1 Методы обогащения руды

Процесс обогащения руды включает в себя следующие основ­ные этапы:

а)дробление и сортировка руд по крупности с целью получения оптимальных для плавки размеров кусков руды;

б)обогащение руды — получение концентрата с более высоким содержанием металла в шихте.

При обогащении руд используются способы, базирующиеся на различии физико-химических свойств содержащихся в руде мине­ралов: плотности, магнитной восприимчивости, смачиваемости по­верхности различными жидкостями.

Промывка руды применяется при хорошей размываемости ми­нерала. Основными агрегатами для обогащения промывкой явля­ются бутары — вращающиеся барабанные грохоты (разделители) с решетчатой поверхностью (рис. 2.1), корытные мойки, промывоч­ные башни и др. При промывке в бутаре руда внутри вращающегося конического барабана скользит и перекатывается по стенкам, одновременно перемещаясь вдоль направления движения. При этом куски руды разбиваются, ударяясь о короткие уголки, укрепленные внут­ри бутары под прямым углом к направлению скольжения. Вода, подаваемая из расположенной вдоль барабана оросительной трубы, способствует разрыхлению руды и растворяет часть пустой породы. Затем образовавшийся раствор вместе с мелкими зернами руды про­ходит через отверстия барабана, а крупные куски отмытого матери­ала удаляются из бутары через разгрузочное устройство.

Гравитация. Гравитационное обогащение основано на разделе­нии минералов по плотности. Гравитация может быть мокрой или воздушной. При мокрой гравитации в качестве жидкости чаще все­го используется вода. Кроме воды используются как органические жидкости, так и тяжелые суспензии (взвеси тонкого твердого по­рошка). В частности, при обогащении железных руд и руд цветных металлов этот порошок изготавливают из ферросилиция или свинцо­вого блеска соответственно. При этом руду погружают в жидкость с плотностью, большей плотности пустой породы. В результате легкие частицы пустой породы всплывают на поверхность, а зерна тяжелого рудного минерала осаждаются на дно.

При гравитационном обогащении I методом отсадки используются отса­дочные машины и другие аппараты. Основной частью отсадочной маши­ны (рис. 2.2) является резервуар с жидкостью. На металлическое реше­то 4, расположенное ниже уровня жидкости, подается пульпа, представ­ляющая собой смесь жидкости и мел­ких твердых частиц обогащаемой по­роды. Посредством диафрагмы 2, в отверстиях решета 4 и между кусоч­ками руды создается пульсирующий (изменяющий свое направление с частотой от 100 до 4000 раз в мину­ту) поток воды с амплитудой коле­баний 0,5—8 см. В результате этого зерна легкого минерала перемещают­ся в поверхностный слой пульпы и уносятся горизонтальным потоком жидкости через разгрузочный желоб 5 в другую емкость. Куски тяжелого минерала, оседая на дне решета, про­валивают через его отверстия и скапливаются в бункере. Отсад­ка бывает эффективнее при близких размерах кусков руды.

Магнитная сепарация — это метод разделения железосодержащих минералов от частиц пустой породы или другой руды посредством использования различия их магнитных свойств. Для этого в магнитное поле вводится руда, содержащая магнитный минерал. Намагничиваясь, зерна магнитного минерала перемещаются в сто­рону притягивающего их магнита. При этом они преодолевают по­стоянно действующие центробежные силы, силы тяжести и др. Под действием этих сил зерна немагнитных минералов движутся в дру­гом направлении.

представлена схема простейшего барабанного маг­нитного сепаратора для сухого обогащения. Неподвижный электро­магнит / размещен во вращающемся барабане. Немагнитный мате­риал 4, попавший на поверхность барабана, падает с него в первой четверти оборота, а куски магнитного минерала задерживаются до выхода их из поля магнитного сердечника. Повторной сортировке обычно подвергается материал упавший в промежутке.

Флотация основывается на различ­ной смачиваемости жидкостью повер­хности тех или иных минералов. Это позволяет селективно выделять их на поверхности в виде минерализованной пены, пленки или слоя. Указанный процесс обусловлен тем, что одни ми­нералы не смачиваются водой, прили­пают к пузырькам воздуха, всплывают с их помощью на поверхность зеркала ванны и «флотируют», образуя мине­рализованную пену. Минералы, кото­рые смачиваются водой, не прилипа­ют к воздушному пузырьку и остаются в пульпе. Ряд органических и неорга­нических веществ могут избирательно адсорбироваться на поверхности минералом и регулировать их гидрофобные свойства. Среди них выделяют следующие функциональные реагенты: вспениттели, обеспечиваю­щие устойчивость пузырьков пены и препятствующие объединению мелких пузырьков в крупные (сосновое масло и др.); коллекторы (со­биратели) — сложные органические вещества, которые уменьшают смачиваемость ряда минералов водой и этим облегчают их сцепление с пузырьками воздуха. В частности, в качестве коллекторов при фло­тации сульфидных минералов используются ксантогенаты (продукты взаимодействия сероуглерода, щелочи и спирта).

При флотации часто применяют также депрессоры (неорганичес­кие электролиты, например, NaCN,, СаО), которые препятствуют воздействию коллектора на ряд минералов. Флотация широко при­меняется для обогащения руд цветных металлов.

Агломерация это процесс изго­товления кускового пористого офлю­сованного материала Щ агломерата, протекающий при спекании шихты Ц частности, при обжиге железной руды), При агломерации одновремен­но происходит удаление ирелцых примесесей (серы, частично мышьяка) из шикты.

Окатывание — это процесс окусковывания тонко концентратов (диаметром 0,5 мм), обладающих пониженной проницаемостью, для придания им формы шариков диаметром но 30 мм (окатышей), а также необходимых эксплуатационных процесс окатывания состоит нескольких операций

• увлажнения (влажность 8—10%) шихты, состоящей ценных концентратов, флюса, топлива;

• обработки шихты во вращающихся барабанах (или тарельчатых чашах) для придания ей формы (окатышей) диамет­ром до 30 мм;

• упрочнения окатышей сушкой при 300—500;

• обжига при 1200—1350*С с предварительным подогревом до 800-1200