Лекции по переработке и обогащение полезных ископаемых

Автор(ы):Абдурахманов Э.А., Донияров Н.А.

Издание:Навоийский государственный горный институт, Навои, 2008 г., 144 стр.

Данный курс содержит 30 лекций по технологии обогащения нерудных полезных ископаемых.

Даны технологические характеристики основных типов нерудных полезных ископаемых, и изложены теоретические основы обогащения этих руд, описаны технологические схемы, реагентные режимы и оборудования, применяемые при обогащении нерудных полезных ископаемых, для магистров горных и горно-металлургических ВУЗов обучающихся по специальности «Обогащение полезных ископаемых» и «Металлургия».

Современная технология переработки, обогащения и комплексного использования минерального сырья вплоть до безотходной технологии в горно-обогатительном производстве основана на применении методом обогащения полезных ископаемых, использующих различия в физических, магнитных, электрических, физико-химических и других свойствах разделяемых минералов. Эти методы позволяют также при грамотном их применение 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.

Назначение курса лекций – дать студентам горных специальностей необходимые знания о технологических свойствах 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 специалистами вопросов оптимального совмещения технологических процессов добычи и обогащения, повышения комплексности использования сырья, технологических, экономических и экологических показателей переработки и обогащения полезных ископаемых

Среди различных видов сырья, используемого народным хозяйством, большую роль играют полезные ископаемые.

Ископаемое топливо представляет собой один из основных источников получения энергии. Разнообразные руды дают народному хозяйству металлы для производства машин и других изделий. Химическая промышленность выпускает различные химические продукты на основе переработки, преимущественно, неметаллического минерального сырья. Строительное дело основано на использовании большого количества нерудных ископаемых – известняка, песчаника, гранита, глины, песка и разнообразных материалов, изготовляемых из них. Сельское хозяйство немыслимо без минеральных удобрений, восполняющих уносимые из почвы соли калия, фосфора, азота и др.

Многочисленные руды и породы, используемые в народном хозяйстве, можно классифицировать по разным признакам.

Наиболее приемлемой основой для технологической классификации полезных ископаемых является не их химический состав, а способ применения, определяемый совокупностью химических, физических и механических свойств полезного ископаемого, а также экономическими соображениями.

На этой основе ниже дается технологическая классификация полезных ископаемых, представляющая собой несколько видоизмененную классификацию, предложенную акад. А.Е. Ферсманом.

Скачать

Все права на материалы принадлежат исключительно их авторам или законным правообладателям. Все материалы предоставляются исключительно для ознакомления. Подробнее об авторских правах читайте здесь!

Внимание! Если Вы хотите поделиться с кем-то материалом c этой страницы, используйте вот эту ссылку:
https://www.geokniga.org/books/3781
Прямые ссылки на файлы работать не будут!

Источник

Курс лекций по предмету «Технология

обогащения нерудных полезных ископаемых»

для магистров по специальности

5А540205 «Обогащение полезных

ископаемых».

«»»»»

Навои – 2008

Составители:

доц.

ст. преп.

Курс лекций по предмету «Технология обогащения нерудных полезных ископаемых для магистров по специальности 5А540205 «Обогащение полезных

ископаемых» / Нав. гос. гор. инс.

Сост. доц.

Данный курс содержит 30 лекций по технологии обогащения нерудных полезных ископаемых.

Печатается по решению научно—методического совета Навоийского государственного горного института ____________ протокол № _______

Рецензенты: инженер ОМГТП НГМК

к. т.н. зав. кафедры «Металлургия» НГГИ

ВВЕДЕНИЕ

Лекция 1

Значение неметаллических руд в народном хозяйстве

План:

1. Минеральное сырье, его применение и классификация.

2. Технические требования к неметаллическому минеральному сырью.

3. Сущность и цели обогащения неметаллических полезных ископаемых.

Цель занятий: Дать общие понятия магистрам о не металлических рудах и их значениях в народном хозяйстве.

1. Среди различных видов сырья, используемого народным хозяйством, большую роль играют полезные ископаемые.

На этой основе ниже дается технологическая классификация полезных ископаемых, представляющая собой несколько видоизмененную классификацию, предложенную акад. .

Ископаемые источники энергии

1) Угли (каменный, бурые, антрацит)

2) Нефть

3) Горючие газы

4) Горючие сланцы

5) Радиоактивные элементы

Руды металлов и металлы, встречающиеся в естественном состоянии

7) Железные руды.

