Лекції з предметів «переробка і збагачення корисних копалин» та «збагачення руд»
Навоїйського ГІРНИЧО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ
Навоїйського ДЕРЖАВНИЙ ГІРНИЧИЙ ІНСТИТУТ
Збірник лекції з предметів:
«Переробка і збагачення корисних копалин»
і «Збагачення руд»
Курс «Збагачення і переробка корисних копалин» та «Збагачення руд», що вивчають процеси дроблення, подрібнення, методи збагачення, зневоднення твердих частинок і т.д. є навчальними дисциплінами, прийнятими для бакалаврів спеціальностей «Металургія» і «Гірнича справа».
Даний збірник лекцій містить 18 лекцій, що становить 36 лекційних годин, передбачений програмою. В курсі лекцій викладені теоретичні основи, апаратурнеоформлення підготовчих і основних процесів збагачення (гравітаційних, флотаційних, магнітних і електричних).
Курс лекцій з предмету: «Збагачення і переробка корисних копалин», призначений для студентів бакалаврату за напрямками 5520400 «Металургія», 5540200 «Гірнича справа», 5521400 «Гірнича електромеханіка, 5140900« Педагогічна освіта »(« Гірнича справа »), і є відмінним помічником, при вивченні даного предмета. В даному джерелі зібрана найбільш повна інформація по процесах і методів збагачення, необхідна при вивченні курсу.
Вступ. Значення і роль збагачення при використанні різних ПІ ... 6
Класифікація процесів збагачення ............................................. ..14
ВЕДЕННЯ. ЗНАЧЕННЯ І РОЛЬ ЗБАГАЧЕННЯ ПІД ЧАС ВИКОРИСТАННЯ РІЗНИХ корисних копалин.
Мета: Отримання студентами початкових навичок в термінах і назвах, а так само в значенні самого предмета і його цінності в практичному застосуванні.
план:
Основні терміни предмета і їх значення.
Загальні відомості про рудах і мінералах кольорових і рідкісних металів.
Підрозділи і угруповання руд.
Характеристика Родовищ. Концентрати, промпродукти, хвости.
Значення і роль збагачувальних фабрик при використанні корисних копалин.
Розвиток економічної стабільності країни є розвиток сучасних технологій і техніки різних галузей промисловості, в тому числі збагачення корисних копалин.
Джерелом отримання металів, багатьох видів сировини, палива, а так само будівельних матеріалів є корисні копалини.
Корисні копалини в залежності від характеру і призначення цінних компонентів прийнято поділяти на: рудні, нерудні і горючі.
Рудами називають корисні копалини, які містять цінні компоненти в кількості, достатній для того, щоб їх вилучення при сучасному стані технології і техніки було економічно вигідним. Руди діляться на металеві і неметалеві.
До металевих відносяться руди, які є сировиною для отримання чорних, кольорових, рідкісних, дорогоцінних та інших металів.
До неметаллическим - азбестові, баритові, апатитові, фосфоритові, графітові, тальку і інші.
До нерудних відноситься сировина для виробництва будівельних матеріалів (пісок, глина, гравій, будівельний камінь, цементна сировина та інші).
До пальним відносяться викопне тверде паливо, нафта та природний горючий газ.
Цінними компонентами називаються окремі хімічні елементи або мінерали, що входять до складу корисної копалини, яка представляє інтерес ля їх подальшого використання.
Корисними домішками називають окремі хімічні елементи або їх природні сполуки, які входять до складу корисної копалини в невеликих кількостях і можуть бути виділені і використані спільно з основним цінним компонентом, покращуючи його якість. Наприклад: корисними домішками в залізних рудах є хром, вольфрам, ванадій, марганець та інші.
Супутніми компонентами називаються цінні хімічні елементи і окремі мінерали, що містяться в корисних копалин в порівняно невеликих кількостях, що виділяються при збагаченні попутно в самостійний або комплексний продукт спільно з основним цінним компонентом, і витягають із нього в подальшому в процесі металургійної плавки або хімічної переробки. Наприклад: в деяких рудах кольорових металів супутніми є золото, срібло, молібден і інші.
Шкідливими домішками називають окремі домішки і елементи, або природні хімічні сполуки, що містяться в корисних копалин і роблять негативний вплив в корисних копалин на якість видобутих цінних компонентів.
2. За складом руди бувають прості (корисний компонент представлений одним мінералом) і складні (корисний компонент представлений різними за властивостями мінералами).
Руди, що містять один цінний компонент, називаються монометалічні, руди, що містять два або кілька цінних компонента, відповідно біметалічними іполіметалліческімі.
