Formas de enriquecimento de minerais. Os principais métodos de enriquecimento de minerais. Triagem e classificação

A composição material dos minerais.

A composição material dos minerais é um conjunto de dados sobre o conteúdo de componentes úteis e impurezas, formas minerais de manifestação e a natureza do crescimento interdependente de grãos dos elementos mais importantes, suas propriedades químicas e físicas cristalinas.

Composição química

A composição química dos minerais caracteriza o conteúdo dos minerais principais e associados, bem como as impurezas úteis e nocivas.

Um componente útil está contido no p.i. em concentrações industriais, determinando seu principal valor, finalidade e denominação. Por exemplo, ferro minérios de ferro Oh.

Componentes úteis associados são as partes constituintes de p.i. cuja extração é economicamente viável apenas em conjunto com o p.c principal. por exemplo, ouro e prata em minérios sulfetados semimetálicos.

As impurezas úteis são chamadas de elementos valiosos contidos no SP, que podem ser isolados e utilizados em conjunto com o SP principal, melhorando sua qualidade. Por exemplo. Cromo e tungstênio em minérios de ferro, etc.

As impurezas nocivas são chamadas de elementos presentes no p.i. junto com o principal componente útil e piorando suas qualidades. Por exemplo, enxofre e fósforo em minérios de ferro, enxofre em carvões.

Composição química de p.i. determinada por análise espectral, química, física nuclear, ativação e outros tipos de análise.

Composição mineralógica.

A composição mineralógica caracteriza as formas minerais de manifestação dos elementos que compõem os minerais.

De acordo com as formas minerais de manifestação dos principais componentes valiosos dos minérios de metais não ferrosos, os minérios de metais não ferrosos são distinguidos como sulfeto, oxidado, misturado.

Minérios de ferro: magnetita, titanomagnetita, hematita-martita, brown ironstone, siderita.

Minérios de manganês: brownita, psilomelanovad, pirolusita, complexo misto.

Mineração e matérias-primas químicas: apatita, apatita - nefelina, fosforita, minérios de silvinita.

1.1.3. Características texturais e estruturais.

textural e características estruturais na estrutura de um mineral eles são caracterizados por tamanho, forma, distribuição espacial de inclusões minerais e agregados.

As principais formas dos grãos minerais são idiomórficas (limitadas pelas arestas do cristal), alotriomórficas (limitadas pela forma do espaço a ser preenchido), coloidais, emulsões, lamelares - relíquia-residual, fragmentos e fragmentos.

Dependendo do tamanho predominante das excreções minerais, existem grandes (20-2 mm), pequenas (2-0,2 mm), finas (0,2-0,02 mm), muito finas ou emulsão (0,02-0,002 mm), submicroscópicas (0,002- 0,0002 mm) e dispersão coloidal (menos de 0,0002 mm) de minerais.

A textura do minério caracteriza o arranjo mútuo dos agregados minerais e pode ser muito diversa. Por exemplo, em estruturas com faixas e camadas, os agregados são adjacentes uns aos outros; em nódulos - estão localizados um dentro do outro; em loop - penetram mutuamente; em cocar, bordeiam sucessivamente outras com alguns agregados minerais.

As características das jazidas minerais são a base para o desenvolvimento de tecnologia e previsão de indicadores de processamento mineral.

Quanto maior a disseminação dos minerais e mais perfeita a forma de suas segregações, mais simples a tecnologia e maiores as taxas de enriquecimento mineral.

Propriedades físicas

Cada mineral de minério tem uma composição química e tem uma estrutura característica. Isso leva a um comportamento bastante constante e individual. propriedades físicas minerais: cor; densidade; condutividade elétrica; suscetibilidade magnética, etc.

Ao criar condições de certa forma em que certas propriedades dos minerais são mais contrastantes, é possível separá-los uns dos outros, inclusive separando minerais valiosos da massa total. .",.,

Como sinais da separação de componentes minerais no enriquecimento de minerais, suas propriedades físicas e Propriedades quimicas, sendo as mais importantes: resistência mecânica; densidade; permeabilidade magnética; condutividade elétrica e constante dielétrica; tipos diferentes radiação; molhabilidade; solubilidade, etc

A resistência mecânica (resistência) de minérios e carvões é caracterizada pela esmagabilidade, fragilidade, dureza, abrasividade, resistência à compressão temporária e determina os custos de energia durante a britagem e moagem, bem como a escolha do equipamento de trituração e enriquecimento.

As propriedades físico-nucleares dos minerais se manifestam quando eles interagem com radiação eletromagnética(luminescência, efeito fotoelétrico, efeito Compton, fluorescência, etc.).

A separação dos minerais é baseada na diferença de intensidade da emissão ou atenuação da radiação por eles.

