Informații generale
În timpul îmbogățirii, este posibil să se obțină atât produse finale comerciale (calcar, azbest, grafit, etc.) cât și concentrate adecvate pentru prelucrarea chimică sau metalurgică ulterioară. Beneficiul este cea mai importantă legătură intermediară între extracția mineralelor și utilizarea substanțelor extrase. Teoria îmbogățirii se bazează pe analiza proprietăților mineralelor și a interacțiunii lor în procesele de separare – mineralurgie.
Îmbogățirea vă permite să creșteți semnificativ concentrația de componente valoroase. Conținutul de metale neferoase importante - cupru, plumb, zinc - în minereuri este de 0,3-2%, iar în concentratele acestora - 20-70%. Concentrația de molibden crește de la 0,1-0,05% la 47-50%, wolfram - de la 0,1-0,2% la 45-65%, conținutul de cenușă al cărbunelui scade de la 25-35% la 2-15%. Sarcina de îmbogățire include și îndepărtarea impurităților minerale dăunătoare (arsen, sulf, siliciu etc.). Recuperarea componentelor valoroase în concentrat în timpul proceselor de îmbogățire variază de la 60 la 95%.
Operatiile de prelucrare la care este supus masa de roca la o instalatie de prelucrare se impart in: de baza (operatii de prelucrare); pregătitoare și auxiliare.
Toate metodele de îmbogățire existente se bazează pe diferențe fizice sau fizice proprietăți chimice componentele individuale ale mineralului. Există, de exemplu, metode gravitaționale, magnetice, electrice, de flotație, bacteriene și alte metode de îmbogățire.
Efectul tehnologic al îmbogățirii
Îmbogățirea preliminară a mineralelor permite:
- creșterea rezervelor industriale de materii prime minerale prin utilizarea zăcămintelor de resurse minerale sărace cu un conținut scăzut de componente utile;
- creșterea productivității muncii la întreprinderile miniere și reducerea costului minereului extras prin mecanizarea operațiunilor miniere și extragerea continuă a mineralelor în locul celor selective;
- creșterea indicatorilor tehnico-economici ai întreprinderilor metalurgice și chimice la prelucrarea materiilor prime îmbogățite prin reducerea costurilor cu combustibilul, electricitatea, fluxurile, reactivii chimici, îmbunătățirea calității produselor finite și reducerea pierderilor de componente utile cu deșeuri;
- efectuați utilizarea integrată a mineralelor, deoarece îmbogățirea preliminară face posibilă extragerea din acestea nu numai a principalelor componente utile, ci și a celor însoțitoare, care sunt conținute în cantități mici;
- reducerea costurilor de transport a produselor miniere către consumatori prin transportul de produse mai bogate, și nu întregul volum de masă de rocă extrasă care conține minerale;
- izola impuritățile dăunătoare din materiile prime minerale, care, în timpul prelucrării ulterioare, pot deteriora calitatea produsului final, pot polua mediul și amenința sănătatea umană.
Prelucrarea mineralelor se realizează la fabricile de prelucrare, care astăzi sunt întreprinderi puternice, foarte mecanizate, cu procese tehnologice complexe.
Clasificarea proceselor de îmbogățire
Prelucrarea mineralelor la uzinele de prelucrare include o serie de operațiuni succesive, în urma cărora se realizează separarea componentelor utile de impurități. În funcție de scopul lor, procesele de prelucrare a mineralelor sunt împărțite în pregătitoare, principale (concentrație) și auxiliare (finale).
Procese pregătitoare
Procesele pregătitoare sunt concepute pentru a deschide sau deschide boabele componentelor utile (minerale) care alcătuiesc mineralul și împărțirea acestuia în clase de mărime care satisfac cerințele tehnologice ale proceselor de îmbogățire ulterioare. Procesele pregătitoare includ zdrobirea, măcinarea, cernuirea și clasificarea.
Zdrobirea și măcinarea
Zdrobirea și măcinarea- procesul de distrugere și reducere a dimensiunii bucăților de materii prime minerale (resurse minerale) sub influența forțelor externe mecanice, termice, electrice care vizează depășirea forțe interne aderență care leagă particulele unui corp solid între ele.
Conform fizicii procesului, nu există nicio diferență fundamentală între zdrobire și măcinare. Este convențional acceptat că zdrobirea produce particule mai mari de 5 mm, iar măcinarea produce particule mai mici de 5 mm. Dimensiunea celor mai mari boabe la care este necesar să zdrobiți sau să măcinați un mineral atunci când îl pregătiți pentru îmbogățire depinde de dimensiunea incluziunilor principalelor componente care alcătuiesc mineralul și de capacitățile tehnice ale echipamentului pe care acesta se presupune a fi realizat. următoarea operație prelucrarea produsului zdrobit (zdrobit).
Deschiderea boabelor componentelor utile - zdrobirea și/sau măcinarea agregatelor până la eliberarea completă a boabelor componentei utile și obținerea unui amestec mecanic de boabe a componentei utile și roca sterilă (amestecată). Deschiderea boabelor componentelor utile - zdrobirea și/sau măcinarea agregatelor până când o parte din suprafața componentei utile este eliberată, ceea ce oferă acces la reactiv.
Zdrobirea se realizează în instalații speciale de concasare. Zdrobirea este procesul de distrugere solide cu reducerea dimensiunii pieselor la o dimensiune dată, prin acțiunea forțelor externe depășind forțele interne de adeziune care leagă particulele de materie solidă.
Screening și clasificare
Screening și clasificare sunt folosite pentru a separa mineralele în produse de diferite dimensiuni - clase de mărime. Cererea se realizează prin dispersarea mineralelor pe site și site cu orificii calibrate în produse mici (sub sită) și mari (supra sită). Screeningul este folosit pentru a separa mineralele după dimensiune pe suprafețele de screening (screening), cu dimensiuni ale găurilor variind de la un milimetru la câteva sute de milimetri.
Cererea este efectuată de mașini speciale - ecrane.
Clasificarea materialului după dimensiune se realizează într-un mediu apos sau aerian și se bazează pe utilizarea diferențelor în ratele de decantare ale particulelor de diferite dimensiuni. Particulele mari se depun mai repede și sunt concentrate în partea inferioară a clasificatorului, particulele mici se depun mai lent și sunt scoase din aparat prin fluxul de apă sau aer. Produsele mari obtinute in timpul clasificarii se numesc nisipuri, iar cele mici se numesc scurgere (pentru clasificarea hidraulica) sau produse fine (pentru clasificarea pneumatica). Clasificarea este utilizată pentru a separa produsele mici și cele fine după dimensiunea granulelor de cel mult 1 mm.
Procese de bază (de îmbogățire).
Procesele de bază (de concentrare) sunt concepute pentru a separa materiile prime minerale inițiale cu boabe deschise sau expuse ale componentului util în produsele corespunzătoare. Ca urmare a proceselor principale, componentele utile sunt izolate sub formă de concentrate, iar mineralele de rocă sunt îndepărtate ca deșeuri, care sunt trimise la o groapă. În procesele de îmbogățire se folosesc diferențele dintre mineralele componentei utile și roca sterilă în densitate, susceptibilitate magnetică, umectare, conductivitate electrică, mărime, forma granulelor, proprietăți chimice etc.
Diferențele de densitate a boabelor minerale sunt utilizate în ameliorarea mineralelor prin metoda gravitațională. Este utilizat pe scară largă în valorificarea cărbunelui, minereurilor și a materiilor prime nemetalice.
Mineralele, ale căror componente au diferențe de conductivitate electrică sau au capacitatea, sub influența anumitor factori, de a dobândi sarcini electrice de mărime și semn diferit, pot fi îmbogățite prin metoda separării electrice. Astfel de minerale includ apatită, wolfram, staniu și alte minereuri.
Îmbogățirea după mărime este utilizată în cazurile în care componentele utile sunt reprezentate de boabe mai mari sau, dimpotrivă, mai mici în comparație cu boabe de rocă sterilă. În plasoare, componentele utile se găsesc sub formă de particule mici, astfel încât separarea claselor mari face posibilă eliminarea unei părți semnificative a impurităților de rocă.
Diferențele de formă a boabelor și coeficientul de frecare fac posibilă separarea particulelor plate, solzoase de mică sau agregatelor fibroase de azbest de particulele de rocă care au o formă rotunjită. Când se deplasează de-a lungul unui plan înclinat, particulele fibroase și plate alunecă, iar boabele rotunjite se rostogolesc în jos. Coeficientul de frecare de rulare este întotdeauna mai mic decât coeficientul de frecare de alunecare, astfel încât particulele plate și rotunde se deplasează de-a lungul unui plan înclinat la viteze diferite și de-a lungul traiectoriilor diferite, ceea ce creează condiții pentru separarea lor.
