Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ОБОГАЩЕ́НИЕ ПОЛЕ́ЗНЫХ ИСКОПА́ЕМЫХ

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 23. Москва, 2013, стр. 498-499

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. А. Чантурия

ОБОГАЩЕ́НИЕ ПОЛЕ́ЗНЫХ ИСКОПА́Е­МЫХ, со­во­куп­ность про­цес­сов из­вле­че­ния цен­ных ком­по­нен­тов из твёр­до­го ми­не­раль­но­го при­род­но­го и тех­но­ген­но­го сы­рья с це­лью по­лу­че­ния про­дук­тов для даль­ней­шей тех­ни­че­ски воз­мож­ной и эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­ной пе­ре­ра­бот­ки ли­бо ис­поль­зо­ва­ния. Спо­со­бы обо­га­ще­ния ос­но­ва­ны на раз­де­ле­нии ми­не­ра­лов по их свой­ст­вам: плот­но­сти – гра­ви­та­ци­он­ное обо­га­ще­ние; сма­чи­вае­мо­сти по­верх­но­стей – фло­та­ция; маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти – маг­нит­ная се­па­ра­ция; элек­трич. свой­ст­вам (элек­трич. про­во­ди­мо­сти, ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти, спо­соб­но­сти за­ря­жать­ся при тре­нии) – элек­три­че­ская се­па­ра­ция; раз­ли­чию в ес­теств. и на­ве­дён­ной ра­дио­ак­тив­но­сти – ра­дио­мет­ри­че­ское обо­га­ще­ние и др. Для по­вы­ше­ния кон­тра­ст­но­сти (от­ли­чий) тех­но­ло­гич. свойств ми­не­ра­лов при­ме­ня­ют разл. спо­со­бы (УЗ, элек­тро­хи­мич., ра­ди­ац., тер­мич. и др.) воз­дей­ст­вия на ру­ды и про­дук­ты обо­га­ще­ния. О. п. и. осу­ще­ст­в­ля­ют на обо­га­тит. фаб­ри­ках.

О. п. и. из­вест­но с древ­ней­ших вре­мён. Пер­вое, опуб­ли­ко­ван­ное в 1556, об­стоя­тель­ное опи­са­ние мно­гих (ес­те­ст­вен­но, при­ми­тив­ных) про­цес­сов обо­га­ще­ния дал Г. Аг­ри­ко­ла. В Рос­сии за­ро­ж­де­ние О. п. и. свя­за­но с вы­де­ле­ни­ем зо­ло­та из руд; в 1748 на р. Исеть по­строе­на пер­вая обо­га­тит. фаб­ри­ка для из­вле­че­ния зо­ло­та. В 1763 М. В. Ло­мо­но­сов дал опи­са­ние ря­да обо­га­тит. про­цес­сов в тру­де «Пер­вые ос­но­ва­ния ме­тал­лур­гии или руд­ных дел». С сер. 19 в. на­ча­лось ин­тен­сив­ное раз­ви­тие осн. ме­ха­нич. ме­то­дов (ру­до­под­го­тов­ка, гра­ви­тац. ме­то­ды и др.), на ру­бе­же 19–20 вв. – маг­нит­ных и элек­трич. ме­то­дов; в 1930-х гг. по­лу­чил рас­про­стра­не­ние фло­тац. ме­тод обо­га­ще­ния, ко­то­рый яв­ля­ет­ся ос­нов­ным при пе­ре­ра­бот­ке руд цвет­ных и ред­ких ме­тал­лов, гор­но-хи­мич. сы­рья. С сер. 20 в. для пе­ре­ра­бот­ки бед­ных и окис­лен­ных руд ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся про­цес­сы вы­ще­ла­чи­ва­ния (напр., бак­те­ри­аль­ное вы­ще­ла­чи­ва­ние). Для руд слож­но­го ве­ще­ст­вен­но­го со­ста­ва (в свя­зи с во­вле­че­ни­ем в пе­ре­ра­бот­ку труд­но­обо­га­ти­мых руд и тех­но­ген­но­го ми­нер. сы­рья, ха­рак­те­ри­зую­ще­го­ся низ­ким со­дер­жа­ни­ем цен­ных ком­по­нен­тов и тон­кой вкра­п­лен­но­стью ми­не­ра­лов) ком­плекс­ное из­вле­че­ние цен­ных ком­по­нен­тов до­сти­га­ет­ся со­че­та­ни­ем обо­га­тит. про­цес­сов с ис­поль­зо­ва­ни­ем гид­ро­ме­тал­лур­гич., хи­мич. и био­ло­гич. пе­ре­ра­бо­ток (ком­би­ни­ров. схе­мы), т. н. обо­га­ти­тель­но-хи­ми­ко-ме­тал­лур­гич. тех­но­ло­гии (Mi­neral processing).