8) Руды легирующих металлов – марганца, хрома, ванадия, никеля, вольфрама, молибдена, кобальта и др.

9) Руды тяжелых цветных металлов – меди, свинца, цинка, олова.

10) Руды легких металлов – алюминия, магния, бериллия.

11) Руды редких элементов–тантала, ниобия, церия, селена, теллура, таллия, германия, лития, и т. д.

12) Руды благородных металлов – золота, платины, серебра

Неметаллические полезные ископаемые.

13) Естественные строительные материалы и сырье, для искусственных строительных материалов (нерудные ископаемые ) – гранит, сиенит, порфир, базальт, кровельный сланец, песчаник, известняк, кварцевый песок, глина, асбест.

14) Сырье для вяжущих строительных материалов – мергель, известняк, глина, магнезит, гипс, битумы.

15) Химическое сырье для удобрений– апатит, фосфориты, сильвинит, карналлит, сера, серный колчедан, поваренная соль, бокситы, борные руды, барит, плавиковый шпат, известняк, уголь, нефть, негорючие газы.

16) Флюсовое сырье – известняк, плавиковой шпат.

17) Керамическое, огнеупорное, кислотоупорное, стекольное сырье-глина, каолин, полевой шпат, пегматит, андалузит, диаспор, кварц, кварцит, магнезит, доломит, тальково-магнезитовый камень, графит, андезит др.

18) Техническое минеральное сырье: природные абразивные (шлифовальные) материалы – алмаз, корунд, наждак, гранат, кварцевый песок, трепел; тепло-и электроизоляционные материалы – асбест, слюда, диатомит, мрамор и т. д; электротехнические материалы – графит, технические камни агат, литографический камень и т. д.

19) Наполнители, минеральные пигменты и адсорбенты – мел, барит, тальк, каолин, графит, железненные глины, глауконит, бентонит, флоридин, диатомит, и т. д.

19 Руды драгоценных камней – алмаза, изумруда и т. д.

Для обозначения неметаллических полезных ископаемых еще в недавнее время пользовались термином «нерудные ископаемые». На самом деле нерудным ископаемыми называются только те из неметаллических полезных ископаемых, которые представляют собою породы и используются непосредственно без выделения из них полезных минералов. Примером нерудных ископаемых могут служить естественные строительные материалы, а также сырье для них и вяжущих материалов.

2. Благодаря многообразию применения отдельных видов неметаллического минерального сырья, при использовании их для различных целей к ним предъявляются соответственно различные технические требования, зависящие от характера потребления.

Первое и основное требование состоит в том, чтобы содержание полезного компонента в сырье было достаточным. Нормы содержания полезного компонента в неметаллическом сырье по большой части очень высоки. Техническими требованиями к обогащаемым флюориту, апатиту, графиту, сере, андалузиту и т. д. предусматривается содержание полезных минералов в товарном сырьё 90 – 95% и более.

Согласно другим техническим требованиям ограничивается содержание вредных примесей. Ничтожные количества последних, составляющие иногда десятые доли процента делают сырьё, приемлемое по содержанию полезного компонента, непригодным для производства ответственных изделий. Так, содержание окислов железа в эмалевом сорте плавикового шпата или в стекольном песке не должно превышать 0,1 – 0,2%; содержание металлического железа в графите ограничивается сотыми долями процента.

3. При использовании полезных ископаемых в народном хозяйстве их приходится в большинстве случаев подвергать предварительной обработке. Последняя имеет цель увеличить содержание полезных компонентов в сырье и изменить его физические свойства для того, чтобы иметь возможность более выгодно использовать это сырьё.

Так, например, из руды чешуйчатого графита, содержащей подчас всего 5 – 6% графита, не могут, быт изготовлены плавильные тигли. Если содержание графита не увеличить до 86 – 90 %. Каолин нельзя применять в качестве наполнителя при производстве бумаги, если предварительно не снизить содержание в нем кварцевых частиц до 0,5 – 1,5 %. В каолине-сырце оно составляет десятки процентов. Талько– магнезитовый камень или медно – цинковая руда могут быть гораздо выгоднее использованы, если их предварительно разделить на отдельные компоненты.

Чистый мел, тальк или фосфорит нельзя использовать без предварительного измельчения, кварцевый песок с большим содержанием пылевидных частиц не годится для производства доброкачественного бетона.

