1.Опишите основные характеристики обогащения полезных ископаемых.
Обогащение полезных ископаемых — совокупность процессов первичной обработки минерального сырья, имеющая своей целью отделение всех ценных минералов от пустой породы, а также взаимное разделение ценных минералов. При обогащении возможно получение как конечных товарных продуктов (асбест, графит и др.), так и концентратов, пригодных для дальнейшей химической или металлургической переработки. Обогащение — наиважнейшее промежуточное звено между добычей полезных ископаемых и использованием извлекаемых веществ. Обогащение позволяет существенно увеличить концентрацию ценных компонентов. Содержание важных цветных металлов — меди, свинца, цинка — в рудах составляет 0,3—2 %, а в их концентратах — 20—70 %. Концентрация молибдена увеличивается от 0,1—0,05 % до 47—50 %, вольфрама — от 0,1—0,2 % до 45—65 %, зольность угля снижается от 25—35 % до 2—15 %. В задачу обогащения входит также удаление вредных примесей минералов (мышьяк, сера, кремний и т. д.). Извлечение ценных компонентов в концентрат в процессах обогащения составляет от 60 до 95 %.Схема обогащения сырья
Предварительное обогащение полезных ископаемых позволяет:
увеличить промышленные запасы минерального сырья за счёт использования месторождений бедных полезных ископаемых с низким содержанием полезных компонентов;
повысить продуктивность труда на горных предприятиях и снизить стоимость добываемой руды ;
повысить технико-экономические показатели металлургических и химических предприятий при переработке обогащённого сырья за счёт снижения затрат топлива, электроэнергии, флюсов, химических реактивов, улучшения качества готовых продуктов и снижения потерь полезных компонентов с отходами;
осуществить комплексное использование полезных ископаемых;,
снизить затраты на транспортировку;
выделить из минерального сырья вредные примеси, которые при дальнейшей их переработке могут ухудшать качество конечной продукции, загрязнять окружающую среду и угрожать здоровью людей.В зависимости от минерального состава и содержания полезных минералов, размеров вкраплений определяется обогатимость полезных ископаемых и выбирается схема обогащения полезных ископаемых, которая состоит из ряда последовательных процессов. Самая общая схема обогащения полезных ископаемых включает "разъединение" минералов, т.е. высвобождение их из сростков, что достигается дроблением и измельчением полезных ископаемых и "разделения" минералов собственно процессами обогащения. Обычно вначале проводится рудоподготовка, которая состоит из дробления, грохочения, а также усреднения материала. Дробление проводится в несколько стадий, между которыми можно выделять готовый продукт. Дроблёный продукт может подвергаться предварительному обогащению в тяжёлых средах или методами радиометрии, сортировки для удаления разубоживающих пород. Измельчение проводится для раскрытия руды, после которого минералы концентрируются гравитацией, магнитным обогащением или флотацией. Мельницы работают в цикле с классификатором для выделения продуктов нужной крупности.
МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ: Гравитационное обогащение, Флотация, Магнитная сепарация, Электрическая сепарация, Сухое обогащение, Мокрое обогащение, Использование центробежных сил
2.Раскройте процесс разработки технолого-минералогических аспектов эксплуатации открываемых месторождений.Выбор оборудования для добычи - одна из функций плана разработки. К факторам, учитываемым при выборе оборудования, относятся, в частности, топография шахты и окружающей территории, количество руды, которое должно быть добыто, скорость транспортировки, расстояние, на которое руда должна транспортироваться для обработки, и установленный срок существования разработки. Чем крупнее разработка, тем больше требуется оборудования для осуществления ее плана. Оборудование в целом должно быть настолько большим, чтобы экономически соответствовать масштабу разработки, учитывая возможности этого оборудования.
