А абрамов технология обогащения полезных ископаемых

А.А. Абрамов
ПЕРЕРАБОТКА,
ОБОГАЩЕНИЕ
И КОМПЛЕКСНОЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ТВЕРДЫХ
ПОЛЕЗНЫХ
ИСКОПАЕМЫХ
Технология обогащения
полезных ископаемых
Рекомендовано Министерством образования
Российской Федерации в качестве учебNика
для студеNтов высших учебNых заведений,
обучающихся по направлению ~горNое дело»
по специалъNости ~обогащеNие полезNых
ископаемых»
ВЫСШЕЕ
ГОРНОЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
Москва
Издательство Московского
государственного горного университета
2004 том 11

Стр.3

УДК 622.132.345:625
ББК 33.4
А 16
Фeдepaлbli/IJI цеЛJ!вая программll ((Культура Россиш)
Кн112а соответствует «Л12иеюfческим требованияМ к llЗдани.я.м кни:ж:ным
для взрослых. СанПиН 1.2. 1 253—03)), утвержденным Главным государственным
саютшрным врачом России 30 марта 2003 г.
Рецензенты:
• кафедра «Обогащение полезных ископаемых>> Санкт-Петербургского
государственного горного института (ТУ) (зав. кафедрой
проф., д-р техн. наук О. Н. Тихонов);
• проф., д-р техн. наук В. А. Бочаров (кафедра «Обогащение руд
цветных и редких металлов» Московского государственного
ннстнтута стали и сплавов)
Абрамов А.А.
А 16
Переработка, обогащение и комплексное использование твердых
полезных нскопаемых: Учебник для вузов. В 3 т.- М.: Издательство
Московского государственного горного университета, 2004. –
Т. II. Технолошя обогащения полезных ископаемых. -51 О с.: ил.
ISBN 5-7418-0242-7 (в пер.)
Рассмmрены технологические cвoiicrвa nолезных искоnаемых, нзложены основы
теорин обогаnrrельных nроцессов, оnисано наиболее расnросrраненное оборудование
ДJIЯ JIX осущеспшения, nоказаны методы о!ТП!мизации и интенсификации
технологических nроцессов обогащения, а также нанболее эффекmвные nyrn их совершенсrвования,
дано обоснование нанболее эффекmвных технологических схем и
режимов комnлексной nерераб0″11(И и обогаще!ШЯ основных nшов nолезных искоnаемых
с учетом вещесrвенного состава nерерабап.1ваемого сырья, рассмmрены
возможности совершенсrвования системы уnравления качесгвом nолезных искоnаемых
и рудоnодготовки, nовышения комnлексности исnользования труднообопnи·
мых руд и углей с nрименением комбинированных схем в условиях охраны окружающей
среды. Приведены основные технико-экономические nоказатели обогащения
no
основным nеределам, рассмmрены nринциnы организации nроизвоДСПiа н
nоказатеJШ работы обога11rrеJIЬных фабрик.
А.А. Абрамов -д-р тех н. наук, nрофессор кафедры > Московского государственного горного универсJПеТа.
Для сrуде!Пов вузов, обучаюШI!ХСЯ no наnравленшо > no сnециальносnJ
>. Может бьnъ nолезен инженернотехническнм
работникам горно-обогаnrrельных комбинатов, nроеК111ЫХ и научнонсследова=n.сюtх
ИНСТ~ПУТОВ.
Том 1. >.
Том 11. >.
Том 111. >.
УДК 622.132.345:625
ББК 33.4
ISBN 5-7418-0242-7
© А.А. Абрамов, 2004
©Издательство МГГУ, 2004
©Дизайн книги. Издательство
МГГУ, 2004

Стр.4

nPEOncnoвnE
Современная технология переработки, обогащения и
комплексного использования минерального сырья вплоть до
безотходной технологии в горно-обогатительном производстве
основана на применении методов обогащения полезных
ископаемых, использующих различия в физических, магнитных,
электрических, физико-химических и других свойствах
разделяемых минералов. Эти методы позволяют также при
грамотном их применении эффективно решать экологические
проблемы горного производства: переработки и использования
вскрышных пород, накопившихся отходов, вторичного
сырья, кондиционирования оборотных, очистки сточных вод
и т. д.
К настоящему времени сформированы новые представления
в области теории и технологии обогащения полезных ископаемых,
созданы более совершенные техника и технология,
новые методы комплексной их переработки с учетом охраны
окружающей среды. При написании учебника они учтены при
анализе мировой практики работы передовых предприятий и
обосновании наиболее эффективных технологических схем и
решений переработки различных типов минерального сырья.
Назначение учебника – дать студентам горных специальностей
необходимые знания технологических свойств полезных
ископаемых, основ теории обогатительных процессов
и конструкций наиболее распространенного оборудования
для их осуществления, ознакомить с современной технологией
комплексной переработки и обогащения основных типов полезных
ископаемых, технико-экономическими показателями
переработки и обогащения различных типов минерального
сырья, создать необходимую основу для творческого решения
будущими горными инженерами вопросов оптимального совмещения
технологических процессов добычи и обогащения,
повышения комплексности использования сырья, технологи5

