Корисних копалин збагачення - Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія
Корисних копалин збагачення

КОРИ́СНИХ КОПА́ЛИН ЗБАГА́ЧЕННЯ – сукупність процесів первинного оброблення мінеральної сировини з метою відокремлення від порожньої породи всіх цінних мінералів з подальшим їх розділенням (див. також Корисні копалини). За призначенням процеси перероблення корис. копалин поділяють на підготовчі, осн. (збагачувальні) та допоміжні (завершальні). Підготовчі процеси – дроблення, подрібнення, грохочення та класифікації – призначені для розкриття або відкриття зерен корис. компонентів (мінералів), що вхо­­дять до складу корис. копалини, і розділення її на класи круп­­ності, що задовольняють технол. вимоги наступ. процесів збагачення. Серед осн. процесів – гравітац., магнітні, флотац., бак­­теріальні. Вони призначені для розділення вихід. мінерал. сировини з розкритими або відкритими зернами корис. компонента на відповідні продукти. Завершал. операції – згущення пульпи, зневоднення та сушка продуктів збагачення – дозволяють одержати кондиційні про­­дукти збагачення, а також регенерувати оборотні води. Під час К. к. з. можливе отримання як кінцевих товар. продуктів (вапняк, азбест, графіт та ін.), так і концентратів, придатних для подальшого хім. або металург. перероблення. Збагачення – найважливіша проміжна ланка між видобуванням корис. копалин і їхнім використанням. У основі його теорії лежить аналіз властивостей мінералів і їхніх взаємодій у процесах розділення – мінералургія. К. к. з. дозволяє суттєво збільшити концентрацію цінних компонентів. Уміст важких кольор. металів міді, свинцю, цинку в рудах становить 0,3–2 %, а в їх концентратах – 20–70 %. Концентрація молібдену збільшується від 0,1–0,05 % до 47–50 %, вольфраму – від 0,1–0,2 % до 45–65 %, зольність вугілля знижується від 25–35 % до 2–15 %. Під час збагачення також здійснюють вилучення шкідливих до­­мішок мінералів (арсен, сірка, кремній тощо). Вилучення цінних компонентів у концентрат становить від 60 до 95 %. К. к. з. може бути ідеал. (розділення мінерал. суміші на компоненти, при якому повністю від­­сутнє засмічення кожного продукту сторонніми для нього час­­тинками) та частковим (збагачення окремого класу крупності корис. копалин або виділення найлегше відокремлюваної час­­тини засмічуючих домішок з ви­­хід. продукту з метою підвищен­­ня концентрації в ньому корис. компонента).

