1 Жалпы мәлімет

1.1 Әртүрлі пайдалы қазбаларды қолдану кезінде байытудың рөлі және маңызы

Металдарды, көптеген түрлі шикізаттарды, отынды, сондай-ақ, құрылыс материалдарын алудың көзі болып пайдалы қазбалар саналады. Техниканың қазіргі даму сатысында табиғи минералды заттардан бағалы заттарды бөліп алып, халық шаруашылығында өнімді пайдалануға болса, онда оларды пайдалы қазбалар деп атаймыз. Пайдалы қазбаны жер үстіне шығару үшін жүргізілетін көлемді өндіріс үдірістерін пайдалы қазбаны алу деп атайды. Пайдалы қазбаның жерасты шоғырланған түрін кенорны дейді. Кен деп оның құрамынан бір не бірнеше бағалы элементтерді тиімді түрде бөліп алуға жарайтын пайдалы қазбаларды атаймыз. Демек, кен көптеген минералдардан тұрады. Олардың кейбірінің құрамында бағалы элементтер болса, көпшілігі тау жынысына жатады. Пайдалы қазбаны қоршап жатқан, сол сияқты, оның құрамына кіретін тау жыныстарын бос жыныстар деп атайды. Кендер құрамдарына және қасиеттеріне қарай көптеген топтарға бөлінеді. Мысалы, құрамында қандай металдар болуына байланысты түсті, қара, асыл, радиоактивті, сирек кездесетін металдар кендері болып бөлінеді. Бағалы заттардың қандай минералдар түрінде кездесуіне байланысты кендер күкіртті, тотықты және аралас кендер деп аталады. Құрамындағы металдардың санына байланысты бір металды не көп металды болып бөлінеді. Әдетте, кендердің көпшілігі көп металды болып кездеседі. Металл мөлшерінің аз не көп болуына байланысты кендер бай, кедей және өте кедей болып бөлінеді. Бірақ оларды былай бөлу тек шартты ұғым. Мысалы, молибден кенінде оның мөлшері 0,1-0,2 % болса ол бай кенге жатады, ал мырыш не қорғасын кендерінде олардың мөлшері жоғарыдағыдай болса олар өте кедей деп есептелінеді. Пайдалы қазба дегеніміз салыстырмалы түсінік. Тау жыныстары кейде пайдалы қазба ретінде өндірілсе, ал кейде бос жыныстар қатарына жатады. Мысалы, әдейі арналған қорлардан алынатын әктас (известняк), шойын қорытқанда оған флюс ретінде қолданылады, ал шақты астындағы қазбаларды жүргізгенде оларды бос жыныстар қатарына жатқызады.

Пайдалы қазбалар жер қойнауында қатты, сұйық, газ түрінде кездеседі. Қаттысына - көмір, металл кендері, тұздар, құрылыс материалдары және т.б., сұйық қазбаларға – мұнай, тұз қосындылары, минералды сулар, ал газдысына – табиғи жанғыш және инерттік газдар жатады.

Өндірісте қолдану аясына байланысты пайдалы қазбаларды бірнеше жүйеге бөледі:

- металды кендер. Металды кендердің құрамына металды қасиеті бар элементтер кіреді (темір, марганец, ванадий, хром, алтын, қорғасын, мырыш, алюминий, қалайы, мыс, никель, вольфрам, молибден, кобальт, титан, бериллий, ниобий, сурьма, висмут, сынап және т.б.);

- металсыз кендер. Металсыз кендердің құрамына металдық қасиеті жоқ элементтер кіреді, мысалы, фосфор, күкірт, графит, алмаз, фтор және т.б.;

- отын кендері (көмір, жанартастар, мұнай, жанғыш саздар және т.б.). Бұл көрсетілген қазбалар қазіргі кезде тек отын ретінде ғана емес, сонымен қатар, шикізат ретінде де химия өндірісінде қолданылады;

- кенді қазбаларға жатпайтындары - тұздар (ас тұзы, калий тұзы, магний тұзы және т.б.); түрпілі (абразивный) материалдар (жонатын, ыспалайтын, өңдейтін, жылтыр тастар - корунд, наждак, пемза, кремень, алмас, гранат және т.б.); керамика, шыны және оқшаулау материалдары (асбест, қышқылға және отқа төзімді саздар, кварц, дала шпаты, слюда, тальк және т.б.); құрылыс материалдары (асфальт, гипс, тақтатас, әк тас, саз, құм, қиыршық тас, мрамор, тасты құрылыс материалдары, цементтер және т.б.); өндіріс материалдары (барит, графит, магнезит, мел, күкірт, бояу минералдары, баспа тастары және т.б.); минералды тыңайтқыштар (апатит, фосфорит, калий тұздары және т.б.); түсті қымбат тастар (алмаз, аквамарин, гранат, опал, бирюза, янтарь, малахит. яшма және т.б.); техникалық тастар (шпат, агат, хрусталь және т.б.); табиғи газдар (оттегі, азот, аргон, гелий, метан және т.б.); радиоактивтік және сирек элементтер (радидің, уранның, литидің, рубидидің және т.б.) қосындылары.