Стр.5

ческих, экономических и экологических показателей переработки
и обогащения полезных ископаемых.
Учебник состоит из шести частей в двух томах и содержит
все разделы, необходимые для решения перечисленных
выше задач.
Том 1 «Обогатительные процессы и аппараты» вкmочает
в себя первые четыре части.
В первой части рассмотрены технологические свойства
полезных ископаемых и минералов, на различии которых и
основаны методы разделения минералов при переработке и
обогащении полезных ископаемых. Дана классификация процессов,
схем обогащения и рассмотрены методы оценки показателей
обогащения и комплексности использования сырья.
Приведеиные материалы составляют базу для обоснованного
выбора наиболее эффективных методов обогащения каждого
конкретного вида полезного ископаемого с учетом особенностей
вещественного состава и технологических свойств составляющих
его минералов.
Во второй части, учитывая важное технологическое и
технико-экономическое значение подготовки полезных ископаемых
к обогащению, рассмотрены процессы грохочения,
классификации, дробления, измельчения полезных ископаемых
и термохимические процессы, совершенно необходимые
при переработке труднообогатимых руд.
Совокупность приводимых материалов призвана обеспечить
создание необходимых предпосылок для выявления и
обоснования в каждом конкретном случае наиболее целесообразной
комбинации процессов для подготовки полезных
ископаемых к обогащению.
В третьей и четвертой частях рассмотрены современные
основные и вспомогательные методы комплексной переработки
и обогащения полезных ископаемых. Изложены
основы теории процессов и приведено основное оборудование
для их осуществления, позволяющие сформировать
6

Стр.6

подход к оценке и использованию прогрессивных технологических
процессов обогащения и комплексной переработки
минерального сырья.
Том 11 «Технология обогащения полезных ископаемых»
состоит из двух частей.
В первой части рассмотрена современная технология переработки
и обогащения основных типов полезных ископаемых
на фабриках СНГ и зарубежных стран с учетом вещественного
состава перерабатываемого сырья, необходимости
комплексного его использования и путей решения экологических
проблем. Она базируется на результатах анализа мировой
практики работы передовых предприятий, современных
тенденциях совершенствования техники и технологии обогащения
различных типов минерального сырья, результатах современных
исследований обогатительных процессов.
Знание современной технологии горным инженерам позволит:
понимать логическую связь и взаимозависимость технологических
переделов добычи и обогащения полезных ископаемых
и использовать их для совершенствования своего
технологического передела, знать возможности взаимосвязанных
технологических переделов и грамотно решать задачи
управления качеством руд и россыпей в горном цехе и в процессе
подготовки их к обогащению; знать возможности процессов
и технологии обогащения и грамотно решать задачи
переработки руд, углей, россыпей, твердых отходов, кондиционирования
оборотных и очистки сточных вод, обеспьшивания;
получить за счет комплексного использования сырья
максимальную прибыль в рамках горно-обогатительного
комбината при соблюдении современных требований по экологии.
Во
второй части рассмотрены современная организация
производства, системы контроля и управления технологическими
процессами с применением современных средств и вычислительной
техники; приведены показатели обогащения на
обогатительных фабриках и показаны перспектины развития
7

Стр.7

техники и технологии комплексной переработки и обогащения
руд на горно-обогатительных предприятиях, наиболее
эффективные пути совершенствования технологических процессов
обогащения полезных ископаемых.
Автор благодарен докторам техническИх наук, профессорам
С.Б. Леонову, В.А. Бочарову и коллективу кафедры
«Обогащение полезных ископаемых» Московского государственного
горного университета за ценные советы, критические
замечания и указания, которые помогли улучшить настоящее
издание.
Автор выражает искреннюю благодарность совету директоров
ОАО «Казцинк» Республики Казахстан за консультации
по вопросам практики обогащения полиметаллических
руд и оказание спонсорской помощи при подготовке к изданию
данной книги.

