16. Какое предназначение и сущность основных методов обогащения железных руд и их эффективность?

Обогащения-операция, в результате которой повышается концентрация полезного элемента в результате удаления максимально возможного количества пустой породы. В обогатительной промышленности используют разнообразные методы обогащения полезных ископаемых простым методом обогащения является промывка. Обогащению промывкой подвергают бурые железняки, мартиты, ряд марганцевых руд, а иногда и известняки. Промывку руд производят обычно в бутарах – вращающихся барабанных грохотах цилиндрической, конической или пирамидальной формы. Отличие их от обычных барабанных грохотов состоит в том что внутрь бутары подается вода, под действием которой происходит размывание пустой породы и ее удаление через отверстия в боковой поверхности барабана. Гравитационные методы обогащения основаны на различии плотности минералов пустой породы и железосодержащих минералов. К статическим методам гравитационного обогащения относят обогащение в тяжелых суспензиях. Принцип заключается в том что раздробленная до необходимой крупности руда помещается в жидкость, плотность которой имеет промежуточное значение между плотностью окисла железа и плотностью пустой породы. В такой жидкости более легкая пустая порода всплывает, а более тяжелые окислы железа тонут. В этом случае сепарация не зависит от крупности кусочков породы. Широкое распространение получил метод гравитационного обогащения – отсадка. Слой руды, расположенный на решетке пронизывается восходящим потоком воды, скорость которого должна быть больше скорости падения частиц. Через некоторой время происходит расслоение руды: внизу сосредотачивается тяжелые частички, а сверху-хвосты. Наиболее эффективным методом обогащения является магнитная сепарация, основанная на различии магнитных свойств некоторых железосодержащих минералов и минералов пустой породы. Она осущ-ся в аппаратах-магнитных сипаратарах. Имеются разнообразные типы магнитных сепараторов. раздробленная до необходимой крупности руда подается тонким слоем в рабочую зону аппарата, где создано магнитное поле. Под действием силы тяжести частички, не обладающие магнитными свойствами, свободно удаляются из этой зоны. Обогащение методом флотации основано на различии в поверхностных свойствах, в частности способности смачиваться жидкостью зерен полезных минералов и частиц пустой породы.

2 0. Проведите диаграмму равновесного состояния оксидов железа и газа н2. Приведите реакции восстановления оксидов железа газом н2?

Основная задача доменного процесса - обеспечение как можно более полного извлечения железа из этих оксидов пу­тем их восстановления. Восстановление заключается в отня­тии кислорода от оксида и получении из него элемента (или же оксида с меньшим содержанием кислорода). Его осуществ­ляют с помощью восстановителя - вещества, к которому пе­реходит кислород благодаря тому, что у восстановителя большее химическое сродство к кислороду, чем у восстанав­ливаемого элемента. Таким образом в процессе восстановле­ния одно вещество теряет кислород (восстанавливается), а другое приобретает его (окисляется). В общем виде процесс восстановления описывается уравнением:

                                           МО+В = М+ВО,          (1)

где М - восстанавливаемый металл; В - восстановитель;

МО - восстанавливаемый оксид; ВО - оксид восстановителя.

В соответствии с выявленными акад. А.А.Байковым зако­номерностями восстановление оксидов железа протекает сту­пенчато от высших к низшим:

                    Fе₂О₃ – Fе₂О - FeO - Fe.

Поскольку при температурах ниже 570 ⁰С оксид FeO неустойчив и разлагается (на Fе₂О и Fe), схема восста­новления при температурах ниже 570 ⁰С следующая:

                                      Fе₂О₃ – Fе₂О -  Fe.

Косвенное восстановление водородом, содержание которо­го в атмосфере доменной печи может достигать 8-12 %, про­текает по следующим реакциям:

          3Fе₂О₃ + Н₂. = 2Fе₃О₄ + Н₂О - 4200;

        Fе₃О4 + Н₂ = 3FеО + H₂O - 62410;

FеО + Н₂ = Fе + H₂0 - 27800.