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 камʼяного 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. під­приємства, як правило, пере­бувають на од­­ному з цим під­приємством пром. май­данчику; групові та центр. — для К. к. з. декількох видобув. під­приємств. Крім того, є ф-ки, які входять до складу під­приємства-спо­­живача, — при коксохім. і металург. заводах. 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 будівництва 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. університет, 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. університеті, Криворіз. університеті (Дні­проп. обл.) та Нац. гірн. університеті (Дні­пропетровськ).

Завантажити статтю