Для повышения качества полезного ископаемого его подвергают обогащению. Обогащением называется совокупность операций механической обработки твердого полезного ископаемого, имеющих целью получить из него один или несколько продуктов с увеличенным содержанием полезных компонентов или уменьшенным содержанием вредных примесей. С помощью такой обработки состав полезного ископаемого изменяется за счет удаления ненужных или вредных примесей. При этом состав самых полезных минералов, входящих в ископаемое, не подвергается изменениям. Этим обогащение отличается от химической и металлургической обработки полезных ископаемых, когда состав полезного минерала претерпевает изменение. Иногда при обработке полезного ископаемого изменяют только его физические свойства – зернистость, влажность и т. д. Обработку без изменения состава ископаемого следует называть механической обработкой полезного ископаемого.

Источник

Глава 2. Обогащение. Оборудование и ТП рудоподготовки.

Лекция 2. Оборудование и ТП рудоподготовки.

План лекции

2.1Оборудование и ТП рудоподготовки.

2.2 Обогащение, его цели и задачи

2.3Методы и показатели обогащения.

2.4 Экономическая целесообразность обогащения

2.1 Оборудование и ТП рудоподготовки.

К основному оборудованию цехов рудоподготовки относятся: дробильные машины (ТП дробления), грохоты (ТП грохочение), мельницы (ТП измельчение), сепараторы, классификаторы (ТП классификация), вакуум-фильтры (ТП обезвоживниеММО), сушильные барабаны (ТП сушка), обжиговые печи(ТП обжиг).

2.2Обогащение..

Обогащение полезных ископаемых – это совокупность технологических процессов (ТП) предварительной обработки минерального сырья с целью придания ему качеств, удовлетворяющих требованиям металлургической, химической или иной его переработке. Обогащением руд называется совокупность операций механической обработки полезных ископаемых имеющих целью разделение всех минералов и увеличение содержания полезных компонентов в продуктах разделения. Химический состав при этом не меняется.

- процессе обогащения руд получают различные продукты (рис. 2.1):

концентрат (один или несколько);
отвальные хвосты;
промежуточный продукт.

обогащение

Концентрат Пром.продукт Хвосты

Рис. 2.1 Продукты обогащения

Исходная руда (это горная масса, поступающая из шахт или карьеров состав которой должен быть постоянным. Для чего используется усреднение).

Концентратом называется продукт, который имеет повышенное, по сравнению с рудой, содержание полезного компонента, удовлетворяющее ГОСТа, в которых указывается минимальное содержание ценного компонента

максимально допустимое содержание примесей. Название концентрата определяется по металлу (Pb концентрат, Си концентрат, Zn концентрат, Cu-Ni кол-лективный концентрат, Cu-Mo концентрат).

Хвостами называются отходы обогащения, содержащие много пустой породы и незначительное (часто называемое отвальным) количество ценного компонента.

Промежуточные продукты – по содержанию ценного компонента зани мают промежуточное значение между концентратом и хвостами и должны подвергаться дальнейшему обогащению (направляются в оборот или подвергаются специальному химико-металлургическому переделу).

Концентраты и хвосты являются окончательными или конечными продуктами обогащения. Концентраты должны удовлетворять ГОСТу или техническим условиям.

Для оценки обогатительных процессов существуют различные показатели.

Степень сокращения:

RWр

Wк

где Wр – количество руды;

Wк–количество концентрата.

Степень сокращения характеризует, во сколько раз уменьшилось количество руды в результате обогащения и определяет, сколько нужно переработать сырья для получения определенного количества концентрата.

Выход – это отношение массы продукта обогащения к массе исходной руды, выраженное в процентах.

Массовая доля или содержание ценного компонента – это отношение массы ценного компонента к массе продукта, в котором он находится.

2.3 Методы и показатели обогащения

Обогатительная фабрика является промежуточным звеном между рудни-ком и металлургическим заводом. Обогатительная фабрика – это сложное соче-тание всевозможных машин и аппаратов. Мощность фабрики определяется обычно количеством переработанной руды и бывает, различна от 15 тыс. т до 50 млн. т в год. Крупные фабрики располагаются в нескольких зданиях.

Руда различной крупности (D = 1500-2000 мм – характерна для открытых горных работ, D = 500-600 мм – характерна для подземных горных работ), по-ступающая с рудника на обогатительной фабрике проходит различные процес-сы, которые по своему назначению можно разделить на:

Процессы

подготовительные;

собственно обогатительные;

вспомогательные.

