Основы обогащения полезных ископаемых

В книге рассмотрены методы, процессы и схемы обогащения полезных ископаемых. Описано оборудование для дробления, измельчения, классификации, обогащения и обезвоживания, применяемое на обогатительных фабриках. Приведены общие сведения о фабриках и технико-экономические показатели их работы.

Книга предназначена в качестве учебника для студентов горных и горнометаллургических вузов по специальности «Обогащение полезных ископаемых» и может быть полезна учащимся техникумов той же специальности.

Книга написана в соответствии с программой курса «Основы обогащения полезных ископаемых», изучаемого студентами специальности 0204 «Обогащение полезных ископаемых» горных и горнометаллургических вузов. Объем учебника и полнота изложения материала определились назначением курса и временем, предусмотренным для него по учебному плану. В книге описаны методы, схемы и процессы обогащения, устройство и принцип действия основных машин и аппаратов и приведены общие сведения об обогатительных фабриках как производственных предприятиях. Объем книги рассчитан на то, чтобы студент освоил общие понятия, определения, основные положения технологии обогащения полезных ископаемых и ознакомился со специальной терминологией и тем самым подготовился к изучению специальных дисциплин.Все замечания по книге просим направлять на кафедру обогащения полезных ископаемых Ленинградского ордена Ленина и Трудового Красного Знамени горного института им.  Г. В. Плеханова.Обогащение полезных ископаемых является отраслью промышленности, перерабатывающей твердые полезные ископаемые с целью получения концентратов, т. е. продуктов, качество которых выше качества исходного сырья и удовлетворяет требованиям дальнейшего использования их в народном    хозяйстве.Качество полезных ископаемых и продуктов обогащения определяется содержанием ценного (полезного) компонента, примесей, элементов-спутников, а также крупностью и влажностью материала.Ценным компонентом называют тот элемент или природное соединение, для получения которого добывается полезное ископаемое. Например, медь, свинец, железо, асбест, в медных, свинцовых, железных, асбестовых рудах соответственно будут ценными компонентами.Примеси могут быть полезными и вредными.Полезными примесями называют элементы или природные соединения, содержащиеся в небольших количествах в полезных ископаемых, которые, примешиваясь к ценному компоненту, улучшают его качество или облегчают его выделение. Ванадий, вольфрам, марганец, хром в железных рудах — полезные примеси, так как, попадая в выплавляемый из руды металл, улучшают его качество.Вредными примесями называют элементы или природные соединения, содержащиеся в небольших количествах в полезных ископаемых, которые, примешиваясь к ценному компоненту, ухудшают его качество или затрудняют его выделение. Например, сера и фосфор в железных рудах и коксующихся углях — вредные примеси.Элементами-спутниками называют ценные элементы, которые содержатся в полезных ископаемых в небольших количествах, и их извлечение из данного полезного ископаемого становится экономически целесообразным только потому, что они добываются из недр земли попутно с основным ценным компонентом.Например, благородные металлы в полиметаллических рудах, кобальт и другие цветные металлы в некоторых железных рудах являются элементами-спутниками. Элементы-спутники при обогащении выделяют в самостоятельные продукты или в один продукт с основным ценным компонентом и в дальнейшем извлекают в процессе металлургической или химической переработки.Качество полезного ископаемого и выделяемого из них концентрата тем выше, чем выше в нем содержание полезного компонента, элементов-спутников и полезных примесей и чем ниже содержание вредных примесей. Чем выше качество продукта, тем он богаче, так как содержит больше полезного комдонента. Поэтому обработка полезных ископаемых, приводящая к получению концентратов, продуктов более богатых, чем исходное сырье, и отрасль промышленности, осуществляющая такую обработку называются обогащением полезных   ископаемых.В некоторых случаях качество полезного ископаемого или продукта обогащения зависит от крупности кусков. Например, качество угля возрастет, если его рассортировать по крупности и каждый сорт сжигать отдельно или если мелкий уголь спрессовать в брикеты одинакового размера и формы. Таким образом, сортировка и брикетирование улучшают качество топлива и с этой точки зрения могут считаться обогатительными процессами, хотя при этом и не повышается содержание полезного компонента.Непосредственная металлургическая или химическая переработка полезного ископаемого целесообразна только в том случае, если содержание в нем полезного компонента не ниже некоторого предела, определяемого главным образом уровнем развития техники и технологии производства. Основная часть полезных ископаемых в своем естественном виде не соответствует этому условию. Включение обогащения в цикл переработки полезных ископаемых позволяет из добываемых полезных ископаемых выделить богатые продукты — концентраты и использовать сырье с большим экономическим эффектом. При этом достигается следующее: увеличиваются промышленные запасы полезных ископаемых, так как становится возможной добыча бедных руд и многобалластных углей; повышается производительность труда и упрощаются системы разработки, т. е. удешевляются работы при добыче полезных ископаемых так как можно вести не выборочную, а сплошную выемку РУды и полнее механизировать горные работы; повышается производительность труда и удешевляется металлургическая или химическая переработка полезных ископаемых, так в черной и цветной металлургии перед плавкой в шахтных печах тонкозернистые концентраты укрупняют окомкованием или агломерацией. Эти операции связаны с обжигом, сопровождаются химическими превращениями и не должпы считаться обогатительными операциями.Как с увеличением содержания полезного компонента в продуктах, поступающих на металлургические или химические заводы, резко снижаются расходы топлива, флюсов, кокса, электроэнергии, химических реактивов, растет производительность металлургических печей и химической аппаратуры, улучшается качество конечной продукции и уменьшаются потери ценного компонента в отвальных продуктах;полезные ископаемые используются комплексно, так как обогащение позволяет извлечь из них все или почти все ценные компоненты, имеющие промышленное значение;снижаются расходы на транспбртирование, так как на большие расстояния будут перевозиться только концентраты, а не весь объем добытого ископаемого сырья.Требования к качеству концентратов называют кондициями и устанавливают их исходя из технологии и экономики переработки данного сырья с обязательным учетом возможностей обогащения и свойств данного полезного ископаемого. Нельзя устанавливать такие кондиции, которые при современном развитии техники обогащения не могут быть достигнуты. Кондициями устанавливается нижний предел для содержания полезного компонента и верхний предел для содержания вредных примесей, а также крупность и влажность концентрата.Обогащение полезных ископаемых является важной отраслью промышленности, развитие которой диктуется интересами народного хозяйства. В настоящее время в Советском Союзе обогащаются все добываемые руды черных, цветных и редких металлов, руды неметаллических ископаемых и до 70% всех углей.Планы развития народного хозяйства СССР, принятые XXIII съездом КПСС, предусматривают дальнейшее развитие обогащения, соответствующее запланированному росту добычи полезных ископаемых.