Diferențele în proprietățile optice ale componentelor sunt utilizate în valorificarea mineralelor prin separare fotometrică. Această metodă realizează separarea mecanică a boabelor având culoare diferităși strălucire (de exemplu, separarea boabelor de diamant de boabele de gangă).
Principalele operațiuni finale sunt îngroșarea celulozei, deshidratarea și uscarea produselor de îmbogățire. Alegerea metodei de deshidratare depinde de caracteristicile materialului care este deshidratat (conținutul inițial de umiditate, dimensiunea particulelor și compoziția mineralogică) și cerințele pentru conținutul final de umiditate. Adesea, conținutul final de umiditate necesar este dificil de atins într-o singură etapă, așa că în practică se folosesc operațiuni de deshidratare pentru unele produse de îmbogățire. căi diferiteîn mai multe etape.
Fundația Wikimedia. 2010.
CURS DE PRELEGERE
| Introducere. Semnificația și rolul îmbogățirii la utilizarea diverșilor IP...6 |
| Clasificarea proceselor de îmbogățire……………………………………..14 |
| Tipuri și scheme de îmbogățire și aplicațiile acestora…………………………………………….21 |
| Procese de screening. Proiectări și principii de funcționare a ecranelor…………..27 |
| Metode și procedee de zdrobire a mineralelor……………..38 |
| Tipuri de concasoare și scheme de zdrobire……………………………………………………….45 |
| Procesul de măcinare. Tipuri și principiul de funcționare al morilor………….58 |
| Clasificarea produselor………………………………………………………70 |
| Proiectarea și principiul de funcționare al clasificatoarelor hidraulice. Proiectarea și principiul de funcționare a clasificatoarelor de aer………74 |
| Metode de îmbogățire gravitațională………………………………………….82 |
| Îmbogățirea în medii grele…………………………………………………….89 |
| Îmbogățirea la mașini de jigging………………………………………………………….99 |
| Îmbogățirea pe tabele de concentrare……………………………………………..110 |
| Metode de îmbogățire prin flotație. Tipuri de reactivi de flotație și utilizarea lor în producție……………………………………………………………………..118 |
| Proiecte și principii de funcționare a mașinilor de flotație………….127 |
| Metode de îmbogățire magnetică………………………………………………………137 |
| Îmbogățirea electrică. Deshidratarea produselor de îmbogățire……..145 |
| Utilizarea diverșilor agenți de îngroșare și principiul funcționării acestora. Echipament mecanic de filtrare………………………………………………………..154 |
| Lista surselor recomandate……………………………………………………168 |
CONDUCERE. SEMNIFICAȚIA ȘI ROLUL ÎMBĂGĂTIRII CÂND SE UTILIZAȚI DIVERSE RESURSE MINERALE.
Scop: Elevii obțin abilități inițiale în termeni și nume, precum și în sensul materiei în sine și valoarea acesteia în aplicarea practică.
Plan:
1.
Termenii de bază ai subiectului și semnificația lor.
2.
Informații generale despre minereuri și minerale din metale neferoase și rare.
Împărțirea și gruparea minereurilor.
3.
Caracteristicile Depozitelor. Concentrate, produse industriale, steril.
4.
Importanța și rolul instalațiilor de prelucrare în utilizarea mineralelor.
Cuvinte cheie: minereu, mineral, minereu monometalic, polimetalic, componentă utilă, componentă valoroasă, concentrat, produs mediu, steril, rocă sterilă, minereuri oxidate, nativ, fin diseminat, sulfură, prelucrare minerală, uzină de procesare, semnificație (socială, economică) .
1. „Principalele direcții de dezvoltare economică și socială ale Republicii Uzbekistan pentru perioada modernă prevăd îmbunătățirea în continuare a tehnologiei de extracție și prelucrare a minereurilor și concentratelor, creșterea complexității utilizării materiilor prime minerale, accelerarea implementării eficiente a procese tehnologice, îmbunătățirea calității și a gamei de produse.
Dezvoltarea stabilității economice a unei țări este dezvoltarea tehnologii moderneși tehnologie pentru diverse industrii, inclusiv prelucrarea mineralelor.
O sursă de metale, multe tipuri de materii prime, combustibil, precum și materiale de construcții sunt minerale.
Minerale În funcție de natura și scopul componentelor valoroase, acestea sunt de obicei împărțite în: minereu, neminereu și combustibil.
Rudami se numesc minerale care conţin componente valoroase în cantităţi suficiente pentru extragerea lor în timpul starea curenta tehnologia și echipamentul au fost rentabile. Minereurile sunt împărțite în metalice și nemetalice.
La metal includ minereurile care sunt materii prime pentru producerea de metale feroase, neferoase, rare, prețioase și alte metale.
La nemetalice – azbest, barit, apatit, fosforit, grafit, talc și altele.
La nemetalice include materii prime pentru producerea materialelor de construcție (nisip, argilă, pietriș, piatră de construcție, materii prime de ciment și altele).
Spre inflamabil includ combustibili solizi fosili, petrol și gaze naturale combustibile.
Componente valoroase sunt numite separate elemente chimice sau minerale care fac parte dintr-un mineral și sunt de interes pentru utilizarea lor ulterioară.
Impurități utile sunt elemente chimice individuale sau compușii lor naturali care fac parte dintr-un mineral în cantități mici și pot fi izolate și utilizate împreună cu principalul component valoros, îmbunătățind calitatea acestuia. De exemplu: impurități utile în minereuri de fier sunt crom, wolfram, vanadiu, mangan și altele.
Componente aferente sunt numite elemente chimice valoroase și minerale individuale conținute în minerale în cantități relativ mici, eliberate în timpul îmbogățirii pe parcurs într-un produs independent sau complex împreună cu componenta principală valoroasă și ulterior extrase din acesta în procesul de topire metalurgică sau de prelucrare chimică. . De exemplu: în unele minereuri de metale neferoase se asociază aur, argint, molibden și altele.
Impurități nocive sunt numite impurități și elemente individuale sau naturale compuși chimici, conținute în minerale și având un impact negativ în minerale asupra calității componentelor valoroase extrase.
2. Compoziția minereului este simplă (componenta benefică este reprezentată de un mineral) și complex (componenta utilă este reprezentată de minerale cu proprietăți diferite).
Se numesc minerale care nu conțin componente valoroase stâncă goală. În timpul îmbogățirii, ele sunt îndepărtate în deșeuri (deșeuri) împreună cu impuritățile dăunătoare.
Ca rezultat al îmbogățirii, componentele principale ale unui mineral pot fi izolate sub formă de produse independente: concentrate (una sau mai multe) și cozi. În plus, în timpul procesului de îmbogățire, din minerale pot fi eliberate și produse intermediare.
Sursele de extracție a metalelor neferoase și rare sunt zăcămintele de minereuri sau minerale care conțin unul sau mai multe metale (componente) valoroase, reprezentate de mineralele corespunzătoare în combinație cu roca gazdă. În cazuri foarte rare, elementele native (cupru, aur, argint) se găsesc în scoarța terestră sub formă de boabe cu structură cristalină sau amorfă. Conținutul de aur și argint din minereu este foarte scăzut, doar câteva grame la 1 tonă de minereu. Pentru 1 g de aur în scoarța terestră există aproximativ 2 tone de rocă.
Minereu - aceasta este o rasă din care în această etapă evoluțiile tehnologice fac ca extragerea componentelor valoroase să fie profitabilă din punct de vedere economic. Minereul este format din minerale individuale; cele dintre ele care trebuie extrase sunt numite valoroase (utile), iar cele care sunt în acest caz, nu sunt folosite, sunt minerale ale rocii gazdă (deșeuri).
Totuși, conceptul "rasa deșeurilor" conditionat. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de îmbogățire și a metodelor de prelucrare ulterioară a produselor obținute în timpul îmbogățirii, mineralele de gangă conținute în minereu devin utile. Astfel, în minereul de apatită nefelină, nefelina a fost un mineral de gangă pentru o lungă perioadă de timp, dar după ce a fost dezvoltată tehnologia de producere a aluminei din concentrate de nefelină, a devenit o componentă utilă.
După compoziția minerală, minereurile sunt împărțite în nativ, sulfurat, oxidat și mixt.
Minereurile sunt, de asemenea, împărțite în monometaliceȘi polimetalice.
Minereurile monometalice conțin un singur metal valoros. Polimetalic - două sau mai multe, de exemplu, Si, Pb, Zn, Fe etc. În natură, minereurile polimetalice se găsesc mult mai des decât minereurile monometalice. Majoritatea minereurilor conțin mai multe metale, dar nu toate au importanță industrială. În legătură cu dezvoltarea tehnologiei de îmbogățire, devine posibilă extragerea acelor metale al căror conținut în minereu este scăzut, dar extracția lor asociată este fezabilă din punct de vedere economic.
