Лекция Понятие о полезных ископаемых. Значение обогащения в народном хозяйстве. Классификация процессов и продуктов обогащения

значительными материальными и трудовыми затратами при разведке и промышленном освоении новых месторождений;

возрастающей потребностью различных отраслей народного хозяйства практически во всех минеральных компонентах, входящих в состав руды;

необходимостью создания безотходной технологии и тем самым предотвращения загрязнения окружающей среды отходами производства.

По этим причинам возможность промышленного использования месторождения определяется не только ценностью и содержанием полезного ископаемого, его запасами, географическим расположением, условиями добычи и транспортирования, другими экономическими и политическими факторами, но и наличием эффективной технологии переработки добываемых руд.
Металлургия является исключительно материалоёмкой отраслью промышленного производства. При производстве благородных металлов потребляются огромные количества различных полезных ископаемых, металлосодержащих материалов вторичного происхождения и других вспомогательных материалов.
В наибольших количествах при получении благородных металлов расходуется рудное сырьё. Расход руд на единицу товарной продукции в связи с относительно низким содержанием в сырье благородных металлов чрезвычайно велик и находится с концентрацией сильного компонента в нём в обратно пропорциональной зависимости – чем беднее перерабатываемое сырьё, тем большим будет расход руды в металлургическом производстве. Что многие предприятия металлургии для выполнения своей производственной программы вынуждены перерабатывать десятки миллионов тонн в год.
Понятие «руда» имеет геологический, технический и экономический смысл. Минимальное содержание основного металла в руде, позволяющее подвергать руду металлургической переработке, называется рентабельным минимумом.
Руды, как и другие рудные породы, состоят из минералов – природных химических соединений. Минералы, присутствующие в рудах, обычно делят на рудные, содержащие ценные компоненты, и пустую породу. К последней обычно относят минералы, не содержащие извлекаемых металлов и других ценных компонентов. Чаще всего породообразующими минералами являются кварц, карбонаты, силикаты, алюмосиликаты и т.д. Во многих случаях к пустой породе относят железосодержащие минералы, что в настоящее время нельзя признать правильным.
Понятие «пустая порода» весьма условно. Развитие металлургической технологии, направленной на создание безотходных металлургических процессов, уже создало предпосылки для полного использования компонентов пустой породы для получения ряда строительных материалов (цемента, шлаковатных изделий и т.д.).
Состав руды обычно определяют химическим анализом. Однако для практических целей знание химического состава часто бывает недостаточным. Необходимо также знать ещё вид присутствующих в сырье минералов (минералогический состав) и распределение между минералами всех компонентов перерабатываемого сырья (фазовый состав). Знание минералогического и фазовых составов позволяет предсказать поведение всех компонентов данного сырья при металлургической переработке, выбрать наиболее рациональную технологию и наиболее правильно выполнить металлургические расчёты в целом.
Рентабельный минимум, т.е. то минимальное содержание основного металла, которое определяют возможность и целесообразность металлургической переработки данной руды, постоянно снижается. Снижению рентабельного минимума способствует развитие и совершенствование обогатительной и металлургической техники и повышении коэффициента комплексности использования сырья, т.е. чем больше извлекается ценных компонентов, тем с меньшим содержанием основного компонента экономически и технически выгодно добывать и перерабатывать руду.
Руды, как и другие полезные ископаемые, образуют в земной коре естественные скопления, которые называются месторождениями. Содержание ценных компонентов в месторождениях значительно выше их среднего содержания в земной коре, называемого кларком.
В наибольших количествах в настоящее время из вторичного сырья производят алюминий и основные тяжёлые металлы. Исключительно большое значение для современной экономики имеет производство вторичных драгоценных металлов. Вовлечение вторичного сырья в цикл металлургического производства позволяет экономнее расходовать природные рудные ресурсы, получать металлы более простыми и дешёвыми металлургическими приёмами, дополнительно увеличивать выпуск металлической продукции.
В перспективе вторичное сырьё должно стать основным источником получения некоторых цветных металлов, а за счёт переработки рудного сырья будет покрываться лишь дефицит баланса между потребителем и производством данного металла.

Геология и горное дело являются головными звеньями в общем цикле горнометаллургического производства. В их основную задачу входит обеспечение обогатительных фабрик и металлургических предприятий всеми необходимыми природными сырьевыми и вспомогательными материалами. Готовность рудных месторождений к промышленному освоению и эксплуатации определяется их геолого-экономической оценкой, осуществляемой в два этапа: после завершения предварительной разведки, детальной разведкой.

Месторождения промышленных руд по характеру происхожде­ния бывают коренными и россыпными. Коренными называют руды, залегающие в месте первоначального образования и расположенные внутри общего массива горных пород. Эти руды после добычи из шахты или из открытого рудника требуют пред­варительно перед обогащением дробления и измельчения. Ценные минералы и минералы пустой породы в таких рудах находятся в тесной ассоциации между собой.
Россыпями называют вторичные месторождения, образова­вшиеся в результате разрушения руд первичных коренных место­рождений и вторичного отложения материала из первичных руд. В россыпях минералы претерпели очень сильные изменения по химическому составу и физическим свойствам. Все минералы и крупные куски руды подверглись разрушению водными пото­ками, выветриванию, изменениям температуры, воздействию хи­мических соединений и т. п.
Запасы руд в месторождениях с учётом количественных и качественных характеристик, а также по степени их изученности классифицируют по категориям А, В, С₁, С₂, а по народнохозяйственному значению как балансовые и забалансовые.
К категории А относят месторождения, пригодные для непосредственной эксплуатации или обеспечены исходными геологическими данными для проектирования, разработки и составления технических проектов на строительство горного предприятия. Категория В характеризует месторождения, которые дополнительных геологических изысканий, но пригодны для разработки проектных заданий. К категории С₁ относят предполагаемые запасы, примыкающие со стороны к разведанным участкам более высоких категорий. Данные о запасах категории С₁ могут быть использованы для обоснования перспективных планов отрасли. Рудные запасы категории С₂ охватывают месторождения и минерализованные зоны, определяемые геологическими предпосылками. Они важны для народнохозяйственного планирования и планирования геологоразведочных работ.
К балансовым относятся запасы полезных ископаемых, использование которых экономически целесообразно при существующей или осваиваемой промышленностью прогрессивной технологии. Использование забалансовых запасов в настоящее время экономически нецелесообразно или технически невозможно, но они по мере развития технологий переработки могут быть переведены в категорию балансовых.
Разработкой рудных месторождений и поставкой сырья на обогатительные фабрики и металлургические предприятия занимается горнорудная промышленность. При разработке рудных месторождений применяют три способа: открытый, подземный и комбинированный.