Көрсетілген жүйелер келісімді түсініктер ретінде берілген, өйткені кейбір минералдар және тау жыныстары бірнеше топтарға жатуы мүмкін. Мысалы, алмаз бір жағынан түрпілі, екінші жағынан құнды материалдарға, ал хлорлы калий бір жағынан тұздар тобына, екінші жағынан тыңайтқыштарға жатады.

Адамзатқа қажетті металдар және бағалы заттар кен немесе пайдалы қазбалардан алынады. Олардың құрамына бір немесе бірнеше бағалы минералдар және көптеген тау жыныс минералдары кіреді.

Минералдар деп бір элементтен немесе бірнеше элементтерден тұратын химиялық қосылыстар аталады. Бір элементтен ғана тұратын минералдарға мысалы, алтын, күміс, платина, басқа асыл металдар, күкірт, алмаз, графит жатады. Минералдардың көпшілігі құрамына екі немесе одан көп элементтер кіретін химиялық қосылыстардан тұрады. Жер қойнауынан табылған минералдар саны қазір үш мыңнан асты. Оларды химиялық құрамына қарай екі топқа бөлуге болады: күкіртті және тотықты минералдар.

Пайдалы қазбаларды байыту деп жер қойнауынан қазып алынған минералды шикізаттардың алғашқы өңдеу үдірістерінен өту жиынтығын атайды. Осының салдарынан бос жыныстан пайдалы минералдар бөлініп алынады. Байытудың арқасында бір немесе бірнеше минералдардың (өнімдердің) бөлініп алынуын концентрат деп атайды. Алғашқы шикізаттың мөлшерімен салыстырғанда концентраттағы құнды компоненттің мөлшері біршама жоғары болады (кей кездері он еседен артық). Себебі құнды компоненттің көп бөлігі бір өнімге (концентратқа) ауысады. Ал байыту үдірісі арқасында алынған қалған өнім қалдық деп аталады. Қалдық ең бастысы бос жыныстың минералдарын құрайды.

Құнды немесе пайдалы компонент деп табиғи минералды немесе элементті алу мақсатымен өндірілген пайдалы қазбаны атаймыз (мысалы, мыс кенінен мысты, қорғасын-мырыш кенінен қорғасын мен мырышты, темір кенінен темірді және т.б.). Пайдалы қазбалардың құрамында негізгі компоненттермен қатар басқа да компоненттер болуы мүмкін. Олар негізінде қоспалар деп аталады. Қоспалар пайдалы және зиянды болуы мүмкін.

Пайдалы қазбалардың құрамында табиғи қосындылардың немесе элементтердің болуы арқасында олардың сапасы артылса, онда оларды пайдалы қоспалар деп атайды (мысалы, темірді балқыту кезінде темір кендерінің құрамында ванадий, вольфрам, марганец, молибден және хром қатысқан жағдайда онын сапасын арттырады).

Пайдалы қазбалардың құрамында табиғи қосындылардың немесе элементтердің болуы арқасында олардың сапасы төмендесе, онда оларды зиянды қоспалар деп атайды (мысалы, темір кендерінің және коксты көмірлердің құрамында күкірт пен фосфор қатысқан жағдайда онын сапасын кенеттен төмендетеді).

Кейбір пайдалы қазбалардың кесектіктері (энергетикалық көмірлердің, темірлік, хромдық және басқада кендердің) олардың сапасына біршама әсер етеді. Осындай пайдалы қазбаларды сорттау және кесексіздендіру олардың сапасын арттырады.

Пайдалы қазбаларды байыту технологиялары байыту фабрикаларында жүзеге асырылатын бірнеше тізбектелген операцияларды құрайды. Байыту фабрикалары деп байыту әдісімен пайдалы қазбаларды өңдеп, олардан бір немесе бірнеше құндылығы жоғары және зиянды қоспалары аз товарлық өнімдерді шығаратын өнеркәсіпті атайды. Осы заманғы байыту фабрикалары жоғары дәрежеде механикаландырылған және автоматтандырылған, сондай-ақ, пайдалы қазбаларды қайта өңдеу технологиялық схемаларымен жабдықталынған.