Îmbogățirea cu minereu

Valorificarea minereurilor  este un set de metode de separare a mineralelor unele de altele în funcție de diferența dintre proprietățile lor fizice și/sau chimice. Compoziția chimică a componentelor minereului nu se modifică [1] .

Istorie

În Rusia, prima lucrare despre îmbogățirea minereurilor a fost scrisă de M. V. Lomonosov .

Numire

Majoritatea minereurilor în stare naturală nu sunt potrivite pentru prelucrarea metalurgică directă . Atunci când se extrage minereu de fier , din cauza conținutului scăzut de fier și a rocii sterile ridicate, se obține o cantitate mare de zgură în timpul topirii , necesitând un consum crescut de combustibil; în timp ce funcţionarea furnalelor se caracterizează prin productivitate scăzută. Creșterea concentrației de fier în minereuri dă un efect economic semnificativ. Cu o creștere a conținutului de fier din minereu cu 1%, consumul specific de cocs scade în medie cu 1,4–2,0%, iar productivitatea furnalului crește cu 2,5–3,0%. Acest efect depășește cu mult costul îmbogățirii. Prin urmare, aproape toate minereurile sunt îmbogățite înainte de prelucrarea metalurgică.

Îmbogățirea este o operațiune, în urma căreia concentrația unui element util (fier, mangan etc.) crește prin îndepărtarea cantității maxime posibile de rocă sterilă. Uneori, la îmbogățirea minereului cu rocă sterilă, o parte din impuritățile dăunătoare este îndepărtată.

În esență, ameliorarea este un proces mecanic de separare a particulelor de minereu, care sunt fie un mineral util, fie rocă sterilă. Pentru a face acest lucru, diferențele sunt utilizate pentru orice proprietăți diferite ale unui mineral și gangă util: densitate, umectabilitate, culoare, strălucire, duritate, proprietăți optice, electrice, magnetice și alte proprietăți [2] .

Tehnologie

Tehnologia de valorificare a minereului înseamnă un set de procese (operații) individuale - pregătitoare, principale și auxiliare.

• Procesele (operațiunile) pregătitoare sunt concepute pentru a pregăti minereul pentru îmbogățire: aducerea dimensiunii bucăților de minereu la dimensiunea necesară, deschiderea intercreșterilor de minereu și minerale nemetalice, modificări direcționate ale oricăror proprietăți ale grupurilor individuale de minerale etc. Procesele pregătitoare includ zdrobirea și măcinarea minereului, cernerea , clasificarea hidraulică , arderea cu magnetizare.
• Principalele procese sunt îmbogățirea propriu-zisă a minereului. Acestea se bazează pe utilizarea diferențelor de proprietăți fizice și fizico-chimice ale componentelor minereului (minerale și/sau agregate ale acestora) separate în timpul îmbogățirii - culoare și luciu, formă, lavabilitate, densitate , susceptibilitate magnetică , umectare a suprafeței etc. Se disting următoarele metode de îmbogățire a minereului: sortarea minereului, separarea gravitațională, separarea magnetică și flotarea , separarea radiometrică.
• Procesele auxiliare sunt utilizate pentru prelucrarea produselor rezultate din fortificare. Acestea includ filtrarea, îngroșarea și uscarea [3] .

Produsele obținute în timpul îmbogățirii minereurilor sunt clasificate în două sau mai multe clase semnificativ diferite, produsul mai bogat în componentă valoroasă se numește concentrat , cel mai sărac produs se numește steril , produsele cu un conținut mediu se numesc intermediare (produse mijlocii), sunt de obicei returnate pentru procesare. Pentru minereurile de metale neferoase, pământuri rare și radioactive procesate astăzi, deșeurile provenite din procesele de prelucrare a mineralelor ( steril) reprezintă între 90 și 99% din minereul original. Procesul de preparare a minereului contribuie cu 50 până la 60% din costul prelucrării minereului, unde se utilizează echipamente scumpe, consumatoare de energie și uzate.

