МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Донецький національний технічний університет

Кафедра Корисних копалин і екологічної геології»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни:

«Основи переробки та збагачення корисних копалин»

для студентів спеціальності 7.070701.01 «Геологічна зйомка, пошуки і розвідка»

Напрям підготовки 0707 «Геологія»

Розробив: Розглянуто на засіданні

__________ст. викладач Лубочніков А.М. кафедри корисних копалин і екологічної геології

«____» _______________________2010р. «____»_____________2010р.

протокол № 1

Завідувач кафедри

________проф. Волкова Т.П.

Затверджено на засіданні навчально-методичної комісії зі спеціальності 7.070701.01 «Геологічна зйомка, пошуки і розвідка»

Голова комісії

_____________ проф. Волкова Т.П.

Донецьк 2010р.

Лекция №1-2 Общие сведения

Полезные ископаемые это природные минеральные образования, которое при современном уровне развития техники могут с достаточной эффективностью использоваться в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной обработки.

Полезные ископаемые, извлеченные из недр, становятся минеральным сырьем.

По условиям образования различают полезные ископаемые эндогенные, экзогенные и метаморфогенные. Кроме того, по условиям образования различают полезные ископаемые органического и неорганического происхождения.

По физическому состоянию различают твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

По условиям залегания пластовые, жильные, штоки, штокверки и пр..

По характеру использования полезные ископаемые подразделя­ются на несколько групп:

1. Металлические (руда);

2. Неметаллические;

3. Горючие ископаемые.

До недавнего времени рудами называли только те агрегаты, из которых извлекали металлы. В настоящее время термин руда распространен и на некоторые неметаллические полезные ископаемые (руды асбеста, апатита, бора и др.)

Неметаллические ископаемые объединяют группу полезных ископаемых, которые используются в естественном виде (например, каменная соль, гипс, строительные камни и др.), так и в качестве сырья различных отраслей промышленности.

В группу неметаллов входят:

• строительные материалы (естественные строительные камни, цементное сырье, гравий, пески, строительные глины);

• индустриальное сырье (слюды, асбест, графит, магнезит);

• химическое минеральное сырье.

Горючие ископаемые:

• твердые (торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит, горючие сланцы);

• жидкие (нефть);

• газообразные (горючие газы).

Важнейший для человечества полезное ископаемое – вода - изучается наукой, которая называется гидрогеология.

Месторождение полезного ископаемого – естественное скопление полезного ископаемого в земной коре, разработка которого при данной экономической конъектуре может считаться целесообразной.

К месторождениям полезных ископаемых промышленность предъявляет определенные требования (кондиции) в отношении мощности залежи и качества полезного ископаемого. Они неодинаковы для различных видов полезных ископаемых и для разных месторождений одного вида полезного ископаемого.

Кондиции определяются рядом факторов:

1. экономическими условиями;

2. масштаба месторождения;

3. количества полезного ископаемого, залегающего в недрах;

4. горно-геологическими условиями (устойчивость боковых пород, угол падения тела полезного ископаемого);

5. ценностью полезного ископаемого;

6. состоянием горной техники и методов разработки.

С изменением экономических условий и состоянии техники изменяются и кондиции.

Поэтому сами понятия полезного ископаемого и месторождения являются относительными. Некоторые породы, которые еще недавно не находили применения в народном хозяйстве, стали важными полезными ископаемыми (апатиты, нефелиновые сиениты – для получения алюминия и др.); слабо оруденелые породы (медно-порфировые руды, породы минерализованные танталом, оловом, молибденом и вольфрамом) в настоящее время являются нормальными промышленными рудами.

По своему значению полезные ископаемые могут быть общегосударственного и местного значения. Распределение запасов по значению осуществляется Кабинетом Министров Украины по представлению Государственной службы геологии и недр.

Добываемая из недр Земли горная масса представляет собой смесь кусков различной формы и размера, которая состоит из минеральных зерен с различными физическими, физико-химическими и химическими свойствами.

Эффективность использования полезного ископаемого зависит главным образом от содержания в ней полезного компонента и наличия вредных примесей.

Содержание полезных компонентов в сырье, которое добывается, может составлять:

• доли процента (медь, никель, кобальт и др..);

• несколько процентов (свинец, цинк и др.);

• нескольких десятков процентов (железо, марганец и др.)..

Непосредственная переработка таких полезных ископаемых технически и экономически нецелесообразна. Поэтому в большинстве случаев полезные ископаемые подвергаются специальной переработке с целью их обогащения.

Обогащение полезных ископаемых - это совокупность процессов первичной переработки минерального сырья с целью повышения концентрации полезных компонентов путем их отделения от пустой породы и вредных примесей, которые не представляют практической ценности в данных технико-экономических условиях.

При развитии техники и технологии обогащения отходы могут быть использованы как исходное сырье для дальнейшей переработки или как конечный продукт определенного назначения.

Современные тенденции развития обогащения направлены на комплексное использование всех компонентов полезных ископаемых и создание безотходной технологии переработки.

Предварительное обогащение полезных ископаемых позволяет:

• увеличить промышленные запасы минерального сырья за счет использования месторождений бедных полезных ископаемых с низким содержанием полезных компонентов;

• повысить производительность труда на горных предприятиях и снизить стоимость руды, добываемой за счет механизации горных работ и сплошной выемки полезного ископаемого вместо выборочной;

• повысить технико-экономические показатели металлургических и химических предприятий при переработке обогащенного сырья за счет снижения расхода топлива, электроэнергии, флюсов, химических реактивов, улучшение качества готовых продуктов и снижение потерь полезных компонентов с отходами. Например, повышение содержания железа в железорудном концентрате с 60% до 65% повышаем производительность доменной печи на 24-25%, снижает расход кокса на 80кг, флюса на 75кг на 1т чугуна;

• осуществить комплексное использование полезных ископаемых, так как предварительное обогащение позволяет исключить из него не только основные полезные компоненты, но и сопутствующие, содержащихся в малых количествах;

• снизить затраты на транспортировку к потребителям более богатых продуктов, а не всего объема добытой горной массы, содержащей полезное ископаемое;

• выделить из минерального сырья вредные примеси, которые при последующей ее переработке могут ухудшать качество конечной продукции, загрязнять окружающую среду и угрожать здоровью людей. Например, снижение содержания серы в коксе на 1% снижает его расход при доменной плавке на 17% и увеличивает производительность доменной печи на 15%.