К

Качественная схема обогащения руды

основным технологическим показателям обогащения относят: содержание компонентов в питании и в продуктах обогащения, степень обогащения, выход продуктов обогащения и извлечение ценных компонентов в продукты обогащения.

Степенью обогащения (концентрации) называется отношение содержания полезного компонента в концентрате к содержанию его в исходном сырье. Степень обогащения показывает, во сколько раз концентрат богаче исходного сырья.

Выходом продукта называется отношение массы полученного продукта к массе исходного материала. Выход можно выражать в процентах или долях единицы.

Извлечением полезного компонента в продукт обогащения называют отношение массы компонентов в продукте к массе того же компонента в исходном сырье. Оно выражается в процентах или долях единицы.

ВОПРОС № 16. Обогащение руд цветных металлов. Задачи обогащения руд. Концентрат, промежуточный продукт, хвосты (дайте определение и приведите примеры). Способы обогащения руд.

Большинство руд цветных металлов представляет собой сравнительно бедные полиметаллические породы. Руды обычно обогащают, то есть искусственно повышают содержание металлов в сырье, поступающем на металлургическую переработку, а в ряде случаев предварительно разделяют ценные металлы. Повышение содержание металла в сырье в результате его обогащения достигается путем удаления большей части пустой породы. Наряду с этим решается задача выделения каждого металла в отдельный продукт, пригодный для самостоятельной металлургической переработки. Такой метод обогащения называется селективным обогащением. Принципиально к обогатительным процессам можно отнести также процессы первичной переработки сырья, направленной на выделение из нее ценных компонентов в самостоятельный продукт методами химических воздействий. Типичными примерами «химического» обогащения служат получение глинозема (Аl₂О₃) из алюминиевых руд, производство вольфрамового ангидрида (WO₃) из вольфрамовых руд и т.д. Многочисленные способы механического обогащения основаны на использовании различия физических свойств минералов: плотности, крупности, формы, цвета и блеска, смачиваемости и др.

Конечные продуктами обогащения являются концентраты и отходы. Концентратом называют продукт обогащения с повышенным содержанием извлекаемого металла. Отходы процессов обогащения называют отвальными хвостами. Они состоят преимущественно из пустой породы с небольшим содержанием ценных минералов, которые не удается выделить в концентрат. Иногда получают промежуточные продукты, которые по качеству не могут быть отнесены ни к концентратам, ни к хвостам.

ВОПРОС № 17. Вторичное сырье цветных металлов, его классификация и характеристика. Амортизационный и бытовой лом. Производственные отходы. Текущие, оборотные, отвальные отходы, безвозвратные потери (дайте определение и приведите примеры).

Под отходами цветных металлов и сплавов подразумеваются остатки цветных металлов, образующиеся в процессе производства, потребления и эксплуатации продукции, утратившие первоначальные потребительские свойства.

Отходы производства – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Отходы потребления (лом) – изделия и материалы, потерявшие потребительские свойства из-за физического или морального износа.

Классификация отходов – разделение отходов цветных металлов по физическим, химическим свойствам и качествам. Отходы цветных металлов и сплавов делят на классы, группы и сорта. По способу использования отходы делят на текущие, оборотные, не перерабатываемые (или отвальные) отходы и безвозвратные потери. Текущие отходы образуются на предприятиях в процессе производства и подлежат сдаче заготовительным организациям. Оборотные отходы используются на предприятиях, где они образуются. Отвальные – это отходы, переработка которых существующими в настоящее время методами экологически нецелесообразна. Безвозвратные потери – это отходы, образующиеся при коррозии, истирании, чистовой механической обработке, угар металлов и собранные отходы. Отходы потребления (лом) по источникам образования делят на три группы: лом промышленный, транспортный и сельскохозяйственный; лом военный; лом бытовой. Лом первой и второй группы образует категорию амортизационного лома.

ВОПРОС № 18. Руды и минералы цветных металлов (дайте определение и приведите примеры). Классификация руд и минералов. Сульфидные, окисленные, смешанные, самородные, моно- и полиметаллические руды.

