1.2.2 Классификация руд

По вещественном составу рудное сырье подразделяют на руды:

- черных металлов (Fe, Mn, Cr, Титан)

- цветных металлов (Cu, Ni, Pb, Zn, Mo, олово)

- редких металлов (литий, рубидий, церий, цезий, редкоземельные – 14 элементов периодической системой Менделеева с номером от 58 до 71, лантаноиды)

- благородных металлов (Au, Ag, Pt, платиноиды: осмий, иридий, палладий, рутений, родий)

- радиоактивных металлов (торий, урансодержащие руды, минералы урана).

Руды подразделяются на:

- монометаллические

- полиметаллические.

Монометаллические руды содержат один металл (Си или Мо, Zn или Pb).

В большинстве случаев руды содержат несколько металлов и относятся к полиметаллическим. (Например: медные минералы ассоциируют с молибденитом, пирротином, галенитом, сфалеритом).

Не все металлы имеют промышленное значение, но при комплексном обогащении их попутное извлечение становится экономически целесообразным.

По минеральному составу руды подразделяются на:

- самородные

- сульфидные

- несульфидные

- окисленные

- смешанные

Самородные: золото, серебро, платина, медь, сера.

Сульфидные: соединения металлов с серой,

например: PbS- галенит, свинцовый блеск, содержит 86 % Pb

CuFeS2- халькопирит, содержит 34% Си

CuS- ковеллин, содержит 68% Cu

MoS2- молибденит, содержит 60% Мо и т.д.

Несульфидные в свою очередь подразделяются на

- окислы (куприт Cu₂O- содержит 88%Cu, касситерит SnO₂ – содержит 78,6% Sn),

- карбонаты (церрусит PbCO₃- содержит 83% Pb, кальцит CaCO₃- содержит 60-90% Са),

- силикаты (цирконий ZrSiO₄- содержит 67% двуокиси Zr).

По содержанию металла различают руды:

- богатые;

- бедные;

- забалансовые.

Различают руды вкрапленные и сплошные.

Во вкрапленных рудах зерна ценных минералов рассеяны в массе минералов пустой породы.

Сплошные руды состоят главным образом из ценных минералов и содержат небольшое количество минералов пустой породы.

По размеру вкрапленности зерен ценного компонента руды бывают:

- с весьма крупной вкрапленностью > 20мм

- с крупной вкрапленностью > 2 мм

- с мелкой вкрапленностью 0,2-2 мм

- с тонкой вкрапленностью < 0,2-0,02 мм

- с весьма тонкой вкрапленностью < 0,02-0,002 мм

- субмикроскопическая вкрапленность < 0,002-0,0002 мм

- коллоидно-дисперсная вкрапленность < 0,0002 мм

Такие руды требуют тонкого измельчения для того, чтобы раскрыть и освободить ценные минералы от сростков с пустой породой. 96% руд цветных металлов подлежат обогащению, 60-70% железных руд подвергаются обогащению.

Лекция 2. Классификация методов обогащения

План лекции

2.1 Продукты и показатели обогащения

2.2 Методы обогащения полезных ископаемых

2.3 Операции и процессы обогащения

2.1 Продукты и показатели обогащения

В процессе обогащения руд получают различные продукты (рис. 2.1):

-концентрат (один или несколько);

- отвальные хвосты;

- промежуточный продукт.

Исходная руда

Рис. 2.1 Продукты обогащения

Исходная руда это горная масса, поступающая из шахт или карьеров состав которой должен быть постоянным. Для чего используется усреднение.

Концентратом называется продукт, который имеет повышенную, по сравнению с рудой, массовую долю полезного компонента, удовлетворяющюю ГОСТам, ОСТам, ТУ, в которых указывается минимальное содержание ценного компонента и максимально допустимое количество вредных примесей. Название концентрата определяется по металлу (Pb концентрат, Си концентрат, Zn концентрат, Cu-Ni коллективный концентрат, Cu-Mo концентрат).

Хвостами называются отходы обогащения с большим количеством пустой породы и незначительным (часто называемым отвальным) количеством ценного компонента.

Промежуточные продукты - по величине массовой доли ценного компонента занимают промежуточное значение между концентратом и хвостами и должны подвергаться дальнейшему обогащению (направляются в оборот или подвергаются специальному химико-металлургическому переделу).

Концентраты и хвосты являются окончательными или конечными продуктами обогащения.

Для оценки обогатительных процессов существуют различные показатели.

Степень сокращения:

где W_р – количество руды;

W_к – количество концентрата.

Степень сокращения характеризует, во сколько раз уменьшилось количество руды в результате обогащения и определяет, сколько нужно переработать сырья для получения определенного количества концентрата.

Выход продукта:

где W_i – количество i-ого продукта;

W_р – количество руды.

Выход - это отношение массы продукта обогащения к массе исходной руды, выраженное в процентах.

- Массовая доля ценного компонента - это отношение массы ценного компонента к массе продукта, в котором он находится.

Определяется обычно химическим анализом в % или г/т (для благородных металлов, табл. 2.1).

Обозначается:

α - массовая доля металла в исходной руде

β - массовая доля металла в продуктах обогащения

Массовая доля полезного компонента в концентрате характеризует его качество.

Таблица 2.1

Примеры руд и концентратов с различной массовой долей

Ценный компонент	Массовая доля ценного компонента в руде	Массовая доля металла в концентрате
Pb	1-3	60-70
Cu	0,5-2	20-40
Zn	1,5-3	45-50
WO3	0,06-0,4	55-65
Mo	0,1-1(0,05-0,5)	48-50
Zr	1-4	45-56
Nb	0,1-0,3	50-60
Fe	29-40	62-68

Извлечение ценного компонента - это отношение массы полезного компонента в продукте обогащения к массе полезного компонента в исходной руде, выраженное в процентах.

Связь основных показателей:

где γ - выход продукта, %

β - массовая доля металла в продукте обогащения, %

α - массовая доля металла в исходной руде, %

Уравнения технологического баланса:

Из уравнений следует:

Количество металла в руде равно сумме его количеств в концентрате и хвостах.

Баланс ценного компонента:

где - количество металла в исходной руде

- количество металла в концентрате

γ_хвβ_хв – количество металла в хвостах

Степень обогащения или степень концентрации:

где: α - массовая доля в исходной руде, %;

β - массовая доля в продукте обогащения, %.

Степень обогащения характеризует, во сколько раз массовая доля ценного компонента в концентрате повысилось по отношению к массовой доле его в руде в результате обогащения.