Există și minereuri intercalateȘi solid.În minereurile diseminate, boabele de minerale valoroase sunt distribuite în roca gazdă. Minereurile solide (pirite) constau din 50...100% sulfuri, în principal pirita (pirită de sulf) și o cantitate mică de minerale din roca gazdă.
După mărimea diseminării boabelor minerale utile minereurile sunt diseminate grosier (> 2 mm), diseminate fin (0,2...2 mm), diseminate fin (< 0,2 мм) и весьма тонковкрапленные (< 0,02 мм). Последние являются труднообогатимыми рудами.
În funcție de natura originii lor, zăcămintele de minereu industrial pot fi: indigenăȘi liber. Depozitele primare apar în locul formării inițiale. Mineralele valoroase și mineralele de rocă gazdă din aceste minereuri sunt în strânsă asociere unele cu altele.
Placerii sunt depozite secundare formate ca urmare a distrugerii depozitelor primare de rocă de bază și a depunerilor secundare de material din minereurile primare. Depozitele de placer conțin minerale nesulfuroase, puțin solubile, sub formă de boabe rotunjite (rulate). Nu există intercreșteri, ceea ce face procesul de îmbogățire a placerilor mai ușor și mai ieftin.
Scoarța terestră conține aproximativ 4 mii de minerale diferite, care sunt compuși chimici naturali mai mult sau mai puțin stabili. Unele dintre ele, precum cuarțul, feldspații, aluminosilicații, pirita, alcătuiesc cea mai mare parte a scoarței terestre, altele, de exemplu, mineralele Cu, Pb, Zn, Mo, Be, Sn se găsesc în cantități mari doar în anumite zone. - corpurile de minereu, și altele, precum germanitul (mineral de germaniu), greenocchitul (mineral de cadmiu) sunt și mai puțin frecvente, însoțind diferite minerale în minereuri.
Mineralele sulfurate sunt minerale care sunt compuși ai metalelor cu sulf. De exemplu, calcopirita CuP2 este principalul mineral de cupru, sfalerita 2n8 - zinc, molibdenita MoS2 - molibden.
Oxizii includ o parte semnificativă de minerale neferoase și de metale rare, de exemplu, cuprită Cu 2 O, ilmenit FeTiO 3, rutil TiO 2, casiterita SnO 2.
Silicații sunt cei mai mulți grup mare minerale găsite în scoarța terestră. În mantaua superioară a pământului ele constituie până la 92%. Silicații includ cea mai mare parte a mineralelor din roca gazdă (deșeuri) (nepotrivite consumului industrial), precum și minerale de litiu, beriliu, zircon etc. Dintre silicați, cel mai comun este cuarțul SiO 2; poate fi extras într-un produs independent și utilizat în producția de sticlă, cristal și în industria construcțiilor.
Aluminosilicații includ spodumenul LiAlSi 2 O b și berilul Be 3 Al 6 O 18, care sunt principalele minerale în producția de 1 litiu și beriliu, precum și spas - albit NaAlSi3O 8 și microclinul KAlSi 3 O 8 - principalele minerale ale rock gazdă (în medie 60%).
Carbonații includ minerale care conțin dioxid de carbon: calcit CaCO3 (mineral de rocă gazdă), cerusită PbCO 3 .
3. În funcție de natura originii lor, zăcămintele de minereu industrial pot fi fie roci de bază, fie aluvionare. Minereurile indigene sunt cele care apar la locul formării inițiale și sunt situate în masa de rocă generală. Aceste minereuri, după ce au fost extrase dintr-o mină sau dintr-o groapă deschisă, necesită zdrobire și măcinare înainte de valorificare. Mineralele valoroase și mineralele gangue din astfel de minereuri sunt în strânsă asociere unele cu altele.
Placerii sunt zăcăminte secundare formate ca urmare a distrugerii minereurilor din zăcămintele de rocă primară și a depunerilor secundare de material din minereurile primare. În placeri, mineralele au suferit foarte mult schimbari puternice De compoziție chimicăși proprietăți fizice. Toate mineralele și bucățile mari de minereu au fost supuse distrugerii de curgeri de apă, intemperii, schimbări de temperatură, expunere la compuși chimici etc.
Prin curgerile de apă ale râului sau valurile mării și oceanului, bucăți de minereu și minerale sunt de obicei transportate pe distanțe lungi. Pe măsură ce se rostogolesc, capătă o formă rotunjită. În acest caz, sulfurile sunt distruse și sunt complet absente din depozite, iar mineralele nesulfurate puțin solubile sunt eliberate de intercreșterile cu mineralele sterile (nisip, pietricele). Prin urmare, minereurile din depozitele de placer nu sunt supuse zdrobirii și măcinarii, iar procesele de îmbogățire a acestora sunt mult mai simple și mai ieftine.
Cu ajutorul îmbogățirii, impuritățile dăunătoare sunt îndepărtate din concentratele care intră în instalația metalurgică, care complică procesele de topire și deteriorează calitatea metalelor rezultate. Îndepărtarea impurităților dăunătoare poate îmbunătăți semnificativ performanța tehnică și economică a proceselor metalurgice. De exemplu, zincul este o impuritate dăunătoare în concentratul de plumb. Creșterea conținutului său în concentrat de plumb de la 10 la 20% crește pierderea de plumb în timpul topirii de aproape 2 ori. În timpul procesului de valorificare a minereului se obțin concentrate (unul sau mai multe), steril și produse intermediare.
Concentrate – produse în care se concentrează cantitatea principală dintr-unul sau altul component valoros. Concentratele, comparativ cu minereul beneficiat, se caracterizează printr-un conținut semnificativ mai mare de componente utile și un conținut mai scăzut de roci sterile și impurități nocive.
Produse industriale – produse obținute din îmbogățirea resurselor minerale și care sunt un amestec de boabe care conțin componente utile cu boabe de rocă sterilă. Minusurile se caracterizează printr-un conținut mai mic de componente utile în comparație cu concentrate și un conținut mai mare de componente utile în comparație cu steril.
Cozi - produse care conțin cantitatea principală de rocă sterilă, impurități nocive și o cantitate mică (reziduală) dintr-o componentă utilă.
Valorificarea minerală este un ansamblu de procese de prelucrare primară a materiilor prime minerale din subsol, care are ca rezultat separarea componentelor utile (minerale) din roca sterilă.
Concentratele și sterilul sunt produsele finale, în timp ce produsele intermediare sunt produse reciclate. Calitatea concentratelor produse de instalațiile de procesare trebuie să îndeplinească cerințele determinate de GOST sau specificațiile tehnice. Aceste cerințe depind de scopul concentratelor și de condițiile acestora. procesare ulterioara. Standardele GOST indică cel mai mic conținut admisibil al unei componente utile și cel mai mare conținut admisibil de impurități nocive pentru concentrate de diferite grade.
Rezultatele îmbogățirii sunt evaluate de mai mulți indicatori și, mai ales, de completitudinea extracției componentelor valoroase și de calitatea concentratelor rezultate.
Recuperarea este raportul dintre cantitatea de componentă utilă transformată în concentrat și cantitatea sa din minereu, exprimată ca procent. Extracția caracterizează caracterul complet al transferului unei componente utile din minereu în concentrat și este unul dintre cei mai importanți indicatori tehnologici ai funcționării unei uzine de procesare.
Randamentul este raportul dintre masa oricărui produs de îmbogățire și masa minereului prelucrat, exprimat ca procent.
4.
Valorificarea minereurilor este un set de procese pentru prelucrarea primară a materiilor prime minerale, cu scopul de a separa toate mineralele utile (și, dacă este necesar, separarea lor reciprocă) de roca sterilă. Ca urmare a îmbogățirii, se obțin unul sau mai multe concentrate și sterile bogate. Concentratul conține minerale de zeci, uneori de sute de ori mai util în comparație cu minereul. Este potrivit pentru prelucrarea metalurgică sau poate servi ca materie primă pentru alte industrii. Iazurile de decantare conțin în principal minerale sterile, care în condițiile tehnice și economice date nu sunt practice de extras sau nu este nevoie de aceste minerale.
Necesitatea proceselor de prelucrare a mineralelor este confirmată de dependența indicatorilor tehnici și economici ai prelucrării metalurgice de conținutul de metal din materiile prime care intră în procesul de topire.
Un efect economic și mai mare se obține la îmbogățirea minereurilor de calitate scăzută care conțin metale rare și alte metale scumpe (molibden, staniu, tantal, niobiu etc.).