Стр.8

OГnA&n!Hn!
ПРЕДИСЛОВИЕ …………………………………………………………………………………… S
Чacnu.J
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И РЕЖИМЫ ПЕРЕРАБОТКИ
И ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ………………………………. 9
Г лава l. Поле]НЫе искоnаемые и обща• характеристика технологии их
nереработки и обогащен и• ……………………………………………………………………. 11
1.1. Полезные искоnаемые и их месторождения ………………………….. 11
1.2. Технологические nроцессы добычи, переработки 11 обогащения
полезных ископаемых ……………………………………………………… 15
1.3. Влияние вещественного состава полезных ископаемых на
показатели обогащения ……………………………………………………………… 38
1.4. Комплексность использоваю1я сырья в процессах его добычи
и обогащения …………………………………………………………………………….. 40
1.5. Охрана окружающей среды ………………………………………………… .43
Глава 2. Технологи11 nодготовки nолеэных ископаемых к обогащению … .49
2.1. Технологические требования к качеству полезных ископаемых,
поступающих на обогащение ………………………………………. .49
2.2. Геолого-технологическое картирование месторождений ……… 51
2.3. Усреднение полезных ископаемых и продуктов их обогащения
………………………………………………………………………………………… 52
2.4. Промывка руд и дезинтеграция песков ………………………………… 66
2.5. Предварительная концентрация полезных ископаемых ………… 69
2.6. Схемы дробления ………………………………………………………………… 15
2.7. Схемы измельчения ……………………………………………………………… 81
Глава 3. Технологические схемы и режимы обоrащени11 руд цветных
металлов ……………………………………………………………………………………………… 94
3.1. Медные руды ………………………………………………………………………. 94
3.2. Медно-молибденовые руды ……………………………………………….. 102
3.3. Медно-никелевые руды ……………………………………………………… 108
3.4. Медно-цинковые руды ………………………………………………………. 114
3.5. Свинецсодержащие руды …………………………………………………… 120
3.6. Алюминийсодержащие руды ………………………………………………….. .
Глава 4. Технологические схемы и режимы обоrащени11 руд и россыnей
редких, редко]емельных и радиоактивных металлов …………………….. 151
4.1. Классификация металлов н методы обогащения руд
11 россыпей ………………………………………………………………………………. 151
4.2. Литиевые руды н галургическое сырье ………………………………. 152
4.3. Бернллиевые руды ……………………………………………………………… 157
507

Стр.505

4.4. Титановые 11 циркониевые руды и россыпн ………………………… 162
4.5. Оловянные руды и россыпи ……………………………………………….. 166
4.6. Танталониобиевые руды 11 россыпи ……………………………………. 172
4. 7. Вольфрамсодержащие руды и россыпи ………………………………. 178
4.8. Руды н россьшн редкоземельных металлов, тория 11 урана ….. 183
Г лава 5. Технологические схемы и режимы обогащении эолотосодержащих
руд и россыпей ………………………………………………………………………… 192
5.1 . Минералы золота и их технологические свойства ………………. 192
5.2. Золотосодержащне россыпи ………………………………………………. 193
5.3. Коренные золотосодержащие руды ……………………………………. 196
Глава 6. Технологические схемы и режимы обогащении руд черных
металлов ……………………………………………………………………………………………. 214
6.1. Железные руды ………………………………………………………………….. 214
6.2. Марганцевые руды ……………………………………………………………. 239
6.3. Хромовые руды …………………………………………………………………. 248
Глава 7. Технологические схемы и режимы обогаще1ши горнохимического
сырь и …………………………………………………………………………….. 250
7 .1. Апатитовые руды ………………………………………………………………. 250
7.2. Фосфоритные руды ……………………………………………………………. 254
7.3. Серные руды ……………………………………………………………………… 265
7.4. Калийные руды ………………………………………………………………….. 268
7.5. Борныеруды ……………………………………………………………………… 276
Глава 8. ТехноJiогические схемы и режимы обогащении алмазсодержащих
руд и песков ………………………………………………………………………………… 284
8.1. Характеристика алмазов ……………………………………………………. 284
8.2. Характеристика руд н россыпей месторождений алмазов …… 286
8.3. Методы извлечения алмазов ………………………………………………. 287
8.4. Режимы переработки и обогащения руд и песков ……………….. 289
8.5. Технологические схемы извлечения алмазов ………………………. 296
Глава 9. Технологические схемы и режимы обогащении неметаллических
полеэных ископаемых и индустриального сырь и ………………….. 301
9.1. Баритовые руды ………………………………………………………………… 301
9.2. Флюоритоные руды …………………………………………………………… 306
9.3. Магнезитовые руды …………………………………………………………… 311
9.4. Кварцевые породы и пески ………………………………………………… 314
9.5. Полевашпатовое сырье ……………………………………………………… 315
9.6. Слюдосадержащее сырье …………………………………………………… 318
9.7. Асбестсодержащие руды ……………………………………………………. 320
9.8. Тальксодержащее сырье …………………………………………………….. 325
9.9. Графитсодержащие руды …………………………………………………… 329
9.10. Вермикулитовые руды ……………………………………………………… 333
9.11 . Волластонитсодержащее сырье ………………………………………… 335
9.1 2. Гипссодержащее сырье …………………………………………………….. 336
508

