Для подготовки сырья необходимо предварительно осуществить ряд процессов.
Обогащение полезных ископаемых представляет собой в основном механические операции, но не ограничивается ими, о чем мы далее и расскажем. Они производятся на горно-обогатительных предприятиях. Технологический цикл образуется сразу из нескольких процедур — рудоподготовки, основных и дополнительных операций.
Продукты обогащения
Выбор способа обогащения зависит от того, что входит в минеральный состав полезных ископаемых, а также от свойств, которыми обладают компоненты, подвергающиеся разделению. Например, выход ценного компонента металлических руд, нерудного сырья, угля, торфа и сланцев составляет 60-90 процентов. Концентраты направляют на дальнейшую переработку, например, на окускование — превращение во фрагменты с заданными качествами, что позволяет проводить дальнейшую переработку более эффективно. Этому процессу подлежат концентраты руд черных и цветных металлов, поскольку они не годятся для плавки.
Кроме концентратов, образуются:
1 .Отходы (хвосты) — содержат минимальное количество ценных компонентов, которые не представляется возможным извлечь технически, или это попросту невыгодно. Они могут быть использованы в дальнейшем. Например, из них возможно получить алюминий при высоком содержании глинозема, а также они могут быть применимы в качестве строительных материалов.
2. Промежуточные продукты — сырье, в состав которого входит ценный компонент в объеме ниже, чем в концентрате, но выше, чем в отходах. Применяют в последующих технологических процессах или подвергают перечистке, доводке, гидрометаллургической переработке.
Основные способы обогащения полезных ископаемых:
1.
Гравитационное обогащение. Оно производится за счет силы тяжести, центробежной и электромагнитной сил. Метод основан на таком свойстве, как плотность — на нее влияют состав, пористость, влажность и др. За счет этого параметра полезные ископаемые отделяют от пустой породы. Для реализации используются водная и воздушная среды. В первом случае разделение более четкое, потому что у воды высокая плотность.
2.
Флотация. Метод обогащения основан на смачиваемости твердой поверхности, что определяется величиной свободной поверхностной энергии частицы. Он считается универсальным, поскольку применим к разделению практически любых минералов. Породы, которые легко смачиваются жидкостью, называются гидрофильными, несмачиваемые — гидрофобными. Среди минусов процесса выделяют его дороговизну и значительный урон экологии. Флотация производится в жидкой среде, которая аэрируется или дополняется капельками масла.
3.
Магнитная сепарация. В основе лежат магнитные свойства минералов, которые выступают главным признаком разделения на компоненты. Элементы механической смеси по-разному реагируют на воздействия магнитного поля. Обогащение железных руд проводится в
магнитных сепараторах. Раздробленные минеральные образования подаются тонким слоем в рабочую зону аппарата, в котором создано магнитное поле. Частицы с высоким содержанием оксидов железа удерживаются и далее транспортируются отдельно.
4.
Электростатический метод. Основан на способности проводить электрический ток, а также эффектах, связанных с электрической поляризацией. Мелкоструктурные сыпучие полезные ископаемые разделяют в электросепараторе по величине или знаку заряда. Способ обогащения подходит для материалов крупностью не более 5 мм.
Схема обогащения полезных ископаемых
Для минералов и пород оптимальные варианты обогащения подбирают с учетом многих факторов. Технологические процессы определяют в соответствии с составом и размером вкраплений в сырье; проводят исследования, которые позволяют выявить концентрацию компонентов, оценить способы их отделения и объем.
Схема обогащения полезных ископаемых состоит из нескольких этапов:
1.
Подготовки. Минералы дробят, измельчают, разделяют по классам крупности посредством решеток и сит, классифицируют и др.
2.
Основных процессов. Их задача — получение минералов в чистом виде. При этом 100-процентная концентрация желательна, но редко достижима. Для обогащения выбирают оптимальный способ, но посторонние примеси все равно могут присутствовать.
3.
Завершающих процессов. Возможно проведение центрифугирования, фильтрования, термической сушки.
Эффективность обогащения полезных ископаемых
Это оценка результативности проведенных процессов. Ее определяют два параметра:
• степень раскрытия минеральных комплексов;
• контрастность технологических свойств по разделительному признаку.
Чтобы узнать степень полноты извлечения полезного ископаемого в концентрат, используют аналитические, графоаналитические и графические методы. Качественно-количественные показатели определяют техническое совершенство процесса обогащения. При его оценке учитывают вред экологии, поэтому одна из ключевых задач — извлечь компоненты из минералов и пород максимально безопасным для окружающей среды методом. Среди ключевых тенденций развития сферы обогащения полезных ископаемых — разработка новых способов и совершенствование технологий переработки.
НТЦ «Бакор» проектирует и производит
оборудование для обогащения и фильтрации природных ресурсов, применимое в различных отраслях промышленности. Мы создаем автоматизированные системы управления технологическим процессом под ключ: от проведения технического аудита до монтажа и пусконаладочных работ.