Две основные категории поверхностной разработки месторождений полезных ископаемых - это открыто-шахтная и открытая разработки, дающие вместе более 90% мировой поверхностной добычи полезных ископаемых. Основные различия между этими методами добычи - это расположение рудного тела и характер механического извлечения. Для добычи рыхлой породы этот процесс в основном непрерывный, так что последовательно осуществляются этапы извлечения и вывоза. Добыча твердой породы требует процесса, где непрерывность отсутствует: стадиям погрузки и вывоза предшествует бурение и взрывы. Методикаоткрытой добычи связана с извлечением рудных тел, которые находятся вблизи поверхности земли и относительно плоские или слоистые по своей природе и расположению минеральных пластов. Она использует ряд различных типов оборудования, включая землечерпалки, грузовой транспорт, скребковые экскаваторы, ковшовые колесные экскаваторы и скреперы. При большинстве открытых разработок имеют дело не с твердыми скальными отложениями. Наоборот, открыто-шахтная добыча применяется для извлечения твердой скальной породы, которая рассеяна и/или расположена в глубоких пластах и как правило недоступна для извлечения с помощью землечерпалки и грузового транспорта. Открыто-шахтным способом добываются многие металлы, например, золото, серебро и медь. Карьерная добыча - термин, используемый для описания специализированной методики открытой добычи, при которой очень плотная скальная порода извлекается из локализованных отложений. Добываемые при разработке карьера материалы или дробятся и ломаются, давая агрегатный или строительный камень - такой, как доломит и известняк, или комбинируется с другими веществами, давая цемент и известь. Строительные материалы получают из карьеров, расположенных в непосредственной близости от мест, где они могут быть использованы, так что транспортные расходы сводятся к минимуму. Карьеры размерного камня встречаются в местах, имеющих характеристики желательного минерала и могущих быть расположенными как близко, так и далеко от рынков сбыта; соответственно может быть проблема транспортировки.
Многие рудные тела слишком рассеянны и неправильны или слишком незначительны и глубоко расположены для того, чтобы их разрабатывать открытым или открыто-шахтным методами. Они должны извлекаться с привлечением более сложного подхода - подземной добычи. Для того, чтобы определить, когда приемлема открыто-шахтная добыча, надо принять во внимание ряд факторов, в том числе характер местности и высоту над уровнем моря данной точки и данного региона, удаленность, климат, инфраструктуру (дороги, наличие электричества и воды), влияние на окружающую среду, стабильность склонов, плотность отложения пустой породы, покрывающей руду, и транспортировку продукта.
3.Опишите основные стадии организации производства рения из растворов подземного выщелачивания урановых руд.Степень готовности проекта:
- разработана технология получения перрената аммония из растворов подземного выщелачивания полиэлементных урановых руд,- технология проверена в производственных условиях на одном из предприятий НАК «Казатомпром»,
- составлен технологический регламент,
- рассчитана себестоимость 1 кг соли перрената аммония, которая составляет -10 - 20 % от стоимости рения на мировом рынке на сегодняшний день.
Масштабы и области использования: урановые месторождения Казахстана содержат рений, ресурсы которого составляют от 110 до 200 т. Вскрытие руд осуществляют методом подземного выщелачивания (ПВ). В растворах ПВ наряду с ураном содержится и рений, концентрация его в растворах колеблется от 0,2 до 0,5 мг/дм3. Несмотря на низкую концентрацию его в растворах, общее количество металла с учетом объема перерабатываемых растворов представляет промышленный интерес. По предварительным расчетам на предприятиях НАК «Казатомпром» можно получать от 2 до 5 т перрената аммония в год.
Уникальные свойства рения предопределили широкое применение его в современных интенсивно развивающихся отраслях техники - атомная, авиакосмическая, ракетная, нефтехимия, энергетическая и др. В 21-м веке главными потребителями этого металла становятся нефтехимия, авиация, космос, что приведет к дефициту рения. В частности, только за счет производства в США 3000 тысяч истребителей нового поколения «StrikeFighter” и 6000 двигателей к ним дополнительно потребуется до 10 тонн рения в год, что не может быть удовлетворено при существующем его производстве.
Основные преимущества технологии:в -производство рения будут вовлечены растворы подземного выщелачивания урановых руд с концентрацией рения 0,2 – 0,5 мг/дм3,
-технология без значительных капитальных затрат органично впишется в существующее производство химического концентрата природного урана из растворов ПВ на урановых предприятиях Казахстана,-использование в технологии извлечения рения реагентов и оборудования, применяемых в производстве химического концентрата природного урана из растворов ПВ на урановых предприятиях Казахстана,-приведет к снижению себестоимости получения химического концентрата природного урана.