Рудой называется горная порода, содержащая в своем составе металл или металлы в таких количествах, которые при современном уровне развития обогатительной и металлургической техники могут быть экономически выгодно извлечены в товарную продукцию. Руда состоит из минералов – природных химических соединений. Минералы подразделяют на рудные (ценные) и пустую породу. К пустой породе относят минералы, не содержащие извлекаемых элементов. Чаще всего породообразующими элементами являются кварц, карбонаты, силикаты и алюмосиликаты.

В зависимости от вида присутствующих металлсодержащих минералов руды цветных металлов делятся на следующие группы:

• сульфидные, в которых металлы находятся в форме сернистых соединений. Примером таких руд могут служить медные, медно-никелевые и свинцово-цинковые руды;

• окисленные, в которых металлы присутствуют в форме различных кислородосодержащих соединений. К этой группе относятся алюминиевые, окисленные никелевые, оловянные руды, руды ряда редких металлов.

• смешанные, в которых металлы могут находиться как в сульфидной, так и в окисленной форме (медные руды);

• самородные, содержащие металлы в свободном состоянии. В самородном состоянии в природе встречаются золото, серебро, медь и платина.

По числу присутствующих металлов руды классифицируются на монометаллические и полиметаллические (комплексные). Большинство руд цветных металлов являются полиметаллическими и содержат минимум два ценных компонента.

ВОПРОС № 19. Классификация цветных металлов. Легкие, тяжелые, редкие, благородные металлы. Основные свойства и области применения цветных металлов.

Согласно промышленной классификации, все металлы делятся на две группы: черные и цветные. К черным металлам относятся железо и его сплавы, марганец и хром, производство которых тесно связано с металлургией чугуна и стали. Все остальные металлы относятся к цветным.

Цветные металлы условно делятся на пять групп:

Основные тяжелые металлы: медь, никель, свинец, цинк и олово. Свое название они получили из-за больших масштабов производства и потребления, большого («тяжелого») удельного веса в народном хозяйстве.

Малые тяжелые металлы: висмут, мышьяк, сурьма, кадмий, ртуть и кобальт. Они являются природными спутниками основных тяжелых металлов. Обычно их получают попутно.

Легкие металлы: алюминий, магний, титан, натрий, калий, барий, кальций и стронций. Металлы этой группы имеют самую низкую среди других металлов плотность (удельную массу).

Благородные металлы: золото, серебро, платина и платиноиды (палладий, родий, рутений, осмий и иридий). Эти металлы обладают высокой стойкостью к воздействую окружающей среды и агрессивных сред.

Редкие металлы. Подразделяются на группы:

• тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден, тантал, ниобий, цирконий и ванадий);

• легкие редкие металлы: литий, бериллий, рубидий и цезий;

• рассеянные металлы: галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений, селен и теллур;

• редкоземельные металлы: скандий, иттрий, лантан и лантаноиды;

• радиоактивные металлы: радий, уран, торий, актиний и актиноиды

ВОПРОС № 20. Принципиальная схема получения титана из ильменитового концентрата. Приведите химические реакции, протекающие на основных стадиях производства титана.

Основной процесс плавки описывается в общем виде следующим уравнением:

FeTiO₃ + C  Fe + TiO₂ + CO

TiCl₄ при 700-900⁰С образуется по реакциям:

TiO₂ + 2Cl₂ + C  TiCl₄ + CO₂

TiO₂ + 2Cl₂ + 2C  TiCl₄ + 2CO

Восстановление тетрахлорида титана до металлического состояния проводят магнием или натрием:

TiCl_{4 (газ)} + 2Mg _(ж)  Ti _(тв) + 2MgCl_{2 (ж)}

TiCl_4(газ) + 4Na_(ж)  Ti_(тв) + 2NaCl_(ж)

Готовую реакционную массу, содержащую около 17% Ti, измельчают в молотковой дробилке. Выделение титана из измельченной массы производят выщелачиванием водой.