotasjonsprosessen er det nødvendig å bruke forskjellige kjemiske forbindelser:

Samlere – øker hydrofobiteten til overflaten til de ekstraherte partiklene kraftig. Når flotasjon av sulfidmaterialer brukes

Xanthater R-O-C-S-Me og ditiofosfater RO S

(R – alkohol- eller fenolradikal; Me – Na eller K);

Ikke-sulfidmineraler flyter med Na-såper av fettsyrer (Na-oleat – C17H33COONa) eller aminer (RNH2);

Kull, svovel og andre naturlig hydrofobe mineraler flyter ved bruk av parafin og andre ikke-polare reagenser.

Skummidler - stoffer som letter luftspredning, forhindrer sammenslåing av bobler og øker styrken til skummet (ulike overflateaktive stoffer, furuolje);

Miljøregulatorer - skap en optimal pH i miljøet (kalk, brus, svovelsyre).

Flotasjonsprosessen utføres i flotasjonsmaskiner. Skumproduktet mates for dehydrering.

Gravitasjonsprosesser er basert på forskjellen i naturen og hastigheten på bevegelse av mineralpartikler med forskjellige tettheter i et vann- eller luftmiljø:

Vasking er separasjonen ved å løsne og fjerne ved hjelp av vannleire materialer som binder kornene av mineraler (jern- og manganmalm, fosforitter, plasser av ikke-jernholdige, sjeldne og edle metaller, vaske gull sand, høy kvalitet byggemateriale);

Berikelse i tøffe miljøer– separasjon av utvunnede mineraler etter tetthet. De resulterende produktene (tunge og lette fraksjoner) har en densitet som er større eller mindre enn tettheten til separeringsmediet, og på grunn av dette flyter eller synker de i det. Slik anrikning er den viktigste i kullindustrien. Organiske væsker, vandige løsninger av salter og suspensjoner brukes som tunge medier:

Organiske væsker: trikloretan C2H3C13 (densitet 1460 kg/m3), kloroform CC14 (1600), dibrometan C2H4Br2 (2170), acetylentetrabromid C2H1Br2 (2930);

Vandige løsninger av uorganiske salter: CaСd2 (1654), ZnС12 (2070);

Suspensjoner: knust til mindre enn 0,1 mm brukes som vektmidler. ulike stoffer– leire (1490), pyritt (2500), galena PbS (3300). Ved anrikning av kull brukes en magnetittsuspensjon (2500).

Magnetisk berikelse brukes i bearbeiding av malm av jernholdige, sjeldne og ikke-jernholdige metaller. Det er basert på bruk av forskjeller i magnetiske egenskaper mineraler og gråberg. Når partikler beveger seg gjennom et magnetfelt, beveger de magnetiske og ikke-magnetiske produktene seg langs forskjellige baner. I henhold til spesifikk magnetisk følsomhet er mineraler delt inn i:

Høymagnetisk - magnetitt Fe 3 O 4, pyrrotitt Fe 1-n S n - χ >380*10 -7 m3/kg,

Svakt magnetisk – hydroksyder og karbonater av Fe og Mn - χ = (7,5-1,2)* 10-7 m3/kg,

Ikke-magnetisk kvarts SiO2, apatitt Ca5(F,Cl)(PO4)3, rutil TiO2, feltspat (Na,K,Ca)(AlSi3O8).

Elektrisk berikelse basert på den forskjellige elektriske ledningsevnen til bergarter og deres egenskaper til å elektrifisere. Elektrisk separasjon brukes til å berike granulære bulkfaststoffer med en partikkelstørrelse på 0,05-3 mm, hvis komponenter ikke har signifikante forskjeller i andre egenskaper (tetthet, magnetisk følsomhet, fysiske og kjemiske egenskaper til overflaten).

Avhengig av den spesifikke elektriske ledningsevnen, er mineraler delt inn i:

Ledere - rutil, pyritt,

Halvledere - magnetitt,

Ikke-ledere – kvarts, zirkon (ZrSO4).

