Принципи збагачення сировини - промислова екологія

Важливе техніко-економічне значення в раціональній переробці сировини має використання концентрованого сировини, збагаченого корисними компонентами. Застосування концентрованого сировини знижує вартість подальшої хімічної переробки і, отже, вартість продукту виробництва і підвищує його якість. Така сировина сприяє інтенсифікації технологічного процесу і економії палива. Витрати на транспортування сировини до місця переробки знижуються пропорційно концентрації цінних компонентів.

Концентрований сировину отримують його збагаченням. У процесі збагачення відокремлюють цінні компоненти від домішок, використовуючи відмінності в їх фізичних, фізико-хімічних і хімічних властивостях, а також поділяють на компоненти складні суміші, поліметалічні руди. Методи збагачення різноманітні і принципово різні для твердого, рідкого та
газоподібної сировини.

Тверде мінеральну сировину попередньо подрібнюють, далі подрібнена маса надходить на збагачення, в результаті якого отримують концентрат (фракція, збагачена корисними компонентами) і пусту породу - хвости. Для твердого сировини найчастіше застосовують механічні способи збагачення - розсіювання (просівання), гравітаційне розділення, електромагнітну і електростатичну сепарацію, а також фізико - хімічний метод - флотацію.

Розсіювання (просівання) застосовують для розділення твердої породи, що містить мінерали різної міцності і утворює при подрібненні зерна різної величини. При послідовному пропущенні подрібненої сировини через грохоти - металеві сита з отворами різних розмірів - відбувається поділ на фракції, збагачені певним мінералом.

Гравітаційне збагачення (мокре і сухе) засновано на різній швидкості падіння частинок подрібненого матеріалу різної щільності і величини в потоці рідини або газу або на дії відцентрової сили. Найчастіше проводять мокре збагачення в потоці води. Відцентрове прискорення в гидроциклонах у багато разів вище прискорення при осадженні частинок, тому вони дають більш високу продуктивність, ніж осаджувальних камери; відповідно менше їх габарити. Гравітаційні способи застосовують для збагачення сировини в виробництвах мінеральних солей, силікатних матеріалів, в металургії а також при збагаченні вугілля.

Електромагнітне і електростатичне збагачення засноване на відмінностях в магнітної проникності або в електричної провідності компонентів сировини. Ці способи застосовують для відділення магнітовоспріімчівих частин від немагнітних і електропровідних від діелектриків.

Флотація - широко поширений спосіб збагачення, що застосовується для поділу поліметалічних сульфідних руд, збагачення кам'яного вугілля і багатьох інших мінералів. Флотація заснована на різниці в змочуваності водою і прилипании частинок збагачуваної мінералу до бульбашок пропускається через пульпу повітря. Щільність агрегату мінерал - повітря менше, ніж щільність того ж обсягу пульпи, тому він спливає на поверхню. Більшість мінералів природних руд мало відрізняються по смачиваемости один від одного. Для їх поділу необхідно створити умови неоднаковою змочуваності водою окремих компонентів породи, для чого застосовують різноманітні хімічні сполуки - флотаційні
реагенти.

Термічне збагачення твердого сировини грунтується на відмінності в плавкости компонентів сировини. Наприклад, нагріванням серосодержащей породи відокремлюють легкоплавкую рідку сірку від порожньої породи, що складається з більш тугоплавких вапняків, гіпсу та ін.

Хімічне збагачення грунтується на відмінності у взаємодії компонентів сировини з хімічними реагентами з подальшим виділенням утворився з'єднання осадженням, випаровуванням, плавленням і т. П.

Для виділення цінних компонентів з рідин часто застосовують екстракцію - виборче розчинення їх в органічних розчинниках. При подальшої регенерації екстрагента виділяють одночасно і поглинені речовини.

Газові суміші розділяють, використовуючи відмінності компонентів суміші в температурах кипіння, розчинності та інших властивостях. Різні температури кипіння дають можливість при стисненні і сильному охолодженні послідовно конденсувати окремі компоненти. Так, з коксового газу, що містить 53-60% Н2, отримують газоподібний водень, послідовно конденсируя і відокремлюючи містяться в газі вуглеводні, оксид вуглецю, кисень і азот. В інших випадках газову суміш зріджують і потім розділяють на компоненти перегонкою в ректифікаційних колонах.

Широке поширення в промисловості для розділення газових сумішей знаходять методи сорбції - виборче поглинання компонентів суміші рідкими (абсорбція) або твердими (адсорбція) речовинами. Заклопотані компоненти виділяють (процес десорбції) нагріванням, обробкою водяною парою і т. П.