Importanța prelucrării mineralelor este determinată de faptul că:
în primul rând - în multe cazuri, abia după aceasta devin posibile multe procese tehnologice (metalurgice, chimice și altele);
în al doilea rând, prelucrarea produsului îmbogățit se realizează cu un efect economic mai mare decât cel natural: volumul materialului prelucrat este redus, calitatea se îmbunătățește produse terminate, se reduc pierderile de componente valoroase cu deșeurile de producție și costul transportului materiilor prime, crește productivitatea muncii, se reduc costurile cu combustibilul și energia electrică etc.
Tehnologia de prelucrare a mineralelor constă într-o serie de operații secvențiale efectuate la uzinele de prelucrare.
Instalatii de prelucrare numit întreprinderile industriale, în care resursele minerale sunt prelucrate prin metode de îmbogățire și unul sau mai multe produse comerciale sunt izolate din acestea cu un conținut crescut de componente valoroase și un conținut redus de impurități nocive. O fabrică de procesare modernă este o întreprindere extrem de mecanizată, cu o schemă tehnologică complexă pentru prelucrarea mineralelor.
Sistem tehnologic include informații despre succesiunea operațiunilor tehnologice de prelucrare a mineralelor la o fabrică de prelucrare.
Concluzii:
Sursa de extracție a metalelor neferoase și rare sunt zăcămintele de minereuri sau minerale care conțin unul sau mai multe metale neferoase sau rare, reprezentate de mineralele corespunzătoare în combinație cu mineralele gangă.
În cazuri foarte rare, elementele native (cupru, aur, argint și sulf) se găsesc în scoarța terestră. De obicei, formează diverși compuși chimici - minerale, care sunt produse naturale ale proceselor care au loc în scoarța terestră. Elementele native se găsesc în principal în stare solidă și sunt boabe cu structură cristalină sau amorfă.
Mineralele sunt substanțe minerale naturale care, când acest nivel iar starea tehnologiei poate fi folosită cu suficientă eficiență în economie nationala V formă naturală sau după pre-tratament.
Fosilele extrase din adâncurile pământului sunt solide (minereu, cărbune, turbă), lichide (petrol) și gazoase (gaze naturale).
În funcție de compoziția lor materială, mineralele metalice sunt împărțite în minereuri de metale feroase, neferoase, rare, nobile și radioactive.
Pe baza compoziției minerale, minereurile sunt împărțite în native, sulfurate, oxidate și mixte.
Concentratele și sterilul sunt produsele finale, în timp ce produsele intermediare sunt produse reciclate. Calitatea concentratelor produse de instalațiile de procesare trebuie să îndeplinească cerințele determinate de GOST sau specificațiile tehnice.
Din minereuri de metale neferoase și rare, care conțin, de obicei, un procent foarte mic de minerale utile, este neprofitabilă din punct de vedere economic și adesea practic imposibil să topești metalul fără beneficii prealabile. Prin urmare, mai mult de 95% din minereurile extrase sunt îmbogățite.
Întrebări de control:
1.
În ce grupe sunt împărțite mineralele?
2.
Ce este minereul și ce minereuri sunt clasificate ca metalice, nemetalice, nemetalice sau combustibile?
3.
Ce se numesc componente valoroase, impurități benefice, componente însoțitoare, impurități dăunătoare?
4.
Importanța principală a instalațiilor de prelucrare și prelucrare a mineralelor.
5. În ce componente sunt împărțite minereurile?
6. Minereuri simple și complexe.
Ce se numesc concentrat, middlings și detailings?
Ce este ameliorarea mineralelor?
Cum sunt caracterizate depozitele?
Care sunt principalii indicatori ai beneficiilor economice ale prelucrării mineralelor?
1.
Pregătiți-vă pentru un sondaj pe o anumită temă de prelegere.
2.
Pregătiți o scurtă teză pe tema temei de seminar.
3.
Răspundeți la întrebări pentru prelegere.
CLASIFICAREA PROCESELOR DE ÎMBOGĂȚIRE.
Scop: Cunoaștere descriere scurta procese de îmbogățire pentru percepția inițială a studenților asupra acestui subiect.
Plan:
1.
Informații generale privind clasificarea proceselor de îmbogățire.
2.
o scurtă descriere a principalele procese de îmbogățire.
3.
Scurtă descriere a metodelor speciale de îmbogățire.
4.
Indicatori tehnologici ai îmbogățirii
Cuvinte cheie: procese de bază, speciale, screening; despărțirea; măcinare; clasificare, procese de îmbogățire gravitațională; metode de flotare; metode de îmbogățire magnetică; îmbogățire electrică, exploatare manuală și mecanizată a minereului, exploatare a probelor, decripitare, metode de îmbogățire radiometrică.
1.
Beneficiul mineral este foarte aspect importantîn exploatarea și prelucrarea minereului. Este împărțit în multe metode de îmbogățire, ceea ce implică cel mai de înaltă calitate și proces de îmbogățire complet.
Procesele pregătitoare urmăresc pregătirea minereului pentru valorificare. Pregătirea include, în primul rând, operațiuni de reducere a dimensiunii bucăților de minereu - zdrobire și măcinare și clasificarea asociată a minereului pe site, clasificatoare și hidrocicloane. Dimensiunea finală de măcinare este determinată de dimensiunea diseminării mineralelor, deoarece în timpul măcinarii este necesar să se deschidă cât mai mult posibil boabele de minerale valoroase.
Procesele de valorificare în sine includ procesele de separare a minereului și a altor produse în funcție de proprietățile fizice și fizico-chimice ale mineralelor incluse în compoziția lor. Aceste procese includ îmbogățirea gravitațională, flotarea, separarea magnetică și electrică etc.
Majoritatea proceselor de îmbogățire se desfășoară în apă, iar produsele rezultate conțin cantități mari din aceasta. Prin urmare, este nevoie de procese auxiliare. Acestea includ deshidratarea produselor de îmbogățire, inclusiv îngroșarea, filtrarea și uscarea.
Setul și succesiunea operațiunilor la care este supus minereul în timpul prelucrării constituie scheme de îmbogățire, care sunt de obicei reprezentate grafic. În funcție de scop, schemele pot fi calitative, cantitative sau nămol. Pe lângă schemele indicate, de obicei sunt întocmite scheme de circuit ale dispozitivelor.
Astfel, beneficiile minerale pot fi împărțite în principal și auxiliar procese (metode) de îmbogățire.
Principalele metode de îmbogățire includ:
1.screening; 2.zdrobire; 3.slefuire; 4.clasificare; 5.procesele de îmbogățire gravitațională; 6.metode de flotare; 7.metode de îmbogățire magnetică; îmbogățire electrică.
Metodele auxiliare includ:
1. minerit si spalare manuala si mecanizata. Concasare selectivă și descriere;
2.imbogatirea in frecare, forma si elasticitate;
3.metode de îmbogățire radiometrică;
4. metode de îmbogățire chimică.
2Screening este procesul de separare a materialelor bulgăre și granulare în produse de diferite dimensiuni, numite clase, folosind suprafețe de ecranare cu găuri calibrate ( grătare, site de tablă și sârmă).
Ca rezultat al screening-ului, materialul sursă este împărțit într-un produs supra-screen (superior), ale cărui granule (bucăți) sunt mai mari decât dimensiunea orificiilor suprafeței de screening și un sub-screen (produs inferior) , boabele (bucăți) din care dimensiune mai mică orificiile suprafetei de cernere.
Zdrobirea și măcinarea – procesul de distrugere a mineralelor sub influența forțelor externe la o dimensiune dată, compoziția granulometrică necesară sau gradul necesar de dezvăluire a materialelor. La zdrobire și măcinare, nu ar trebui permisă supra-măcinarea materialelor, deoarece acest lucru afectează procesul de îmbogățire cu minerale.
clasificare - procesul de separare a unui amestec de boabe minerale în clase de dimensiuni diferite în funcție de vitezele de depunere a acestora în medii apoase sau aeriene. Clasificarea se realizează în dispozitive speciale, numite clasificatoare dacă separarea are loc într-un mediu apos (hidroclasificare), și separatoare de aer dacă separarea are loc într-un mediu aerian.
Procese gravitaționale îmbogățirea se referă la procesele de îmbogățire în care separarea particulelor minerale care diferă ca densitate, dimensiune sau formă se datorează diferențelor de natură și viteză de mișcare a acestora în mediu sub influența forțelor gravitaționale și de rezistență.
Procesele gravitaționale includ jigging, îmbogățirea în medii grele, concentrarea pe mese, îmbogățirea în ecluze, jgheaburi, concentratoare cu jet, separatoare cu con, șurub și în contracurent, îmbogățire pneumatică.