Når partikler av et ledermineral kommer i kontakt med en elektrode, blir de ladet med samme ladning. Den dielektriske partikkelen er ikke ladet. Partiklene passerer deretter gjennom et konstant elektrisk felt og endrer bane avhengig av ladningen på overflaten.

Foredlingsanlegg– en kilde til betydelige utslipp av støv og avløpsvann.

Støvdannelse oppstår under bearbeiding og lagring av faste mineralske råvarer. Sterke støvutslipp observeres under tørrknusing, sikting, tørre anrikningsmetoder, transport og omlasting av anrikningsprodukter.

Når knusere er i drift, skjer hovedstøvutslippet i områdene hvor produktet losses og når 4 g/s for valseknusere, 10 g/s for kjegle- og kjeveknusere og 120 g/s for hammerknusere. Når møllene er i drift, frigjøres opptil 80 g/s støv.

Avløpsvann slippes ut i avgangsdammer sammen med anrikningsavfall, hvorfra det kan renne ut i vannforekomster.

De viktigste forurensningene er grove urenheter (gravitasjonsavgangsmasser), oppløste salter, flotasjonsreagenser i form av emulsjoner, produkter av interaksjon av reagenser med hverandre og med mineraler.

Avløpsvann kan inneholde:

Syrer som brukes i den teknologiske prosessen

Ioner Fe, Cu, Ni, Zn, Pb, Al, Co, Cd, Sb, Hg og andre som faller inn i avløpsvann på grunn av oppløsningen av forbindelsene deres av syrer,

Cyanid er hovedforurensningen i gullgruvefabrikker og fabrikker som bruker cyanidsmelte som flotasjonsreagens,

Fluorider, hvis flotasjonsreagensene er NaF, NaSiF6,

Petroleumsprodukter, oftest parafin, flotasjonsmiddel ved anrikning av kull, svovel, Cu-Mo, Mo-W malmB

Fenoler, som flotasjonsmidler, xanthater og ditiofosfater er flotasjonsmidler med en ubehagelig lukt.

Grunnleggende (berikelse) prosesser

Grunnleggende (konsentrasjons) prosesser er designet for å separere de opprinnelige mineralråvarene med åpnede eller eksponerte korn av den nyttige komponenten i de tilsvarende produktene. Som et resultat av hovedprosessene isoleres nyttige komponenter i form av konsentrater, og steinmineraler fjernes som avfall, som sendes til en dump. I anrikningsprosesser brukes forskjellene mellom mineraler av nyttekomponenten og gråberg i tetthet, magnetisk følsomhet, fuktbarhet, elektrisk ledningsevne, størrelse, kornform, kjemiske egenskaper osv.

Forskjeller i tettheten av mineralkorn brukes til å utnytte mineraler ved hjelp av gravitasjonsmetoden. Det er mye brukt til å utnytte kull, malm og ikke-metalliske råvarer.

Magnetisk anrikning av mineraler er basert på ulik påvirkning magnetfelt på mineralpartikler med ulik magnetisk følsomhet og på virkningen av coerisk kraft. Jern, mangan, titan, wolfram og andre malmer anrikes ved hjelp av magnetiske separatorer. I tillegg brukes denne metoden til å isolere jernholdige urenheter fra grafitt, talkum og andre mineraler og bruke dem til regenerering av magnetittsuspensjoner.

Forskjeller i fuktbarheten til komponenter med vann brukes til anrikning av mineraler ved flotasjon. En spesiell egenskap ved flotasjonsmetoden er evnen til individuelt å regulere fuktighet og separere veldig fine mineralkorn. Takket være disse funksjonene er flotasjonsmetoden en av de mest universelle den brukes til anrikning av en rekke fint spredte mineraler.

Forskjeller i fuktbarheten til komponenter brukes også i en rekke spesielle prosesser for nyttiggjøring av hydrofobe mineraler - i oljeagglomerasjon, oljegranulering, polymer (latex) og oljeflokkulering.

