Конспект лекций дисциплина Обогащение руд цветных металлов

Ценный компонент	Массовая доля ценного компонента в руде
Массовая доля металла в концентрате
Pb	1-3	60-70
Cu	0,5-2	20-40
Zn	1,5-3	45-50
WO3	0,06-0,4	55-65
Mo	0,1-1(0,05-0,5)	48-50
Zr	1-4	45-56
Nb	0,1-0,3	50-60
Fe	29-40	62-68

Извлечение ценного компонента - это отношение массы полезного компонента в продукте обогащения к массе полезного компонента в исходной руде, выраженное в процентах.

Связь основных показателей:

где γ - выход продукта, %

β - массовая доля металла в продукте обогащения, %
α - массовая доля металла в исходной руде, %

Уравнения технологического баланса:

Из уравнений следует:

Количество металла в руде равно сумме его количеств в концентрате и хвостах.

Баланс ценного компонента:

где - количество металла в исходной руде

- количество металла в концентрате
γ_хвβ_хв – количество металла в хвостах
Степень обогащения или степень концентрации:

где: α - массовая доля в исходной руде, %;

β - массовая доля в продукте обогащения, %.

Степень обогащения характеризует, во сколько раз массовая доля ценного компонента в концентрате повысилось по отношению к массовой доле его в руде в результате обогащения.

2. Методы обогащения полезных ископаемых

Обогащение руд основано на использовании различий в физических и физико-химических свойствах минералов, от величины вкрапленности ценных минералов.

Физические свойства минералов - это цвет, блеск, плотность, магнитная восприимчивость, электропроводность, смачиваемость поверхности минерала.
Существуют различные методы обогащения.
Гравитационный метод обогащения основан на использовании разницы в плотностях, размеров и форм минералов. Применяется этот метод для золота, олова, вольфрама, россыпей, редких металлов, железа, марганца, хрома, угля, фосфоритов, алмазов.
Разделение минералов по плотности можно производить в воде, воздухе и тяжелых средах. К гравитационным процессам относятся:
- обогащение в тяжелых средах – применяется для руд с крупной вкрапленностью 100-2 мм;
- отсадка – основана на разности в скоростях падения частиц в вертикальной струе воды, применяется для крупно вкрапленных руд 25-5 мм;
- обогащение на концентрационных столах – связано с разделением минералов под действием сил, возникающих в результате движения стола и потока воды, текущего по наклонной плоскости стола, применяется для руд крупностью 3-0,040 мм;
- обогащение на шлюзах – разделение минералов происходит под действием горизонтального потока воды и улавливания тяжелых минералов покрытием дна шлюзов, применяется для руд крупностью 300-0,1 мм;
- обогащение на винтовых, струйных и конусных сепараторах – разделение происходит под действием потока воды, движущейся по наклонной плоскости для руд крупностью 16-1 мм.
Магнитный метод обогащения основан на разделении минералов за счет разницы минералов в удельной магнитной восприимчивости и различии траекторий их движения в магнитном поле.
Флотационный метод обогащения основан на различии в смачиваемости отдельных минералов и как следствие избирательном прилипании их к воздушным пузырькам. Это универсальный метод обогащения, применяется для всех руд, особенно для полиметаллических. Крупность обогащаемого материала 50-100% класса –0,074 мм.
Электростатическое обогащение основано на различии в электропроводности минералов.
Кроме того, существуют специальные методы обогащения, к которым относятся:
- декрипитация, основана на способности минералов растрескиваться по плоскостям спайности при сильном нагревании и сильном охлаждении;
- рудоразборка по цвету, блеску, бывает ручная, механическая, автоматизированная; применяется обычно для крупного материала >25 мм;
- радиометрическая сортировка, основана на различной способности минералов испускать, отражать и поглощать те или иные лучи;
- обогащение по трению, основано на различии в коэффициентах трения;
- химическое и бактериальное обогащение, основано на свойствах минералов (например, сульфидов) окисляться и растворяться в сильно кислых растворах. Металл растворяется, и затем его извлекают химико-гидрометаллургическими методами. Присутствие в растворах некоторых типов бактерий интенсифицирует процесс растворения минералов.