Metode de îmbogățire prin flotație - procesul de separare a mineralelor fin măcinate, realizat în mediu apos și bazat pe diferența de capacitate a acestora, naturală sau creată artificial, de a fi umezite cu apă, care determină aderența selectivă a particulelor minerale la interfața dintre două faze. Un rol major în flotație îl joacă reactivii de flotație - substanțe care permit procesului să se desfășoare fără complicații speciale și accelerează procesul de flotație în sine, precum și randamentul concentratului.
Metode de îmbogățire magnetică mineralele se bazează pe diferența dintre proprietățile magnetice ale mineralelor separate. Separarea pe baza proprietăților magnetice se realizează în câmpuri magnetice.
În timpul îmbogățirii magnetice, sunt utilizate numai câmpuri magnetice neuniforme. Astfel de câmpuri sunt create de forma și aranjarea adecvată a polilor sistemului magnetic al separatorului. Astfel, îmbogățirea magnetică se realizează în separatoare magnetice speciale.
Îmbogățirea electrică este procesul de separare a mineralelor într-un câmp electric, bazat pe diferența dintre proprietățile lor electrice. Aceste proprietăți sunt conductivitatea electrică, constanta dielectrică, efectul triboelectric.
3.Extracție manuală și prelevare de roci ca metodă de îmbogățire se bazează pe utilizarea diferențelor în caracteristicile externe ale mineralelor separate - culoarea, strălucirea, forma boabelor. Din masa totală a mineralului, materialul care este conținut în mai puțin este de obicei selectat. În cazul în care o componentă valoroasă este selectată dintr-un mineral, operațiunea se numește minerit, când roca sterilă se numește minerit de rocă.
Descrierea se bazează pe capacitatea mineralelor individuale de a crăpa (distruge) atunci când sunt încălzite și de răcire rapidă ulterioară.
Îmbogățire în frecare, formă și elasticitate se bazează pe utilizarea diferențelor în viteza de mișcare a particulelor separate de-a lungul unui plan sub influența gravitației. Principalul parametru al mișcării particulelor de-a lungul unui plan înclinat este coeficientul de frecare, care depinde în principal de natura suprafeței particulelor și de forma lor.
Sortarea idiometrică bazat pe diferenta proprietăți radioactive minerale sau puterea radiației lor
Metode de îmbogățire radiometrică pe baza diferitelor abilități ale mineralelor de a emite, reflecta sau absorbi tipuri diferite radiatii.
La metodele de îmbogățire chimică includ procese asociate cu transformările chimice ale mineralelor (sau numai suprafața acestora) în alți compuși chimici, în urma cărora proprietățile acestora se modifică, sau cu transferul mineralelor dintr-o stare în alta.
Îmbogățirea chimică și bacteriană bazată pe capacitatea mineralelor, cum ar fi sulfurile, de a se oxida și dizolva în soluții foarte acide. În acest caz, metalele intră în soluție, din care sunt extrase folosind diverse metode chimice și metalurgice. Prezența anumitor tipuri de bacterii, cum ar fi bacteriile tionice, în soluții intensifică semnificativ procesul de dizolvare a mineralelor.
În schemele tehnologice de îmbogățire a minereurilor complexe complexe sunt adesea folosite simultan două sau trei metode diferite de îmbogățire, de exemplu: gravitațională și flotație, gravitațională și magnetică etc. Se folosesc și metode de îmbogățire combinate în combinație cu cele hidrometalurgice.
Pentru aplicarea cu succes a uneia sau alteia metode de îmbogățire, mineralele trebuie să aibă suficiente diferențe în proprietățile care sunt utilizate în această metodă.
4. Procesul de valorificare se caracterizează prin următorii indicatori tehnologici: conținutul de metal în minereu sau produsul de valorificare; randamentul produsului; gradul de reducere și recuperarea metalelor.
Conținutul de metal în minereu sau produs de ameliorare - acesta este raportul dintre masa acestui metal din minereu sau produs de îmbogățire și masa de minereu uscat sau produs, exprimat ca procent. Conținutul de metal este de obicei notat Litere greceștiα (în minereul original), β (în concentrat) și θ (în steril). Conţinut metale pretioase exprimată de obicei în unități de masă (g/t).
Randamentul produsului - raportul dintre masa produsului obținut în timpul îmbogățirii și masa minereului inițial prelucrat, exprimat în fracțiuni de unitate sau procent. Randamentul concentrat (γ) arată ce proporție din minereul total este concentrat.
Gradul de reducere - o valoare care indică de câte ori randamentul concentratului rezultat este mai mic decât cantitatea de minereu prelucrat. Gradul de reducere (LA) exprimă numărul de tone; minereu care trebuie procesat pentru a obține 1 tonă de concentrat și se calculează prin formula:
K= 100/y
Minereurile de metale neferoase și rare se caracterizează printr-un randament scăzut de concentrat și, în consecință, un grad ridicat de reducere. Randamentul concentratului se determină prin cântărire directă sau conform analizei chimice folosind formula:
y =(α - θ/β - θ)100,%.
Gradul de îmbogățire, sau gradul de concentrare, arată de câte ori a crescut conținutul de metal din concentrat în comparație cu conținutul de metal din minereu. La îmbogățirea minereurilor sărace, această cifră poate fi de 1000... 10000.
Recuperarea metalelor - este raportul dintre masa de metal din concentrat și masa de metal din minereul inițial, exprimat ca procent
ε=γβ/α
Ecuația echilibrului metalelor
εα=γβ
conectează principalii indicatori tehnologici ai procesului și vă permite să calculați gradul de extracție a metalului în concentrat, care, la rândul său, arată caracterul complet al tranziției metalului de la minereu la concentrat.
Randamentul produselor de îmbogățire poate fi determinat din analizele chimice ale produselor. Dacă desemnăm: - randament concentrat; - continutul de metal in minereu; - continutul de metal in concentrat; - conținutul de metal în steril și - extragerea metalului în concentrat, atunci este posibil să se întocmească o balanță de metal pentru minereu și produse de îmbogățire, adică cantitatea de metal din minereu este egală cu suma cantităților sale în concentrat și steril
Aici, randamentul minereului inițial în procente este considerat 100. De aici rezultatul concentratului
Recuperarea metalului în concentrat poate fi calculată folosind formula
Dacă randamentul concentrat este necunoscut, atunci
De exemplu, la beneficierea minereului de plumb care conține 2,5% plumb, s-a obținut un concentrat care conține 55% plumb și steril care conține 0,25% plumb. Înlocuind rezultatele analizelor chimice în formulele de mai sus, obținem:
randamentul concentratului
extracție în concentrat
iesirea sterilului
grad de îmbogățire:
Indicatorii de îmbogățire calitativi și cantitativi caracterizează excelența tehnică proces tehnologic la fabrica.
Calitatea produselor finale de îmbogățire trebuie să îndeplinească cerințele stabilite de consumatori pentru compoziția lor chimică. Cerințele pentru calitatea concentratelor se numesc standarde și sunt reglementate de GOST, condiții tehnice (TU) sau standarde temporare și sunt dezvoltate ținând cont de tehnologia și economia de prelucrare a acestei materii prime și proprietățile sale. Standardele stabilesc conținutul minim sau maxim admisibil de diferite componente minerale în produsele finale de îmbogățire. Dacă calitatea produselor îndeplinește standardele, atunci aceste produse se numesc standard.
Concluzii:
Uzina de prelucrare este o legătură intermediară între mină (mina) și uzina metalurgică. Minereul de diferite dimensiuni, provenit din mină, atunci când este prelucrat la uzina de prelucrare, suferă diverse procese, care, după scopul lor, pot fi împărțite în pregătitoare, prelucrare și auxiliare.
Procesele pregătitoare urmăresc pregătirea minereului pentru valorificare. Pregătirea include, în primul rând, operațiuni de reducere a dimensiunii bucăților de minereu - zdrobire și măcinare și clasificarea asociată a minereului pe site, clasificatoare și hidrocicloane. Dimensiunea finală de măcinare este determinată de dimensiunea de diseminare a mineralelor, deoarece în timpul măcinarii este necesar să se deschidă pământul cât mai mult posibil.
Donețk - 2008
TEMA 1 LOCUL OPERAȚIUNILOR DE STRĂCIRE, CERUTARE ȘI ȘLEFIRE ÎN DIAGRAMELE TEHNOLOGICE.
1. Locul operațiunilor de concasare, cernure și măcinare în scheme tehnologice.
2. Compoziția granulometrică a produselor zdrobite. Caracteristicile dimensiunii particulelor și ecuațiile acestora.
3. Diametrul mediu al particulelor
Mineralele sunt substanțe naturale extrase din subsol, utilizate cu suficientă eficiență în forma lor naturală sau după preprocesare folosind un anumit nivel de tehnologie. Mineralele sunt împărțite în substanțe de origine organică (gaz, petrol, cărbune, șist, turbă) și anorganice: 1) materii prime minerale nemetalice (azbest, grafit, granit, gips, sulf, mică), 2) minereuri agronomice, 3 ) minereuri feroase, metale neferoase și rare.