Mineraler hvis komponenter har forskjeller i elektrisk ledningsevne eller har evnen, under påvirkning av visse faktorer, til å tilegne seg forskjellige verdier og tegn elektriske ladninger, kan berikes ved elektrisk separasjon. Slike mineraler inkluderer apatitt, wolfram, tinn og andre malmer.

Forskjeller i formen på kornene og friksjonskoeffisienten gjør det mulig å skille flate, skjellende glimmerpartikler eller fibrøse asbesttilslag fra steinpartikler som har en avrundet form. Når du beveger deg langs et skråplan, glir fibrøse og flate partikler, og avrundede korn ruller ned. Den rullende friksjonskoeffisienten er alltid mindre enn den glidende friksjonskoeffisienten, så flate og runde partikler beveger seg langs et skråplan med forskjellige hastigheter og langs forskjellige baner, noe som skaper forhold for deres separasjon.

Forskjeller i de optiske egenskapene til komponenter brukes til anrikning av mineraler ved fotometrisk separasjon. Denne metoden brukes til å mekanisk separere malmkorn som har forskjellige farger og glans (for eksempel separering av diamantkorn fra gråbergkorn).

Forskjellene i klebe- og sorpsjonsegenskapene til mineraler av den nyttige komponenten og gråberg ligger til grunn for lim- og sorpsjonsmetodene for gullanrikning og limberikelse av diamanter (metoder tilhører spesielle anrikningsmetoder).

De forskjellige egenskapene til mineralkomponenter for å samhandle med kjemiske reagenser, bakterier og (eller) deres metabolitter bestemmer driftsprinsippet for kjemisk og bakteriell utlekking av en rekke mineraler (gull, kobber, nikkel).

Ulike løseligheter av mineraler ligger til grunn for moderne komplekse (kombinerte) prosesser som "ekstraksjon og anrikning" (borehullsoppløsning av salter med ytterligere fordampning av løsningen).

Bruken av en eller annen anrikningsmetode avhenger av mineralsammensetning mineraler, fysiske og kjemiske egenskaper til de separerte komponentene.

Når man ser på kommersielt verdifulle mineraler, oppstår spørsmålet med rette om hvordan et så attraktivt smykke kan lages av primærmalm eller fossil. Spesielt med tanke på at steinbearbeiding som sådan representerer, om ikke en av de endelige, så i det minste en foredlingsprosess som går forut for sluttfasen. Svaret på spørsmålet vil være anrikning, hvor grunnleggende prosessering av bergarten skjer, som involverer separering av verdifulle mineraler fra tomme medier.

Generell anrikningsteknologi

Bearbeiding av verdifulle mineraler utføres ved spesielle anrikningsanlegg. Prosessen innebærer å utføre flere operasjoner, inkludert klargjøring, direkte spalting og separering av berg med urenheter. Ved anrikning oppnås ulike mineraler, blant annet grafitt, asbest, wolfram, malmmaterialer osv. Dette trenger ikke nødvendigvis være verdifulle bergarter – det er mange fabrikker som behandler råvarer, som senere brukes i konstruksjonen. På en eller annen måte er det grunnleggende om mineralbehandling basert på en analyse av egenskapene til mineraler, som også bestemmer prinsippene for separasjon. Forresten, behovet for å kutte av forskjellige strukturer oppstår ikke bare for å oppnå ett rent mineral. Det er vanlig praksis at flere verdifulle raser avles fra én struktur.

Steinknusing

På dette stadiet blir materialet knust til individuelle partikler. Knuseprosessen innebærer mekaniske krefter, ved hjelp av hvilken de interne clutchmekanismene overvinnes.