Мінерали, що не містять цінних компонентів, називають порожньою породою. При збагаченні вони видаляються в відходи (хвости) спільно з шкідливими домішками.
В результаті збагачення основні складові компоненти корисної копалини можуть виділятися у вигляді самостійних продуктів: концентратів (одного або декількох) і хвостів. Крім того, в процесі збагачення з корисної копалини можуть виділятися так само проміжні продукти.
Руда - це така порода, з якої на даному етапі розвитку техніки економічно вигідно видобувати цінні компоненти. Руда складається з окремих мінералів; ті з них, які треба витягти, називають цінними (корисними), а ті, які в даному випадку не використовуються, є мінералами вміщає (порожній) породи.
Однак поняття «порожня порода» умовно. У міру розвитку техніки збагачення і способів подальшої переробки отримують-мих при збагаченні продуктів мінерали порожньої породи, утримуючи-щіеся в руді, стають корисними. Так, в апатітонефелінових ру-де нефелин довгий час був мінералом порожньої породи, але по-сле того як була розроблена технологія отримання глинозему з нефелінових концентратів, він став корисним компонентом.
За мінеральним складом руди підрозділяються на Самородов-ні, сульфідні, окісленниеісмешанние.
Руди також поділяються на монометалічні і поліметалічні.
За змістом металу руди бувають багаті, бідні і за-балансові (дуже бідні, непромислові). Для різних руд ці поняття різні. При однаковому вмісті металу, наприклад 0,2. 0,3% молибденовую руду вважають багатою, а цинкову і свин-цовую - бідною.
Розрізняють також руди вкраплені і суцільні. У вкрап-ленних рудах зерна цінних мінералів розподілені в масі вме-щающую породи. Суцільні руди (колчеданні) складаються на 50. 100% з сульфідів, головним чином піриту (сірчаного колчеда-на) і невеликої кількості мінералів породи, що вміщає.
За розміром вкраплень зерен корисних мінералів руди бувають крупновкрапленние (> 2 мм), мелковкрапленние (0,2. 2 мм), тонковкрапленние (1 літію та берилію, а також шпати, - альбіт NaAlSiзО8 і микроклин КАlSi3 О8. - основні мінерали вміщає породи ( в середовищ-ньому 60%).
До карбонату відносяться мінерали, що містять вуглекислоту: кальцит СаСОз (мінерал вміщає породи), церуссит РbСО3.
3. Родовища промислових руд за характером происхожде-ня бувають корінними і розсипними. Корінними називають руди, що залягають в місці початкового освіти і розташовані всередині загального масиву гірських порід. Ці руди після видобутку з шахти або з відкритого рудника вимагають пред-ньо перед збагаченням дроблення і подрібнення. Цінні мінерали і мінерали порожньої породи в таких рудах знаходяться в тісній асоціації між собою.
Розсипами називають вторинні родовища, освітньої-вшіеся в результаті руйнування руд первинних корінних місце-народжень і вторинного відкладення матеріалу з первинних руд. У розсипах мінерали зазнали дуже серйозних змін за хімічним складом і фізичними властивостями. Всі мінерали і великі шматки руди піддалися руйнуванню водними пото-ками, вивітрювання, змін температури, впливу хи-вів з'єднань і т. П.
Річковими водними потоками або хвилями моря і океану шматки руди і мінерали зазвичай переносяться на великі відстані. Перекочуючись, вони приймають округлу форму. Сульфіди при цьому руйнуються і в родовищах повністю відсутні, а несульфідние важкорозчинні мінерали звільняються від зростків з мінералами порожньої породи (пісок, галечник). Тому руди розсипних родовищ не беруть під дроблю-нию і подрібнення, і процеси збагачення їх значно простіше і дешевше.
За допомогою збагачення видаляють шкідливі домішки з концентратів, що надходять на металургійний завод, що утрудняють процеси плавки і погіршують якість одержуваних металів. Видалення шкідливих домішок дозволяє значно поліпшити техніко-економічні показники металургійних процесів. Наприклад, шкідливоюдомішкою в свинцевому концентраті є цинк. Підвищення змісту його в свинцевому концентраті з 10 до 20% збільшує втрати свинцю при плавці майже в 2 рази. У процесі збагачення руди отримують концентрати (один або кілька), відвальні хвости і проміжні продукти.
Хвости - продукти, в яких зосереджена основна кількість порожньої породи, шкідливих домішок і невелика (залишкова) кількість корисного компонента.
Збагаченням корисних копалин називають сукупність процесів первинної обробки мінеральної сировини з надр, в результаті яких відбувається відділення корисних компонентів (мінералів) від порожньої породи.
Результати збагачення оцінюються декількома показате-лями і перш за все повнотою вилучення цінних компонентів і якістю одержуваних концентратів.