Minereurile care conțin minerale pure adecvate pentru utilizare nu se găsesc în natură. Majoritatea materiilor prime minerale sunt îmbogățite prin extracția componentelor valoroase în unul sau mai multe concentrate și roci asociate în deșeuri. Valorificarea minerală este un set de procese de prelucrare primară (mecanică) a materiilor prime minerale cu scopul de a separa toate mineralele utile din roci. Procesele de prelucrare a materiilor prime sunt împărțite în procese pregătitoare, principale de îmbogățire, auxiliare și de servicii de producție.
Procesele pregătitoare includ zdrobirea, măcinarea, precum și procesele de cernere și clasificare. În timpul zdrobirii și măcinarii, mineralele se deschid din cauza distrugerii intercreșterilor de minerale și roci. Se formează un amestec mecanic de bucăți de diferite compoziții și dimensiuni minerale, separate după mărime în timpul clasificării. Sarcina principală a proceselor pregătitoare este dezvăluirea mineralelor utile, prepararea materiilor prime minerale la dimensiunea necesară pentru îmbogățirea ulterioară și evaluarea medie a materiilor prime.
Diferite minereuri au cantități diferite de minerale. Gradul de includere este raportul dintre cantitatea de mineral găsită în intercreșterile cu roca și cantitatea totală de minereu. Gradul de deschidere este raportul dintre numărul de boabe minerale libere (deschise) și numărul lor total. Aceste rapoarte sunt exprimate ca procente. Gradul de deschidere, în funcție de numărul de etape de măcinare, se determină experimental atunci când se studiază mineralele pentru dresaj.
Randamentul produsului de îmbogățire este raportul dintre masa acestui produs și masa materiei prime. Conținutul de componente este raportul dintre cantitatea de componentă dintr-un produs dat și cantitatea acestui produs. Extracția unei componente utile într-un produs este raportul dintre masa acestui component dintr-un produs dat și masa sa din materia primă. De obicei, acești parametri sunt exprimați în procente.
Materiile prime minerale prelucrate la uzina de procesare și produsele obținute din acestea sunt materiale vrac cu granule diferite. Procesele de separare a materialelor în vrac în produse de diferite dimensiuni se numesc clasificare a mărimii. Această separare se realizează în două moduri: screening și clasificare hidraulică sau pneumatică. Pentru clasificarea hidraulică (în apă) se folosesc clasificatoare mecanice și hidraulice și hidrocicloni. Clasificarea pneumatică (în flux de aer) este utilizată pentru colectarea prafului și metodele de îmbogățire uscată.
În timpul screening-ului, materialul este separat pe suprafețe de screening cu găuri calibrate. Seria secvențială de dimensiuni de deschidere pentru site și site se numește scară de clasificare. Raportul dintre dimensiunile găurilor sitelor adiacente într-o scară obișnuită se numește modul de scară. Pentru cernuirea grosieră și medie, modulul este adesea considerat ca fiind 2. De exemplu, la cernerea materialului de dimensiuni medii, se folosesc site cu dimensiuni de deschidere de 50, 25, 13, 6 și 3 mm. Pentru sitele mici utilizate în condiții de laborator, modulul este aproximativ egal cu √2 = 1,41. Pentru cele mai fine particule se folosesc sedimentarea și analiza microscopică.
Distribuția granulometrică caracterizează compoziția granulometrică a produsului, care se determină prin cernerea materialului pe un set standard de site (Tabelul 1.1). Clasa de mărime este produsul care a fost cernut printr-o plasă dată, dar rămâne pe următoarea plasă a scalei. Raportul dintre cantitățile de greutate ale boabelor de diferite dimensiuni incluse în produs se numește caracteristică granulometrică sau caracteristică de mărime (Fig. 1.1).
Tabelul 1.1 – Rezultatele analizei prin sită
minereu fin
|
Clase, mm |
Randament total, % |
||
|
Top (plus) |
De jos (minus) |
||
Figura 1.1 – Caracteristici granulometrice (Tabelul 1.1)
Pe baza caracteristicilor mărimii, este posibil să se determine diametrul mediu al granulelor din probă (d av = 6 mm în Fig. 1.1), precum și randamentul diferitelor clase. Randamentul unei anumite clase înguste se găsește prin diferența de ordonate corespunzătoare limitelor superioare și inferioare pentru o anumită clasă (clasa γ (2-4) = 35-20 = 15%). Caracteristicile dimensiunii dau o idee clară despre distribuția materialului în funcție de dimensiune: o curbă concavă indică predominanța boabelor mici, o curbă convexă indică predominanța celor mari (Fig. 1.2).
Materialele vrac sunt, de asemenea, caracterizate prin diametrul mediu al particulelor. Mărimea particulelor sferice este determinată de diametrul mingii. În cele mai multe cazuri, particulele au formă neregulată. Prin urmare, dimensiunea lor în orice raport este înlocuită în mod convențional cu diametrul unei particule sferice. În practică, diametrul mediu ponderat este utilizat pe scară largă:
Aici γ sunt ieșirile claselor individuale; d – diametre medii ale claselor individuale.
Diametrul mediu al particulelor unei clase înguste este calculat ca media aritmetică a limitelor sale:
D = (d1 + d2) / 2 (1,3)
Unde d1, d2 sunt limitele superioare și inferioare ale mărimii unei clase date, mm.
Procesele de prelucrare a mineralelor în funcție de scopul propus în ciclul tehnologic al fabricii sunt împărțite în pregătitoare, de fapt îmbogățire și auxiliară.
LA pregătitoare operațiunile includ zdrobirea, măcinarea, cernuirea și clasificarea, precum și operațiunile de mediere a mineralelor, care pot fi efectuate în mine, cariere, mine și fabrici de prelucrare.
LA îmbogățirea principală procesele includ acele procese fizice și fizico-chimice de separare a mineralelor, în care mineralele utile sunt eliberate în concentrate și roca sterilă în deșeuri.
LA auxiliar procesele includ procese de îndepărtare a umidității din produsele de îmbogățire. Astfel de procese se numesc deshidratare, care se efectuează pentru a aduce conținutul de umiditate al produselor la standardele stabilite. Procesele auxiliare includ tratarea apelor uzate industriale (pentru reutilizare sau deversare în corpurile de apă) și procesele de colectare a prafului.
Când se beneficiază de minerale, se folosesc diferențe în proprietățile lor fizice și fizico-chimice, dintre care culoarea, strălucirea, duritatea, densitatea, clivajul, fractura, magnetice, electrice și alte proprietăți sunt esențiale.
Culoare mineralele sunt variate. Diferența de culoare este utilizată în timpul sortării manuale a minereului sau al prelevării de roci din cărbuni și alte tipuri de procesare.
Strălucire mineralele este determinată de natura suprafețelor lor. Diferența de luciu poate fi utilizată, ca și în cazul precedent, în timpul sortării manuale a minereului sau prelevării de roci din cărbuni sau în timpul altor tipuri de prelucrare.
Duritate mineralele care alcătuiesc mineralele este importantă în alegerea metodelor de zdrobire și valorificare a anumitor minereuri, precum și a cărbunilor. Mineralele cu duritate mai mică sunt zdrobite și măcinate mai repede decât mineralele cu duritate mai mare. Prin aplicarea de zdrobire sau măcinare selectivă, separarea ulterioară a unor astfel de minerale poate fi efectuată pe o sită.
Densitate mineralele variază foarte mult. Diferența de densitate dintre mineralele utile și roca sterilă este utilizată pe scară largă în valorificarea minereurilor și a cărbunilor.
Clivaj mineralele constă în capacitatea lor de a se despărți de impacturi în direcții strict definite și de a forma suprafețe netede de-a lungul planurilor despicate. Clivajul este important pentru alegerea metodelor de zdrobire și măcinare, precum și pentru îndepărtarea materialelor zdrobite din produsele de ameliorare prin cernere și clasificare.
Kink are semnificative semnificație practicăîn procesele de ameliorare, deoarece natura suprafeței mineralului obținut în timpul mărunțirii și măcinarii are impact în timpul valorificării prin metode electrice și alte metode.
Proprietăți magnetice mineralele sunt folosite în îmbogățirea mineralelor cu sensibilitate magnetică diferită în câmpuri magnetice de diferite puteri.
Electric Proprietățile mineralelor sunt utilizate în metodele de ameliorare electrică asociate cu un raport diferit al particulelor minerale față de acțiunea forțelor electrice și mecanice atunci când se deplasează într-un câmp electric.