Som et resultat deles bergarten i små faste partikler som har en homogen struktur. Det er verdt å skille mellom direkte knusing og slipeteknikker. I det første tilfellet gjennomgår mineralråmaterialet en mindre dyp separasjon av strukturen, hvor det dannes partikler med en brøkdel på mer enn 5 mm. I sin tur sikrer sliping dannelsen av elementer med en diameter på mindre enn 5 mm, selv om denne indikatoren avhenger av hva slags stein du har å gjøre med. I begge tilfeller er målet å maksimere kornsplittingen nyttig stoff slik at en ren komponent frigjøres uten blanding, det vil si gråberg, urenheter o.l.

Screeningsprosess

Etter at knuseprosessen er fullført, utsettes de høstede råvarene for en annen teknologisk påvirkning, som enten kan være sikting eller forvitring. Siling er i hovedsak en metode for å klassifisere de resulterende kornene i henhold til deres størrelsesegenskaper. Tradisjonell måte Gjennomføringen av dette stadiet innebærer bruk av en sikt og en sikt, utstyrt med evnen til å kalibrere cellene. Under silingsprosessen separeres over-grid og under-grid partikler. På en eller annen måte begynner anrikningen av mineraler på dette stadiet, siden noen av urenhetene og blandingene separeres. Små fraksjoner mindre enn 1 mm store siles ut vha luftmiljø- forvitring. Massen, som minner om fin sand, løftes opp av kunstige luftstrømmer og legger seg deretter.

Deretter skilles partikler som legger seg langsommere fra svært små støvelementer som henger i luften. For videre innsamling av derivatene fra slik screening brukes vann.

Anrikningsprosesser

Anrikningsprosessen tar sikte på å skille mineralpartikler fra råstoffet. Under slike prosedyrer blir flere grupper av elementer isolert - nyttig konsentrat, avfallsavfall og andre produkter. Prinsippet for å separere disse partiklene er basert på forskjellene mellom egenskapene til nyttige mineraler og gråberg. Slike egenskaper kan være følgende: tetthet, fuktbarhet, magnetisk følsomhet, størrelse, elektrisk ledningsevne, form osv. Anrikningsprosesser som bruker forskjeller i tetthet bruker altså gravitasjonsseparasjonsmetoder. Denne tilnærmingen brukes for malm og ikke-metalliske råvarer. Anrikning basert på fuktbarhetsegenskapene til komponentene er også svært vanlig. I dette tilfellet brukes flotasjonsmetoden, en funksjon som er evnen til å skille fine korn.

Det benyttes også magnetisk anrikning av mineraler som gjør det mulig å skille jernholdige urenheter fra talkum og grafittmedier, samt å rense wolfram, titan, jern og andre malmer. Denne teknikken er basert på forskjellen i effekten av magnetfeltet på fossile partikler. Utstyret som brukes er spesielle separatorer, som også brukes til utvinning av magnetittsuspensjoner.

Siste stadier av berikelse

Hovedprosessene i dette stadiet inkluderer dehydrering, massefortykning og tørking av de resulterende partiklene. Valget av utstyr for dehydrering er basert på mineralets kjemiske og fysiske egenskaper. Som oftest, denne prosedyren utført i flere økter. Behovet for implementering av den oppstår imidlertid ikke alltid. For eksempel, hvis elektrisk separasjon ble brukt i anrikningsprosessen, er avvanning ikke nødvendig. I tillegg til å tilberede anrikningsproduktet for videre prosesser prosessering, må det sørges for en hensiktsmessig infrastruktur for håndtering av mineralpartikler. Spesielt organiserer fabrikken passende produksjonstjenester. Intrabutikk kjøretøy, tilførsel av vann, varme og elektrisitet er organisert.

Anrikningsutstyr

På slipe- og knusestadiet brukes spesielle installasjoner. Dette er mekaniske enheter som ved hjelp av ulike drivkrefter virker ødeleggende på fjellet. Deretter, i sikteprosessen, brukes en sikt og en sikt, der muligheten for kalibrering av hullene er gitt. Mer komplekse maskiner kalt skjermer brukes også til sikting. Direkte berikelse utføres av elektriske, gravitasjons- og magnetiske separatorer, som brukes i samsvar med det spesifikke prinsippet om strukturseparasjon. Etter dette brukes dreneringsteknologier for avvanning, i implementeringen av hvilke de samme skjermene, heiser, sentrifuger og filtreringsanordninger kan brukes. Den siste fasen innebærer som regel bruk av midler varmebehandling og tørking.