Стр.506

9.13. Каолинсодержащее сырье (глины) ……………………………………. 337
Глава 10. Технологии nереработки и обогащении строительных горных
nород и материалов …………………………………………………………………………….. 340
1 0.1. Характеристика основных тиnов строительных горных
nород и материалов …………………………………………………………………. 340
10.2. Требования к качеству основных строительных материалов …… 343
10.3. Основные технологические nроцессы и оборудование ………. 345
10.4. Технологические схемы nереработки строительных горных
nород ………………………………………………………………………………………. 349
10.5. Себестоимость nереработки и комnлексность исnользования
сырья ……………………………………………………………………………… 361
Глава ll. Технологим nереработки и обогащении углей и сланцев (энергетического
сырья) ……………………………………………………………………………… 362
11.1. Общая характеристика углей ……………………………………………. 362
11.2. Своuства углей и их исnользование в nроцессах обогащения
………………………………………………………………………………………. 365
11.3. Классификация углеil по маркам, круnности
и обогатимости ……………………………………………………………………….. 368
11.4. Назначение углей и требования к их качеству …………………… 373
11.5. Методы обогащения углеil и сланцев ……………………………….. 375
11.6. Процессы и аnnараты для обезвоживания nродуктов обогащения
углеu ………………………………………………………………………….. 387
11.7. П роцессы и аnnараты для брикетирования углей ……………… 390
11.8. Каменные угли …………………………………………………………………. 393
11.9. Бурые угли ………………………………………………………………………. 415
11.1 О. Горючие сланцы …………………………………………………………….. 432
Часть2
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПОКАЗАТЕШI РАБОТЫ
ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК И УСТАНОВОК …………………………….. 437
Глава 12. Состав и структура обогатительного nроизводства ………………. 439
12.1. Тиnы обогаштельных фабрик ………………………………………….. 439
12.2. Принциnы, исnользуемые nри nроектировании и строительстве
обогатительных фабрик ……………………………………………………. 440
12.3. Генеральный nлан и состав обогаштельных фабрик ………… 442
12.4. Особенности размещения оборудования на обогаппельных
фабриках …………………………………………………………………………………. 445
12.5. Складирование хвостов обогащен11я ………………………………… 448
12.6. Организация водаоборота на обогатительных фабриках ….. 449
Глава 13. Оnробование, контроль и уnравление технологическими nроцессамина
обогатительных фабриках ………………………………………………… 455
13.1. Назначение оnробования и контроля на обогатительных
фабриках …………………………………………………………………………………. 455
509

Стр.507

1 3.2. Опробование и контроль качества исходного сырья
и продуктов обогащения ………………………………………………………….. 456
13.3. Контроль и автоматизациятехнологических процессов ……. 469
13.4. АСУТП и АСУП на обогатительной фабрике ………………….. 482
Глава 14. Орrанизацим производства и техника безопасности на обогатительных
фабриках ………………………………………………………………………….. 483
14.1. Принципы организации производства ……………………………… 483
14.2. Охрана труда и техника безопасности на обогатюельных
фабриках …………………………………………………………………………………. 487
Глава 15. Основные технико-экономические показатели работы обогатительных
фабрик ……………………………………………………………………………… 491
Глава 16. Персnективы развитимтехники и технолоmи комnлексной
nереработки и обогащеним nолезных искоnаемых ……………………………….. 495
Список литературы …………………………………………………………………………….. 498
Приложение ……………………………………………………………………………………….. 501

Стр.508