Caracteristici fizico-chimice suprafețele particulelor minerale sunt utilizate în procesele de flotație, care implică relația lor diferită cu mediul acvatic și efectul asupra acestora substanțe chimice(reactivi.
La uzina de procesare, materia primă în timpul procesării este supusă unui număr de operații tehnologice secvențiale. Se numește o reprezentare grafică a totalității și secvenței acestor operații schema tehnologică de îmbogăţire.
În metodele combinate, alături de metodele tradiționale de îmbogățire, se folosesc operații piro- sau hidrometalurgice, ducând la modificarea compoziției chimice a materiei prime. Operatii pirometalurgice utilizate: prajire, topire, transformare; hidrometalurgice: leşiere, precipitare, extracţie, sorbţie.
De exemplu, prăjirea este folosită pentru a modifica proprietățile magnetice ale mineralelor de fier slab magnetice (carbonați, oxizi, hidroxizi). Când este încălzită la 600 - 800 °C, hematita (minereu roșu de fier Fe 2 O 3) este redusă de agenți reducători gazoși sau solizi (monoxid de carbon, hidrogen, gaz natural, cărbune etc.) până la magnetită foarte magnetică (Fe 3 O 4). Acest proces este uneori numit ardere de reducere. Minereul prăjit este îmbogățit cu ajutorul separatoarelor magnetice cu slab camp magnetic similar cu îmbogățirea minereurilor naturale de magnetit.
Operațiunile hidrometalurgice (beneficiare chimică) sunt utilizate pentru minereuri de compoziție complexă. Baza îmbogățirii chimice este dizolvarea selectivă a mineralelor și extragerea ulterioară a componentelor valoroase din soluții. În acest caz, se utilizează capacitatea diferită a mineralelor separate de a se dizolva.
Procesele de dizolvare selectivă a mineralelor și extracția ulterioară a acestora din soluții se numesc leșiere. Dizolvarea se efectuează în subteran direct în corpul de minereu - leșiere subterană; la suprafața pământului într-o grămadă mare din materii prime îmbogățite (minereu, haldele) - leșierea haldelor și în aparate speciale (cuve) - leșierea cuvei. Mineralele sunt extrase din soluții prin cimentare, extracție și flotație ionică.
De exemplu, cuprul este extras din soluție prin cimentare cu fier sau extracție lichidă cu solvenți organici, iar uraniul prin flotație ionică, sorbție și extracție. Leșierea este utilizată pentru extragerea anumitor metale din haldele de calitate scăzută și minereurile neechilibrate, pentru a îmbogăți minereurile de cupru și uraniu și pentru a rafina wolfram, staniu, potasiu și alte concentrate. La prelucrarea minereurilor de uraniu, levigarea este principalul proces de îmbogățire.
3 Procese auxiliare de îmbogățire
Sarcina proceselor auxiliare este de a aduce produsele de îmbogățire în condițiile cerute și de a asigura derularea optimă a proceselor principale. Acestea includ deshidratarea, îndepărtarea prafului și colectarea prafului, tratarea apelor uzate, testarea, controlul și automatizarea.
3.1. Deshidratarea produselor de îmbogățire
În majoritatea cazurilor, produsele de îmbogățire rezultate conțin o cantitate semnificativă de apă și nu sunt potrivite pentru transport și prelucrare metalurgică. Pentru a elimina apa (umezeala) din produsele de imbogatire se folosesc o serie de operatii, numite in general deshidratare. Într-un sens mai larg, sub deshidratareînțelegerea procesului de separare a fazei lichide de faza solidă.
Umiditatea materialului este determinată de raportul dintre masa de apă din produs și masa totală a materialului umed și este de obicei exprimată ca procent:
W = (Q 1 Q 2)100/Q 1 ,
Unde Q 1 – masa materialului umed; Q 2 – masa de material uscat.
Lichefierea este adesea folosită pentru a caracteriza produsele de îmbogățire. R, care determină raportul dintre masa lichidului din produs și masa solidului. Conținutul de umiditate al produsului în procente este determinat prin lichefiere prin expresie
W = R 100/(R + 1).
Produsele obținute în fabrici în timpul îmbogățirii minereurilor sunt de obicei reprezentate de paste lichide. Umiditatea prezentă în produse este împărțită în internă și externă.
Umiditatea internă este umiditatea conținută în rețeaua cristalină a unui mineral. Se numește cristalizare dacă este prezentă sub formă de molecule de H 2 O (de exemplu, CuSO 4 5H 2 O), sau constituțională, dacă este prezentă sub formă de ioni OH -, H +, H 3 O + ( de exemplu, Cu(OH)2). Poate fi îndepărtat prin arderea sau calcinarea materialului.
Umiditatea externă este împărțită în gravitațională, capilară, film și higroscopică:
liber (gravitaţional) este îndepărtat sub influenţa gravitaţiei; produsele de îmbogățire sunt suspensii;
capilarul este reţinut de forţele capilare de presiune şi este îndepărtat de forţele exterioare; produsele se numesc umede (umede);
pelicula este ținută pe suprafața particulelor de forțele de atracție moleculară dintre moleculele de apă și particule; produsele se numesc uscate la aer;
higroscopic este conţinut în produsele uscate şi este reţinut la suprafaţa particulelor prin forţe de adsorbţie sub formă de pelicule monomoleculare.
În funcție de conținutul de umiditate, produsele sunt împărțite în lichide (udate), umede, umede, uscate la aer, uscate și calcinate.
Produsele lichide se caracterizează printr-o mai mare diluție și fluiditate. Conțin cel puțin 40% umiditate.Astfel de produse sunt bine transportate.
Produsele umede conțin mai puțină apă (de la 15-20 la 40%) decât cele lichide. Dacă astfel de produse sunt reprezentate de material fin, se răspândesc, iar o parte din apă este eliberată din ele în timpul transportului, supraîncărcării și depozitării pe termen scurt. Produsele lichide și umede se caracterizează prin prezența tuturor tipurilor de umiditate.
Produsele umede sunt intermediare între umede și uscate la aer. Conținutul de umiditate în ele variază de la 5-6 la 15-20%. Nu sunt fluide. Produsele umede conțin umiditate higroscopică, film, o parte din capilare și umiditate internă.
Produsele uscate la aer sunt materiale în vrac, a căror suprafață, datorită higroscopicității, este ușor umezită de vaporii de apă din aer. Uneori, produsele cu un conținut de umiditate de câteva procente sunt numite uscate la aer. Conțin umiditate internă și higroscopică.
Alimentele uscate nu conțin umiditate externă.
Calcinate sunt produse din care apa legată chimic a fost îndepărtată termic.
Procesul de îndepărtare a umidității din produsele de îmbogățire se numește deshidratare. În funcție de dimensiunea materialului și de conținutul de umiditate al acestuia, utilizați diverse metode deshidratare.
În funcție de dimensiunea materialului și de conținutul de umiditate al acestuia, se folosesc diverse metode de deshidratare: pentru particule relativ mari - drenaj, uneori centrifugare; pentru particule mici - îngroșare și filtrare. Adesea mai multe metode de deshidratare sunt folosite secvenţial. Ultimul pas de deshidratare este uscarea. Cum material mai finși cu cât umiditatea este mai mare, cu atât este mai dificil (și mai scump) să eliminați această umiditate. De exemplu, pentru îndepărtarea umezelii din clasele mari de cărbune (-150 + 13 mm) se folosește numai drenaj, din clasele medii (-13 + 1 mm) drenaj și centrifugare, din clasele mici (- 1 mm) - îngroșare, filtrare și uscare.
Cea mai simplă metodă de deshidratare este drenajul. Drenajul este un proces de deshidratare bazat pe filtrarea naturală a lichidului prin spațiile dintre particulele solide (bucăți) sub influența gravitației. Uneori, pentru a accelera filtrarea lichidului, se aplică vibrații mecanice stratului filtrant. Drenajul se efectuează în timp ce staționează și în mișcare. Procesul este utilizat de obicei pentru particule mari și medii. Pentru drenaj sunt folosite diverse tehnici și dispozitive. Deshidratarea în stive. Produsul este încărcat într-un container sau pe o suprafață plană cu sistem de drenaj. Sub influența gravitației, apa se scurge între boabele individuale și este colectată în gropi speciale, de unde este pompată periodic. Această metodă de deshidratare necesită mult timp. Clasificatoarele, ecranele și ascensoarele sunt folosite ca dispozitive de deshidratare în mișcare. Aceste dispozitive separă de obicei umiditatea gravitațională.