Avfall fra anrikningsprosessen

Som et resultat av anrikningsprosessen dannes det flere kategorier av produkter, som kan deles inn i to typer - nyttig konsentrat og avfall. Dessuten trenger ikke et verdifullt stoff nødvendigvis representere den samme bergarten. Det kan heller ikke sies at avfall er unødvendig materiale. Slike produkter kan inneholde verdifullt konsentrat, men i minimale mengder. Samtidig er ytterligere anrikning av mineraler som er i avfallsstrukturen ofte ikke teknologisk og økonomisk begrunnet, så sekundære prosesser for slik behandling utføres sjelden.

Optimal berikelse

Avhengig av anrikningsforholdene, egenskapene til utgangsmaterialet og selve metoden, kan kvaliteten på sluttproduktet variere. Jo høyere innhold av verdifulle komponenter og jo færre urenheter i det, jo bedre. Ideell malmfornyelse innebærer for eksempel fullstendig fravær avfall i produktet. Dette betyr at i ferd med å anrike blandingen oppnådd ved knusing og sikting, fra total masse ruskpartikler fra gråbergarter ble fullstendig eliminert. Det er imidlertid ikke alltid mulig å oppnå en slik effekt.

Delvis nyttiggjøring av mineraler

Delvis anrikning refererer til separasjon av fossilets størrelsesklasse eller avskjæring av en lett separert del av urenhetene fra produktet. Det vil si at denne prosedyren ikke tar sikte på å rense produktet fullstendig fra urenheter og avfall, men øker bare verdien av kildematerialet ved å øke konsentrasjonen av nyttige partikler. Slik bearbeiding av mineralske råvarer kan for eksempel brukes til å redusere askeinnholdet i kull. Under anrikningsprosessen blir en stor klasse av grunnstoffer isolert ved ytterligere blanding av konsentratet av uanriket sikting med finfraksjonen.

Problemet med tap av verdifull stein under anrikning

På samme måte som unødvendige urenheter forblir i massen av det nyttige kraftfôret, kan den verdifulle bergarten fjernes sammen med avfallet. For å gjøre rede for slike tap bruker vi spesielle midler, slik at du kan beregne tillatt nivå disse for hver av de teknologiske prosessene. Det vil si at det utvikles individuelle standarder for akseptable tap for alle separasjonsmetoder. Den akseptable prosentandelen er tatt i betraktning i balansen av bearbeidede produkter for å dekke avvik i beregningen av fuktighetskoeffisienten og mekaniske tap. Slik regnskapsføring er spesielt viktig dersom det planlegges malmutvinning, hvor det brukes dyp knusing. Følgelig øker risikoen for å miste verdifullt kraftfôr. Og likevel, i de fleste tilfeller, oppstår tapet av nyttig stein på grunn av brudd i den teknologiske prosessen.

Konklusjon

Bak I det siste teknologier for anrikning av verdifulle bergarter har tatt et merkbart skritt i utviklingen. Både individuelle behandlingsprosesser og generelle separasjonsordninger blir forbedret. En av de lovende retningene for videre fremgang er bruken av kombinerte prosesseringsordninger som forbedrer kvalitetsegenskapene til konsentrater. Spesielt er magnetiske separatorer kombinert, noe som resulterer i en optimalisert anrikningsprosess. Nye teknikker av denne typen inkluderer magnetohydrodynamisk og magnetohydrostatisk separasjon. Samtidig er det også en generell tendens til forringelse av malmbergarter, som ikke kan annet enn å påvirke kvaliteten på det resulterende produktet. En økning i nivået av urenheter kan bekjempes ved aktiv bruk av delvis anrikning, men generelt sett gjør en økning i behandlingsøkter teknologien ineffektiv.