La îmbogățirea minereurilor de metale feroase , sunt utilizate trei metode pentru a separa mineralele și agregatele lor:

• sortarea fracțiilor cocoloase (+ 10 mm) - utilizată de obicei ca operație de preparare a minereului la instalațiile de concasare și sortare a minelor, de exemplu, pentru prelevarea de probe de rocă sau bucăți de minereuri deschise și carbonatate ;
• separarea fluxului de boabe minerale sau a floculelor acestora folosind câmpuri de forță concurente care mișcă fracții într-un mediu apos sau aerian - se utilizează pentru principalele operațiuni de valorificare a minereului sărac cocoloși și zdrobit și a produselor medii. Se realizează prin imersarea sau atragerea și reținerea particulelor cu granulație grosieră de minerale, atunci când rezultanta forțelor concurente implicate în separare este îndreptată în jos. La prelucrarea minereurilor cu granulație fină, extragerea boabelor de minereu sau plutirea lor în sus este utilizată atunci când această forță este îndreptată în sus. Retenția asigură, în general, un randament ridicat, iar recuperarea o calitate superioară a concentratului;
• separarea fluxului de nămol cu ​​ajutorul unor purtători speciali de particule de minereu (bule de aer în timpul flotației , purtători magnetici în timpul separării cu gradient înalt) - este utilizat în îmbogățirea prin flotație a minereurilor slab magnetice fin diseminate și, recent, în îmbogățirea lor prin metoda de separare sub-gradient prin introducerea și retragerea magneților de inducție din pulpa de minereu - purtători cu particule de minerale slab magnetice atrase de aceștia.

În industria uraniului se utilizează ameliorarea minereului prin greutate specifică și metode chimice și fizico-chimice. De obicei se folosește zdrobirea - zdrobirea - reglarea fină a lanțului. Se foloseşte şi îmbogăţirea radiometrică .

Indicatori care caracterizează procesul

Indicatorul tendinței amestecurilor minerale de a se separa în produsele corespunzătoare în procesul de îmbogățire se numește îmbogățire [4] .

Randamentul concentrat γ se calculează prin formula:

unde  este conținutul componentului valoros, %;  — conținutul de component valoros din concentrat, %;  este conținutul de componentă valoroasă din steril, %.

Extracția unei componente valoroase într-un concentrat se calculează prin formula:

[5]

Vezi și

• Îmbogățirea mineralelor

Note

1. ↑ Shinkorenko, 1980 , p. 12.
2. ↑ Şumakov, 2007 , p. 226.
3. ↑ Shinkorenko, 1980 , p. 12-13.
4. ↑ Karmazin, 1982 , p. treizeci.
5. ↑ Shinkorenko, 1980 , p. 13.

Literatură

• Shinkorenko S. F., Beletsky E. P., Shiryaev A. A. Manual privind îmbogățirea minereurilor de metale feroase / ed. S. F. Shinkorenko. - Moscova: Nedra, 1980. - 527 p.
• Karmazin V.I. Îmbogățirea minereurilor de metale feroase. Manual pentru licee. - Moscova: Nedra, 1982. - 216 p.
• Shumakov N. S., Dmitriev A. N., Garaeva O. G. Materii prime și combustibil pentru furnal. - Ekaterinburg: Institutul de Metalurgie, Filiala Ural a Academiei Ruse de Științe, 2007. - 392 p. — ISBN 5-7691-1833-4 .
• Adamov E. V. Tehnologia minereurilor metalice neferoase. Manual pentru universități . - Moscova, 1982. - 527 p.

Link -uri

• Valorificarea minereurilor // Collier's Encyclopedia. — Societate deschisă . - 2000. (Rusă)  - articol din Enciclopedia Collier
• Jurnalul „Îmbogățirea minereurilor”

Dicționare și enciclopedii	Brockhaus și Efron in jurul lumii Britannica (online)