Подготовительные процессы включают, прежде всего, операции уменьшения размеров кусков руды: дробление и измельчение и связанную с ними классификацию руды на грохотах, в классификаторах и гидроциклонах. Конечная крупность измельчения определяется крупностью вкрапленности минералов. Используемые для подготовки руды к обогащению

К собственно обогатительным (основным) процессам относятся процессы разделения руды и других продуктов по физическим и физико-химическим свойствам минералов, входящих в их состав. К этим процессам относятся гравитационное обогащение, флотация, магнитная и электрическая сепарация и другие процессы. Это процессы при которых полезные минералы выделяются в концентраты, а пустая порода в хвосты(на отвалы)

Большинство процессов обогащения проводится в воде, поэтому на оп-ределенной стадии возникает необходимость ее сокращения или удаления, что возможно осуществить с помощью вспомогательных процессов.

К вспомогательным процессам относятся операции обезвоживания: сгущение, фильтрация, сушка, транспортирование. Это процессы, обеспечивающие нормальное ведение и взаимную увязку всех операций по подготовке руды к ее обогащению.

Т.о процессы обогащения сводится к разделению минералов. Концентрат отправляется на металлургическую или химическую переработку, а хвосты на отвалы.

Подготовительные процессы

Дробление и измельчение – уменьшение крупности кусков руды до размеров, определяемых крупностью вкрапленности минералов.
Грохочение и классификация – операции разделения руды по крупности.

Основные процессы

Гравитационные методы – основаны на различии минералов в плотности, форме и размерах зерен, что обусловливает различный характер их движения их движения в воздухе.
Флотационный метод – основан на различии физико – химических свойств поверхности минералов, выражающемся в способности одних минералов прилипать в воде.
Магнитные методы – основаны на различии магнитной восприимчивости минералов, вызывающем различных траектории их движения в магнитном поле.

Вредная примесь – сера.

Полезная примесь – титан

1. Экономическая целесообразность обогащения

Комплексное использование полезных ископаемых позволяет наиболее экономично перерабатывать руды , добываемые из недр, значительно снижать себестоимость получения цветных и редких металлов.

Разработка и применение различных методов обогащения руд неразрывно связана с минеральным составом руды. Выделение ценных минералов из руд в богатый концентрат механическими методами обогащения возможно лишь при тщательном предварительном изучении вещественного состава руды, т. е. опре-делении физических, химических и минеральных свойств каждого компонента, содержащегося в руде.

Для выбора наиболее эффективного метода обогащения важно знать, в сульфидной или окисленной форме находится минерал, содержание в нем из-влекаемого компонента, размер вкрапленности его в другие минералы, плот-ность минерала, магнитные свойства и электропроводность минералов, их цвет, блеск, твердость и т.д.

В результате обогащения происходит:

концентрация ценного компонента в десятки, сотни раз;
с помощью обогащения удаляются вредные примеси из концентратов, что
3облегчает металлургический или другой последующий передел;

сокращаются затраты на перевозки потребителю (за счет сокращения общей массы продукта);

переработка обогащенного материала производится с большим эф-фектом (увеличивается производительность последующего передела, уменьшается расход топлива и электроэнергии, снижаются потери ценного компонента с отходами производства, повышается извлечение).

Лекция 3. Технологические схемы обогащения

1. Виды технологических схем обогащения
2. Технологические схемы

3.1 Виды технологических схем обогащения

Совокупность и последовательность операций, которым подвергается руда при переработке, составляют схемы обогащения, которые принято изображать графически.

Схемы бывают:

– принципиальные (рис. 2.2);

– качественные (если не приводятся данные о количестве и качестве продуктов) (рис.3.2);

– качественно-количественные; – водно-шламовые

-схемы цепи аппаратов(рис.3.4)

Рис. 3.4 Схема цепи аппаратов

1 – бункер исходной руды;

2, 5, 8, 10 и 11 – конвейеры;

3 и 6 – грохоты; 4 – щековая дробилка;

7 – конусная дробилка; 9 – бункер дробленной руды;

12 – мельница; 13 – спиральный классификатор;

14 – флотационная машина; 15 – сгуститель;

16 – вакуум-фильтр; 17 – сушильный барабан.

Рис.3.2 Качественная схема обогащения

(на качественной схеме представлены стадии обогащения и путь движения руды)

Источник