Технології збагачення сировини

Збагачення корисних копалин має найважливіше народногосподарське значення, незважаючи на додаткові витрати, тому що воно забезпечує: можливість розширення сировинної бази промисловості за рахунок комплексного використання сировини й залучення в експлуатацію бідних корисних копалин; більш повне використання виробничого встаткування за рахунок висококонцентрованої сировини; економію транспортних засобів; поліпшення якості готової продукції.

У промисловості застосовують попередню підготовку сировини і збагачення корисних копалин. Залежно від вимог технологічного процесу попередня підготовка сировини складається (крім сортування) у здрібнюванні матеріалів (наприклад, апатито-нефелиновой породи для виробництва фосфорних добрив) або, навпаки, в укрупненні (брикетуванні) часток сировини і агломерації. Процеси брикетування і агломерації застосовуються, наприклад, у металургії при виробництві чавуну зі здрібнених руд, з колчеданних недогарків.

Метою збагачення є одержання сировини з можливо більшим утримуванням корисних елементів. При збагаченні виходять дві або кілька фракцій. Фракції, збагачені одним з корисних компонентів, називаються концентратами, а фракції, що складаються з мінералів, не використовуваних у даному виробництві, тобто порожньої породи, називаються хвостами. Велике значення збагачення полягає в тому, що одержувані концентрати мають стандартні, постійні і більш однорідний, чим вихідна сировина, склад і властивості. Методи збагачення сировини залежать від агрегатного стану вихідних корисних копалин і від властивостей основних компонентів. Наприклад, види збагачення мінеральної сировини (у твердому стані) підрозділяються на механічні, фізико-хімічні і хімічні і основані на розбіжності в таких властивостях, як щільність, розмір і форма зерен, міцність, електропровідність, вологість, розчинність, магнітна проникність і ін.

Найбільш широко застосовувані механічне збагачення, - просівання, гравітаційний поділ, електромагнітна сепарація, електростатичне збагачення, термічний поділ і ін. Наприклад електромагнітна сепарація застосовується для відділення магнітних матеріалів від немагнітних - порожньої породи. Просівання засноване на тім, що мінерали, які входять до складу сировини, розділяються на фракції по крупности. Гравітаційний поділ заснований на розходженні швидкостей осадження часток у рідині або газі залежно від щільності часток. Гравітаційне збагачення сировини буває сухим і мокрим.

До фізико-хімічних способів збагачення сировини відносять флотационный метод, заснований на різної смачиваемости компонентів, що входять до складу сировини. Більшість мінералів у природних умовах мало відрізняються по смачиваемости друг від друга. Для їхнього поділу створюють умови неоднакового змочення окремих компонетов породи, що досягається застосуванням флотареагентів: пенообразователей, збирачів, регуляторів і активаторів флотації, а також подавлювачів, які здатні перешкоджати спливанню певних мінералів. Досить ефективним видом збагачення є селективна флотація, проведена кілька разів у кілька стадій. Селективною флотацією поліметалевої мідної руди одержують до 10 концентратів окремих мінералів, а під водою залишається порожня порода; при цьому витрати флотареагентів становить 100 г на 1 т породи.

Рідкі розчини різних речовин концентрують випарюванням, виморожувановим, виділенням домішок в осад або газову фазу. Газові суміші розділяють на компоненти за допомогою різних фізичних і фізико-хімічних методів: таких, як поглинання окремих газів рідинами (абсорбція) або твердими поглиначами (адсорбція) або поділом зріджених газів на фракції й ін.

Хімічні способи збагачення ґрунтуються на різній розчинності частин сировини в тім або іншому розчиннику або на різній здатності сировини вступати в ті або інші хімічні реакції (наприклад, на різному відношенні до реакцій окислювання, розкладання, відновлення). Хімічні способи збагачення особливо поширені в металургії й основній хімічній промисловості; у такий спосіб розділяють золото й срібло, що втримуються в незначних кількостях у рудах (шляхом взаємодії їх із ртуттю, ціаністим натрієм, хлором). До операції хімічного збагачення відносять також випал мінералів з метою розкладання карбонатів, видалення кристаллизационной вологи, випалювання органічних домішок і інших процесів, що приводять до збільшення концентрації корисного компонента в продукті збагачення. Всі ці операції є в більшості типових хіміко-технологічних процесів.