Centrifugarea este operația de deshidratare a produselor de îmbogățire umede mici și de separare a suspensiei în faze lichide și solide sub influența forțelor centrifuge. Procesul este de obicei utilizat pentru deshidratarea cărbunilor de calitate medie și a sărurilor minerale. Centrifugarea se realizează în mașini centrifugale - centrifuge, care sunt rotoare cilindrice sau conice cu pereți perforați sau plini care se rotesc în jurul axei lor cu viteză mare. Există filtrare și centrifugare prin sedimentare. In primul caz Materialul deshidratat este încărcat într-un rotor de centrifugă perforat și se rotește odată cu acesta. Sub influența forței centrifuge, filtrarea forțată a apei din produs are loc prin sedimentul de particule solide depuse pe pereții rotorului și suprafața perforată a acestuia. Faza lichidă care trece prin suprafața perforată a rotorului se numește centrat, iar faza solidă care se deplasează de-a lungul rotorului se numește sediment (produs deshidratat finit). Se numesc centrifugele cu rotor perforat filtrare.
Centrifugarea prin sedimentare se realizează în centrifuge cu rotor continuu. Sub influența forțelor centrifuge, particulele solide se depun pe pereții rotorului și se compactează, apa este stoarsă din spațiile dintre particule și îndepărtată sub formă de concentrat prin ferestrele de scurgere a rotorului. Sedimentul de pe pereții rotorului este mutat cu un șurub până la capătul rotorului și îndepărtat din acesta prin găuri. Când mutați sedimentul cu un șurub, apa este stoarsă din el, curgând în jos către ferestrele de scurgere.
Îngroșarea este procesul de sedimentare a fazei solide și de separare a fazei lichide de celuloză, care apare ca urmare a depunerii particulelor solide în aceasta sub influența gravitației sau a forțelor centrifuge (gravitaționale sau centrifuge). În acest caz, termenul „îngroșare” înseamnă obținerea unui produs final (îngroșat) compactat (nisipuri). Procesul de îngroșare este însoțit de un proces de limpezire, adică obținerea unui dren lichid fără solid. Îngroșarea este de obicei utilizată pentru pastele care conțin o fază solidă sub formă de particule mici de< 0,5 мм.Основным аппаратом, применяемым для сгущения, является радиальный сгуститель, представляющий собой цилиндр диаметром 2,5 – 100 м и более и высотой 1,5 – 10 м (высота увеличивается с увеличением диаметра) с коническим днищем, образующая которого наклонена под небольшим углом к горизонтальной плоскости. Загрузка пульпы происходит через центральный патрубок, разгрузка продуктов – через отверстие в центре дна сгустителя (сгущенный продукт) и желоб у края цилиндра (слив). Для улучшения разгрузки сгущенного продукта около дна сгустителя установлены грабли, вращающиеся с периферической скоростью 3-12 м/мин. Для улучшения показателей сгущения в пульпу добавляют коагулянты и флокулянты.
Filtrarea este procesul de separare a fazelor lichide și solide ale pastei folosind un despărțitor poros sub influența unei diferențe de presiune pe ambele părți ale peretelui, creată de rarefacția aerului (filtre de vid) sau de exces de presiune (filtre de presa). Bariera filtrantă în filtrele industriale poate fi: pânză filtrantă (bumbac, metal, materiale sintetice) sau ceramică poroasă.
Filtrele care funcționează sub vid sunt împărțite în filtre cu tambur cu o suprafață de filtru externă și internă, filtre cu disc și filtre cu bandă. Filtrele cu tambur și disc funcționează bine pentru filtrarea produselor relativ mici, în timp ce filtrele cu bandă funcționează bine pentru materiale mai mari. Umiditatea produselor filtrate este de obicei în intervalul 20 – 40%.
Un filtru cu disc (Fig. 3.1) constă dintr-un arbore tubular pe care sunt fixate discuri, constând din sectoare goale individuale. Sectoarele au o suprafață striată cu orificii pe care se întinde materialul filtrant. Energia este furnizată printr-o țeavă prin duze în cadă, care este umplută până la fereastra de preaplin. Discurile din jurul circumferinței lor sunt, de asemenea, împărțite în zone: filtrare; uscare; trecerea de la vid la suflare, numită suflare „moartă”; „mort” - trecerea de la presiune la vid. Cuțitele sunt instalate pentru a îndepărta sedimentele rămase după suflare. Alimentarea cu aer și crearea vidului în sectoare se realizează prin canale din arborele rotativ folosind un cap de distribuție.
Într-un filtru cu tambur cu suprafață de filtru exterioară (Fig. 3.2), produsul inițial este încărcat printr-o țeavă în baie și este menținut în suspensie cu un agitator. Tamburul gol are mai multe sectoare care îl împart în zone: colectarea sedimentelor, uscare, suflare și suflare țesături. Întreaga suprafață cilindrică a tamburului este acoperită cu pânză filtrantă sau plasă. Un cuțit special este montat pentru a îndepărta sedimentele. Arborele central al tamburului, care are orificii speciale, conectează zonele de colectare și uscare a sedimentelor cu sistemul de vid, iar zonele de suflare și suflare cu sistemul de suflare. Fata de filtrele cu disc, filtrele de vid cu tambur fac posibila obtinerea unui turt putin mai uscat (cu 1 - 2%) dar au o productivitate specifica mai mica.
Filtrele cu bandă (Fig. 3.3) sunt produse cu o pânză descendentă și o pânză atașată la centură. Principiul funcționării lor este același. Ele diferă doar prin aceea că, la filtrele cu bandă descendentă, materialul filtrant de pe ramura inactivă este separat de bandă și se spală mai bine. Materialul filtrat este încărcat prin tava de alimentare pe suprafața țesăturii filtrante, care se află pe o bandă ondulată cu găuri în mijloc. Cureaua, împreună cu pânza filtrantă și produsul de pe ea, se mișcă din cauza rotației tamburului de antrenare. Găurile de pe bandă sunt aliniate cu găurile de pe camera de vid. Camera de vid creează un vid, în urma căruia filtratul este aspirat prin materialul filtrant, care este evacuat prin conductă; Sedimentul este evacuat cu ajutorul unui cuțit la capătul filtrului. Părțile laterale ale filtrului împiedică împrăștierea sedimentelor pe părțile laterale. Aspersoarele sunt folosite pentru spălarea țesăturii.
Filtrele de presa fac posibila obtinerea unui produs mai uscat decat filtrele de vid (in unele cazuri cu umiditate conditionata pentru a evita uscarea in continuare), dar au productivitate mai mica si sunt mai scumpe.
Uscarea este operația de deshidratare a produselor de îmbogățire umede bazată pe evaporarea umidității conținute în acestea în mediul înconjurător de gaz (aer) atunci când produsul care urmează să fie uscat este încălzit.
Aparatele folosite pentru uscare se numesc uscatoare. În funcție de design, există uscătoare cu tambur, vatră, transportoare, cu tuburi și uscătoare cu pat fluidizat. În practica prelucrării mineralelor, cele mai utilizate sunt uscătorul cu tambur, uscătorul cu tuburi și uscătorul cu pat fluidizat. Uscătoarele cu tambur (Figura 3.4) sunt un tambur rotativ înclinat, pe o parte a căruia este încărcat material și gazele fierbinți sunt furnizate din focar. Datorită duzelor speciale din interiorul tamburului, materialul este ridicat în mod constant la o anumită înălțime și aruncat. Gazele fierbinți trec prin acest material în cădere datorită vidului creat de aspiratoarele de fum. Uscătoarele cu tambur sunt fabricate cu un diametru de 1000 – 3500 mm și o lungime de 4000 – 27000 mm. Timpul de rezidență al materialului în tambur depinde de caracteristicile produsului care se usucă, de conținutul de umiditate inițial și final al acestuia și este de 29 - 40 de minute. Conținutul de umiditate al materialului uscat este de 4 - 6%, iar în unele cazuri 0,5 - 1,5%.
În conducta de uscător materialul este uscat în suspensie. O instalație pentru uscarea materialului într-o țeavă de uscare (Fig. 3.5) constă dintr-un focar cu o cameră de amestecare și o țeavă instalată vertical. Materialul din buncăr este alimentat printr-un transportor către alimentatorul - distribuitor. Aruncatorul alimentează materialul într-o țeavă prin care este transportat în sus de gazele fierbinți. Mișcarea în sus a gazului fierbinte din focar este asigurată de vidul creat de un ventilator - un aspirator de fum. Capătul superior al țevii intră într-un recipient în formă de ciclon. Datorită volumului crescut al recipientului în comparație cu conducta, vidul din acesta scade, iar materialul se așează, de unde este descărcat periodic folosind un obturator - un fulger. Mișcându-se într-un curent de gaz fierbinte, particulele de material sunt uscate.
Instalațiile pentru uscarea materialului într-un pat fluidizat funcționează pe principiul pseudo-lichefării materialului în vrac cu un curent de gaz fierbinte, care este obținut din arderea combustibilului într-un cuptor.