В ре­зуль­та­те О. п. и., по­ми­мо кон­цен­тра­тов, об­ра­зу­ют­ся т. н. хво­сты (от­хо­ды про­цес­са обо­га­ще­ния с со­дер­жа­ни­ем цен­ных ком­по­нен­тов зна­чи­тель­но ни­же, чем в ис­ход­ном сы­рье), ко­то­рые, в за­ви­си­мо­сти от ми­нер. со­ста­ва по­род, по­сту­па­ют в от­вал или на пе­ре­ра­бот­ку в це­лях ком­плекс­но­го ис­поль­зо­ва­ния сы­рья (напр., для до­изв­ле­че­ния цен­ных ком­по­нен­тов) ли­бо их при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве флю­сов, стро­ит. ма­те­риа­лов и др. При со­дер­жа­нии в ру­де не­сколь­ких по­лез­ных ком­по­нен­тов из неё по­лу­ча­ют се­лек­тив­ные кон­цен­тра­ты, со­дер­жа­щие пре­им. один цен­ный ком­по­нент, или ком­плекс­ные кон­цен­тра­ты (напр., мед­но-зо­ло­тые, ни­кель-ко­баль­то­вые), ко­то­рые раз­де­ля­ют­ся на цен­ные ком­по­нен­ты в ме­тал­лур­гич. про­цес­се. Важ­ное зна­че­ние О. п. и. оп­ре­де­ля­ет­ся тем, что ме­тал­лур­гич., хи­мич. и др. пром. про­цес­сы ос­но­ва­ны на пе­ре­ра­бот­ке кон­цен­тра­тов.

Раз­но­об­ра­зие ви­дов и ми­не­ра­ло­го-пет­ро­гра­фич. ха­рак­те­ри­стик по­лез­ных ис­ко­пае­мых поч­ти пол­но­стью ис­клю­ча­ет воз­мож­ность при­ме­не­ния од­но­тип­ных схем и ре­жи­мов О. п. и. В ка­ж­дом кон­крет­ном слу­чае схе­ма О. п. и. оп­ре­де­ля­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва и раз­ме­ров вкра­п­ле­ний ми­не­ра­лов в сы­рье, ла­бо­ра­тор­ных и по­лу­пром. ис­сле­до­ва­ний на обо­га­ти­мость (оцен­ка воз­мож­но­сти и пол­но­ты из­вле­че­ния, кон­цен­тра­ции ми­нер. ком­по­нен­тов).

Схе­ма обо­га­ще­ния руд­но­го сы­рья со­сто­ит из ря­да по­сле­до­ват. про­цес­сов – под­го­то­вит. про­цес­сы (дроб­ле­ние, из­мель­че­ние, гро­хо­че­ние и клас­си­фи­ка­ция сы­пу­чих ма­те­риа­лов), соб­ст­вен­но обо­га­ще­ние и вспо­мо­гат. про­цес­сы (обез­во­жи­ва­ние, от­стаи­ва­ние, фильт­ро­ва­ние, суш­ка) для дос­ти­же­ния не­об­хо­ди­мо­го со­дер­жа­ния вла­ги в кон­цен­тра­тах.