Витяганням називається відношення кількості по-корисного компонента, перекладеного в концентрат, до його коли-кість в руді, виражене у відсотках. Витяг характеризує повноту перекладу корисного компонента з руди в концентрат і є одним з найважливіших технологічних показників роботи збагачувальної фабрики.
Виходом називається відношення маси будь-якого про-дукт збагачення до маси переробленої руди, вираженою у відсотках.
4. З руд кольорових і рідкісних металів, зазвичай містять дуже невеликий відсоток корисного мінералу, виплавляти метал без попереднього збагачення економічно невигідно, а часто і практично неможливо. Тому більше 95% видобутих руд піддаються збагаченню.
Збагаченням руд називається сукупність-ність процесів первинної обробки мі-ральним сировини, що мають на меті відділень-ня всіх корисних мінералів (а при необ-хідності і їх взаємне поділ) від порожньої породи. В результаті збагачення отримують один або кілька багатих концентратів і відвальні хвости. Концентрат містить в десятки, іноді і в сотні разів більше корисного мінералу в порівнянні рудою. Він придатний для металургійної переробки або може служити сировиною для інших галузей промисловості. Відвальні хвости містять головним чином мінерали порожньої породи, які при даних техніко-економічних умовах витягувати недоцільно або ж в цих мінералах немає по-требности.
Необхідність процесів збагачення корисних копалин підтверджується залежністю техніко-економічних показате-лей металургійної переробки від вмісту металу в сировину, що надходить в плавку.
Ще більший економічний ефект виходить при збагаченні бідних руд, що містять рідкісні та інші дорогі метали (молібден, олово, тантал, ніобій та ін.).
Значення збагачення корисних копалин обумовлюється тим, що:
по-перше - у багатьох випадках лише після нього стають можливими багато технологічних процесів (металургійні, хімічні та інші);
по-друге - переробка збагачуваної продукту здійснюється з великим економічним ефектом, ніж природного: зменшується обсяг матеріалу, що переробляється, поліпшується якість готової продукції, скорочуються втрати цінного компонента з відходами виробництва і витрати на транспортування сировини, підвищується продуктивність праці, знижуються витрати палива, електроенергії і т. д.
Технологія збагачення корисних копалин складається з ряду послідовних операцій, що здійснюються на збагачувальних фабриках.
Технологічна схема включає відомості про послідовність технологічних операцій по переробки корисних копалин на збагачувальній фабриці.
Джерелом видобутку кольорових і рідкісних металів є родовища руд або корисних копалин, що містять один або кілька кольорових або рідкісних металів, представлених відповідними мінералами в поєднанні з мінералами порожньої породи.
У дуже рідкісних випадках зустрічаються в земній корі Самородов-ні елементи (мідь, золото, срібло і сірка). Зазвичай вони утворюють різні хімічні сполуки - мінерали, які є есте-чими продуктами процесів, що відбуваються в земній корі. Самородні елементи зустрічаються головним чином в твердому стані і є зерна, що мають кристалічну або аморфну будову.
Корисні копалини - це природні міні-ральних речовини, які при даному рівні і стан тих-ники можуть бути з достатньою ефективністю використані в народному господарстві в природному вигляді або після предваритель-ної обробки.
Копалини, видобуті з надр землі, бувають твердими (руда, вугілля, торф), рідкими (нафта) і газоподібними (природ-ні гази).
За речовинним складом металеві корисні ископа-ються поділяються на руди чорних, кольорових, ред-ких, благородних і радіоактивних металів.
За мінеральним складом руди підрозділяються на само-рідні, сульфідні, окислені і сме-змішані.
Концентрати і хвости є остаточними продуктами, а проміжні продукти - оборотними. Якість кон-тів, які видаються збагачувальними фабриками, має відповідати вимогам, визначеним ГОСТами або технічними умо-виями.
З руд кольорових і рідкісних металів, зазвичай містять дуже невеликий відсоток корисного мінералу, виплавляти метал без попереднього збагачення економічно невигідно, а часто і практично неможливо. Тому більше 95% видобутих руд піддаються збагаченню.
Контрольні питання:
На які групи поділяються корисні копалини?
Що таке руда і які руди відносять до металевих, неметалевих, нерудних, пальним?
Що називають цінними компонентами, корисними домішками, супутніми компонентами, шкідливими домішками?
Основне значення збагачення корисних копалин і збагачувальних фабрик.
5. На які складові діляться руди?
Що називають концентратом, промпродуктов і хвостами?
Що таке збагачення корисних копалин?
Як характеризуються родовища?
Які основні показники економічної вигоди збагачення корисних копалин?