Обогатяване и рециклиране на суровини

ТРОШЕНЕ - ЕДРО, ДРЕБНО

СМИЛАНЕ  - МОКРО, СУХО, ФИНО, КЛАСИФИКАЦИЯ

ПРЕСЯВАНЕ

Обогатяването на полезните изкопаеми е съвкупност от процеси за първична обработка на минералните суровини с цел отделяне на всички ценни минерали от скалната маса, а също така взаимно разделяне на ценните минерали.

При обогатяването е възможно получаването както на крайни търговски продукти, така и на концентрати, които дават възможност за допълнителна химическа или металургична преработка. Процесите на обогатяване са най-важното междинно звено между добива на полезните изкопаеми и използване на получените продукти. В основата на теорията за обогатяването е анализа  на свойствата на минералите и тяхното взаимодействие в процесите на разделяне – минералургия.

Обогатяването дава възможност съществено да се увеличи концентрацията на ценните компоненти. Съдържанието на важните цветни метали – мед, олово, цинк в рудата е 0,3 – 2,0 %, а в техните концентрати – 20 – 70 %. Концентрацията на молибдена се увеличава от 0,05-0,1 % до 47-50 %, на волфрама от 0,1-0,2 % до 45-65 %, пепелното съдъжание на въглищата се намалява от 25 - 35 до 2 - 15 %. Извличането  на  ценните  компоненти  в  процесите  на  обогатяването  достига 60 – 95 %.

Всички съществуващи методи на обогатяване използват разликата във физическите или физико-химическите свойства на отделните компоненти на разделяните минерали - плътност, магнитни и електрически свойства, разлика в  енергията на минералната повърхност, но без промяна на тяхното агрегатно-фазово състояние, химическия състав, кристало-химическата структура.

Обогатяването на полезните изкопаеми дава възможност за:

·        повишаване на промишлените запаси чрез използване на суровини с ниско съдържание на полезни компоненти;

·       повишаване на технико-икономическите показатели при преработката на обогатена суровина;

·        осъществяване на комплексно използване на полезните изкопаеми поради възможността от извличане на компоненти с ниско съдържание;

Преработката на полезните изкопаеми се реализира в обогатителни фабрики със сложни технологични процеси. Операциите на обработка, на които се подлага добитата руда в обогатителните фабрики се разделят на основни, подготвителни и спомагателни.

 Подготвителните процеси осигуряват разкриването на минералите т.е. чрез натрошаване, пресяване, смилане и класификация (класиране) в преработвания продукт да се отделят частично или напълно полезните минерали от скалната маса.

 Трошене и смилане – технологични операции на разрушаване и намаляване на размера на късовете на преработвания продукт под действието основно на външни механични сили. При трошене се получават зърна с размер по - голям от 5 мм, а при смилане – по-малък от 5 мм. Размерът на най-големите късове зависи от размера на зърната на основните полезни компоненти, поради което за едни продукти е възможно само трошене, за други е необходимо и смилане. За натрошаване се използват различни видове трошачки, а за смилане – мелници.

 Пресяване и класификация се използват с цел разделяне на обработвания продукт по едрина. Пресяването се извършва със сита чрез перфорирани повърхности, при което се получават два продукти – по-едър,  над ситовата  повърхност и по дребен – под ситото. При класификацията се използва разликата в скоростта на падане във вода или въздух на зърната с различен размер и се използва  предимно  за  разделяне  на фини продукти (макс. 1 мм), за които пресяването е неефективно.

Обогатяване на руди, въглища и минерали

Добитите полезни изкопаеми преминават през различни фази на сепарация в зависимост от физичните си свойства. В практиката намират приложение няколко метода. Сред тях е гравитационният метод, при който се използва различието в плътностите на минералите, едрината и формата, т. е. разликата в скоростта на падане на частиците на минералите и скалната маса. Той се реализира в течна или газова среда и се дели на хидравличен и пневматичен. Хидравличният метод намира голямо приложение при обогатяването на въглища, железни, манганови, волфрамови, калаени разсипни руди на редки и благородни метали. Пневматичният метод се използва главно при обогатяване на въглища.
При флотационния метод се използва различието във физико-химичните свойства на повърхността на минералите и способността на минералните частици да се закрепват към разделителната повърхност на две фази - течна и газообразна. Степента на хидратираност на частиците се регулира с флотационни реагенти. Изходната суровина се смила предварително във водна среда и се подава във флотационната машина, заедно с реагентите. Към въздушните мехурчета се закрепват трудноомокрящите се частици и се изнасят в пенен продукт, а скалните частици се отделят като камерен продукт. Друг популярен метод на сепарация е магнитният, който се базира на различието в магнитните свойства на минералите и различната им траектория на движение в магнитно поле. Методът е приложим при обогатяване на железни, манганови руди и регенерация на магнетитови суспензии. Използва се и електрически метод на обогатяване в зависимост от електрическите им свойства Освен изброените начини на сепарация, се използва и сортиране по плътност, едрина и форма на частиците, както и някои специални технологии за сортиране по цвят, блясък, прозрачност, светене, обогатяване по триене, радиометрично, химично и бактериално-химично обогатяване.

Топкова мелница

Основните процеси са предназначени за разделяне на изходния продукт на два или няколко продукта. Полезните компоненти се отделят в концентрат  (един или няколко в зависимост от броя на полезните продукти) и .отпадък.

Концентрати – продукти от обогатяването, в които се намира основното количество от полезния компонент. 

Отпадък – продукт от преработката, в който се намира основното количество от скалната маса и минимално количество от полезните компоненти. 

Основните процеси на обогатяване са предназначени за разделяне на изходния продукт с вече разкрити минерални зърна на полезния компонент на съответните продукти – концентрат (концентрати) и отпадък. В процесите на обогатяване се използват разликите между минералите на полезния компонент и скалната маса в плътността, енергийни особености на повърхността, магнитната възприемчивост, електропроводимостта, едрината, формата на зърната и др.

Разликата в плътността  на минералните зърна се използва при обогатяването им по гравитационен метод. Той се използва при обогатяване на  въглища, руди и нерудни изкопаеми. Широко се използва при разделяне на пластмаси, стъкло метали при рециклиране. 

Магнитното обогатяване на полезните изкопаеми се реализира поради нееднаквото въздействие на магнитното поле върху минералните зърна с различна магнитна възприемчивост и на действието на коерцитивната сила. Използват се магнитни сепаратори, чрез които си обогатяват железни, манганови, титанови, волфрамови руди, разделят се магнитни от немагнитни материали при рециклирането, регенерират се магнетитови и феросилициеви суспензии суспензии при гравитационното обогатяване.

Разликата в омокрянето на минералните повърхности си използва при обогатяването чрез флотация, при което се постига прецизно регулиране на хидрофобността  на минералните зърна и разделяне на много фини продукти, което прави метода универсален за обогатяване на финовпръснати руди.

Разликата в електропроводимостта или възможността за придобиване на различни по стойност и знак електрически заряди определя използването на електрическата сепарация – апатитови, волфрамови, калаени руди.

Използват се и други различия в свойствата на минералите или продуктите за регенерация – разлика в едрината, формата, коефициента на триене, твърдостта; разлика в оптичните свойства, гама излъчване или поглъщане.

ДОБИВ НА ЗЛАТО - СМИЛАНЕ, КЛАСИФИКАЦИЯ, ФЛОТАЦИЯ