На обо­га­тит. фаб­ри­ке по­сту­пив­шая с руд­ни­ка или карь­е­ра гор­ная мас­са (ру­да, уголь) по­сле круп­но­го дроб­ле­ния (60–40 мм) под­вер­га­ет­ся ру­до­под­го­тов­ке, ко­то­рая со­сто­ит из про­цес­сов дроб­ле­ния (круп­но­стью ме­нее 30–20 мм), гро­хо­че­ния и клас­си­фи­ка­ции (ус­ред­не­ние ма­те­риа­ла). Дроб­лё­ный про­дукт мо­жет под­вер­гать­ся пред­ва­рит. обо­га­ще­нию в тя­жё­лых сре­дах или ме­то­да­ми ра­дио­мет­рии. Дан­ные ме­то­ды по­зво­ля­ют уда­лить до 20–50% от­валь­но­го про­дук­та (пус­той по­ро­ды), по­вы­сив со­дер­жа­ние цен­ных ком­по­нен­тов в 1,5–2 раза, что обес­пе­чи­ва­ет сни­же­ние энер­ге­тич. и ма­те­ри­аль­ных за­трат при по­сле­дую­щих опе­ра­ци­ях обо­га­ще­ния. До­пол­нит. дроб­ле­ние и из­мель­че­ние ис­ход­но­го ма­те­риа­ла про­во­дят с це­лью до­ве­де­ния его до раз­ме­ров, при­год­ных для про­ве­де­ния обо­га­тит. про­цес­са, а так­же для рас­кры­тия ру­ды (раз­де­ле­ние сро­ст­ков и об­ра­зо­ва­ние час­тиц ин­ди­ви­ду­аль­ных ми­не­ра­лов). При­ме­не­ние цен­тро­беж­ных и ко­нус­ных инер­ци­он­ных дро­би­лок по­зво­ля­ет сни­жать круп­ность до 10–6 мм. Тон­кое из­мель­че­ние (круп­но­стью от 5 мм до 74–40 мкм) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в мель­ни­цах. Для вскры­тия тон­ко­дис­перс­ных ми­нер. ком­плек­сов ис­поль­зу­ют разл. энер­ге­тич. ме­то­ды воз­дей­ст­вия (напр., мощ­ные на­но­се­кунд­ные элек­тро­маг­нит­ные им­пуль­сы), обес­пе­чи­ваю­щие вы­сво­бо­ж­де­ние час­тиц до мик­ро- и на­но­уров­ня. Из­мель­чён­ный про­дукт под­вер­га­ет­ся об­ра­бот­ке обо­га­тит. ме­то­да­ми или их ком­би­на­ци­ей.

О. п. и. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся дву­мя осн. по­ка­за­те­ля­ми: со­дер­жа­ни­ем в кон­цен­тра­те по­лез­но­го ком­по­нен­та и его из­вле­че­ни­ем (в про­цен­тах). При О. п. и. из руд из­вле­ка­ют до 65–95% цен­ных ком­по­нен­тов, при этом по срав­не­нию с ру­да­ми их кон­цен­тра­ция воз­рас­та­ет в де­сят­ки и сот­ни раз. Эф­фек­тив­ность О. п. и. оп­ре­де­ля­ет­ся сте­пе­нью рас­кры­тия ми­нер. ком­плек­сов (со­от­но­ше­ния рас­кры­тых час­тиц руд­ных и по­ро­до­об­ра­зую­щих ми­не­ра­лов) и кон­тра­ст­но­стью тех­но­ло­гич. свойств по раз­де­ли­тель­но­му при­зна­ку (удель­ный вес, ра­дио­ак­тив­ность, элек­трич., маг­нит­ные и фи­зи­ко-хи­мич. свой­ст­ва, цвет, фор­ма ми­не­ра­ла). Вы­бор тех­но­ло­гии О. п. и. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с учё­том тре­бо­ва­ний ох­ра­ны ок­ру­жаю­щей сре­ды. В 2010 в РФ обо­га­ще­нию под­верг­лось 680 млн. т разл. руд и 110 млн. т уг­лей.

Гл. на­прав­ле­ния раз­ви­тия О. п. и.: соз­да­ние но­вых эко­ло­ги­че­ски безо­пас­ных спо­со­бов ком­плекс­но­го из­вле­че­ния ком­по­нен­тов из труд­но­обо­га­ти­мо­го ми­нер. сы­рья с при­ме­не­ни­ем обо­га­тит. и хи­ми­ко-ме­тал­лур­гич. про­цес­сов; раз­ра­бот­ка вы­со­ко­эф­фек­тив­ных не­тра­диц. ме­то­дов се­лек­тив­ной де­зин­те­гра­ции тон­ко­дис­пер­ных ми­нер. ком­плек­сов; со­вер­шен­ст­во­ва­ние тех­но­ло­гий пе­ре­ра­бот­ки тех­но­ген­но­го ми­нер. сы­рья; раз­ра­бот­ка но­вых ме­то­дов кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния вод­ной и га­зо­вой фаз.

Лит.: Глем­боц­кий В. А., Клас­сен В. И., Плак­син И. Н. Фло­та­ция. М., 1961; Та­ра­сов А. В., Бо­ча­ров В. А. Ком­би­ни­ро­ван­ные тех­но­ло­гии цвет­ной ме­тал­лур­гии. М., 2001; Ав­до­хин В. М. Ос­но­вы обо­га­ще­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых. 2-е изд. М., 2008. Т. 1–2; Чан­ту­рия В. А., Ви­гдер­га­уз В. Е. Элек­тро­хи­мия суль­фи­дов. Тео­рия и прак­ти­ка фло­та­ции. М., 2008.

Вернуться к началу