Глава 2. Обогащение полезных ископаемых (общие сведения)
2.1. Цель и задачи обогащения полезных ископаемых
Природное минеральное сырье, добываемое из недр земли, в большинстве случаев не может быть в естественном виде использовано в народном хозяйстве, поскольку не удовлетворяет требованиям по качеству. Непосредственная металлургическая или химическая переработка добываемых руд из-за низкого содержания полезного компонента, экономически невыгодна. Поэтому возникает необходимость предварительного повышения их качества.
Кроме того в добытых полезных ископаемых часто содержатся вредные компоненты. Например, кремнезем, сера и фосфор в железных рудах, фосфор в рудах титана и ниобия, железо в циркониевых рудах, сера в углях и т.д. Вредные примеси должны быть максимально удалены из руды до металлургической переработки, так как они ухудшают качество получаемого металла.
В связи с отмеченными обстоятельствами более 80 % добываемых полезных ископаемых подвергается обогащению.
Обогащение полезных ископаемых – это совокупность методов и процессов первичной переработки минерального сырья с целью концентрации ценных компонентов в кондиционных продуктах путем удаления пустой породы и разделения минералов.
При обогащении полезных ископаемых решаются следующие основные задачи:
• повышается содержание полезного компонента в сырье;
• из сырья удаляется большая часть вредных примесей;
• достигается однородность сырья по крупности и вещественному составу.
Обогащение полезных ископаемых производится на обогатительных фабриках, являющихся самостоятельными структурами или входящими в состав горно-обогатительных или горно-металлургических комбинатов.
В результате обогащения природного минерального сырья получают один или несколько концентратов и отходы (хвосты).
Концентратом называется продукт обогащения, имеющий более высокое по сравнению с рудой содержание полезного компонента и пригодный для дальнейшей переработки или непосредственного применения в народном хозяйстве. По содержанию основного полезного компонента, примесей, влаги и по гранулометрическому составу концентраты должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов, ОСТов или технических условий. Концентраты получают свое название по основному металлу или минералу (медный, свинцовый, рутиловый, лопаритовый и т. д.), концентрирующемуся в них в процессе обогащения.
Отвальными хвостами называются отходы обогащения, состоящие в основном из пустой породы и с незначительным содержанием полезных компонентов, извлечение которых технологически невозможно или экономически невыгодно.
Качество продуктов обогащения (концентратов) определяется содержанием в них ценных компонентов (полезных минералов), примесей и гранулометрическим составом.
На обогатительных фабриках, обрабатывающих некоторые неметаллические ископаемые, часто получают концентраты, представляющие собой окончательные товарные продукты (известняк, асбест, графит и т. д.), но в большинстве случаев процесс обогащения является промежуточным звеном между добычей сырья и металлургической плавкой (или химической переработкой) концентратов.
В результате обогащения достигается значительное повышение содержания полезных компонентов в концентратах по сравнению с рудой.
На ряде фабрик цветной металлургии в концентраты извлекаются более 93 % содержащейся в исходной руде меди, 82 – 90 % свинца и цинка, 70 – 85 % никеля, вольфрама, молибдена, олова и других металлов.
При обогащении полезных ископаемых важным является правильное определение глубины обогащения, определяющей содержания ценных компонентов в хвостах и продуктах обогащения. Для каждого вида сырья оптимальная глубина обогащения определяется путем технико-экономического обоснования, с учетом технологических, экономических и экологических факторов.