Ефективність ідеал. збагачення складає 100 % за будь-яким критерієм. Частк. збагачення застосовується, напр., для зниження зольності некласифіков. енергет. вугілля шляхом виділення та збагачення круп. класу з подальшим змішуванням одержаного концент­­рату та дріб. незбагаченого від­­сіву. Для різних технол. процесів встановлені допустимі норми взаємозасмічення продуктів збагачення. Допустимий відсоток втрат корис. копалин знімається з балансу продуктів збагачення для покриття розбіжностей при врахуванні маси во­­логи, виносу корис. копалин з димовими газами сушарок, мех. втрат тощо. Найменший і найбільший розміри частинок ру­­ди, вугілля тощо, ефективно зба­­гачуваних, – границя збагачення; нижня границя крупності матеріалу, який підлягає збагаченню, – глибина збагачення. Збагачуваність – здатність до розділення на відповідні продукти – залежить від контрастності розділових ознак корис. копалини. Вона є технол. оцінкою можливої повноти вилучен­­ня корис. компонентів з руд і вугілля шляхом їх збагачення. Напр., збагачуваність флота­­цією – флотаційна здатність (фло­­тованість) руди або вугілля. З урахуванням того, що на збагачуваність впливають дві групи факторів – характеристики самого збагачуваного матеріалу та характеристики збагачув. процесів, а збагачення є багато­­операц. процесом, з сучас. позицій під нею слід розуміти таку технол. оцінку можливої повноти вилучення корис. компонентів, яка передбачає оптимізацію параметрів технол. процесів усього ланцюга переділу при К. к. з. Категорії збагачуваності для кам’яного вугілля: І – легка – вихід проміж. фракцій менший 4 %; ІІ – середня – 4–10 %; ІІІ – важка – 8–17 %; ІV – дуже важка – більше 17 %; для антрациту: відповідно менше 4, 4–8, 8–14, більше 14 %. Збагачуваність залежить від мінерал. складу, текстури та структури. Збагачуваність гравітац. методами визначають за допомогою т. зв. кривих збагачуваності, які відображають залежності між густиною та виходом фракцій. Первинне перероблення твердих корис. копалин з метою отри­­мання технічно цінних продуктів, придатних для пром. використання, виконують на збагачув. ф-ках. Залежно від взаєморозташування їх поділяють на індивідуальні – для К. к. з. лише одного видобув. підпр-ва, як правило, перебувають на од­­ному з цим підпр-вом пром. майданчику; групові та центр. – для К. к. з. декількох видобув. підпр-в. Крім того, є ф-ки, які входять до складу підпр-ва-спо­­живача, – при коксохім. і металург. з-дах. Розрізняють дробильно-сортув., промивні, гравітац., флотац., магніт. збагачен­ня і з комбінов. технологією (вико­­ристовують операції випален­­ня або гідрометалургію) збагачув. ф-ки. Після виконання усіх збагачув. процесів концентрат нагромаджують у бункерах або складах, звідки він надходить на подальшу переробку, або його відпускають споживачеві, а від­ходи у вигляді водно-піщаної (водно-глинистої) суспензії направляють у відвали. Для збагачув. ф-к характерна значна енергоємність.

Їх також поділя­­ють на вертикал., горизонтал. і ступінчастого розташування. Для вертикал. розташування характерна самопливна система внутр.-фабрич. транспортування матеріалу (на практиці зустрічаються рідко через циркулюючі навантаження); для горизонтал. – розгалужено-меха­­нізов. система транспорту (застосовуються також нечасто, бо вимагають великого пром. май­­данчика); для ступінчастого – самопливно-механіз. система транспорту. Від 1980-х рр. у США та Японії використовують модул. принцип проектування та буд-ва збагачув. ф-к на основі стандарт. блоків (дроблення, подрібнення, флотації та ін.); у Великій Британії, Німеччині, Франції перевагу надають односекц. компонуванню з однопотіч. схемою та встановленням високопродуктив. обладнання; в Україні, Чехії, РФ поширені багатосекц. ф-ки, переважно зі ступінчастим компонуванням. Серед провід. фахових видань – «Збагачення корисних копалин» (Нац. гірн. ун-т, Дніпропет­­ровськ), «Обогащение руд» (РФ), «Aufbereitungs-Technik» (Німеччина), «International Journal of Mineral Processing» (Нідерланди), «Mining Processing Equip­­ment», «Coal preparation» (обидва – США). Нині кафедри К. к. з. функціонують при Донец. тех. ун-ті, Криворіз. ун-ті (Дніпроп. обл.) та Нац. гірн. ун-ті (Дніпропетровськ).

Літ.: Полькин С. И. Обогащение руд. Москва, 1953; Його ж. Обогащение руд и россыпей редких металлов. Москва, 1967; Плаксин И. Н. Обогащение по­­лезных ископаемых. Москва, 1970; Ра­­зумов К. А. Проектирование обога­­ти­­тельных фабрик. 3-е изд. Москва, 1970; Справочник по обогащению руд: В 3 т. Москва, 1972–74; Білецький В. С., Смирнов В. О. Технологія збагачення корисних копалин. Д., 2003; Смир­­нов В. О., Білецький В. С., Шолда О. Р. Переробка корисних копалин. Д., 2013.

В. С. Білецький, О. А. Золотко

Стаття оновлена: 2014