As propriedades magnéticas dos minerais surgem e se manifestam em um campo magnético. A medida de avaliação das propriedades magnéticas dos minerais é a sua permeabilidade magnética e a suscetibilidade magnética associada, igual a 1/|1m. As propriedades magnéticas são determinadas principalmente pela composição química e em parte pela estrutura dos minerais. O aumento da suscetibilidade magnética é característico de minerais, que incluem ferro, níquel, manganês, cromo, vanádio, titânio.

A matéria de carvão é diamagnética e as impurezas minerais são paramagnéticas.

As diferenças nas propriedades magnéticas dos minerais são usadas para separá-los usando métodos de enriquecimento magnético.

As propriedades elétricas dos minerais são determinadas pela condutividade elétrica e pela constante dielétrica.

As diferenças nas propriedades elétricas dos minerais são usadas para separá-los usando métodos de enriquecimento elétrico.

O molhamento é uma manifestação da interação intermolecular no limite de contato entre as fases - um sólido, líquido e gás, que se expressa no espalhamento de um líquido sobre a superfície de um sólido.

Diferenças na molhabilidade da superfície de partículas minerais finamente divididas são usadas para sua separação por métodos de enriquecimento por flotação.

Solubilidade de minerais - a capacidade de minerais para se dissolver em inorgânicos e solventes orgânicos. Conversão da fase sólida para Estado líquido pode ser realizada por dissolução como resultado de difusão e interação intermolecular ou devido a reações químicas.

Solubilidade real sólidos determinada empiricamente. Diferenças na solubilidade de componentes minerais são usadas em métodos químicos enriquecimento de minério.

Característica composições materiais mostrado na Figura 1.

Fig 1. Características da composição do material.

Classificação dos métodos e processos de enriquecimento.

Nas plantas de processamento p.i. são submetidos a uma série de processos de processamento sequencial, que, de acordo com sua finalidade, são divididos em:

preparatório

enriquecimento principal

Processos auxiliares e de serviço de produção

processos preparatórios. Os processos preparatórios incluem trituração e trituração, em que a revelação de minerais é alcançada como resultado da destruição de intercrescimentos minerais úteis com estéril (ou intercrescimento de alguns minerais úteis com outros) com a formação de uma mistura mecânica de partículas e pedaços de diferentes composições minerais, bem como processos triagem e classificação, usado para separação de tamanho de misturas mecânicas obtidas durante a britagem e moagem. Tarefa processos preparatórios- trazer as matérias-primas minerais ao tamanho necessário para posterior enriquecimento e, em alguns casos, obter a purga final de uma determinada distribuição granulométrica para uso direto em economia nacional, (triagem de minérios e carvões).

Nos métodos combinados, juntamente com os métodos tradicionais de enriquecimento, são utilizadas operações piro ou hidrometalúrgicas, que levam a uma alteração na composição química da matéria-prima. Operações pirometalúrgicas utilizadas: torrefação, fusão, conversão; hidrometalúrgicos: lixiviação, precipitação, extração, sorção.

Por exemplo, a torrefação é usada para alterar as propriedades magnéticas de minerais de ferro fracamente magnéticos (carbonatos, óxidos, hidróxidos). Quando aquecida a 600 - 800 ° C, a hematita (minério de ferro vermelho Fe 2 O 3) é reduzida por agentes redutores gasosos ou sólidos (monóxido de carbono, hidrogênio, gás natural, carvão, etc.) a magnetita altamente magnética (Fe 3 O 4). Este processo é algumas vezes referido como queima de redução. O minério calcinado é enriquecido em separadores magnéticos com campo magnético fraco, semelhante ao enriquecimento de minérios de magnetita natural.

As operações hidrometalúrgicas (enriquecimento químico) são utilizadas para minérios de composição complexa. A base do enriquecimento químico é a dissolução seletiva de minerais e a subsequente extração de componentes valiosos das soluções. Neste caso, é utilizada a diferente capacidade de dissolução dos minerais separados.

Os processos de dissolução seletiva de minerais minerais com sua posterior extração de soluções são chamados de lixiviação. A dissolução é realizada no subsolo diretamente no corpo de minério - lixiviação subterrânea; na superfície da terra em uma grande pilha feita de matérias-primas enriquecidas (minério, lixeiras) - lixiviação de pilha e em dispositivos especiais(chanakh) - lixiviação em cuba. Os minerais são extraídos de soluções por cimentação, extração, flotação iônica.

Por exemplo, o cobre é extraído da solução por cimentação de ferro ou extração líquida com solventes orgânicos, e o urânio é extraído por flotação de íons, sorção e extração. A lixiviação é usada para extrair certos metais de lixões pobres e minérios desequilibrados, enriquecimento de minérios de cobre e urânio, acabamento de tungstênio, estanho, potassa e outros concentrados. No processamento de minérios de urânio, a lixiviação é o principal processo de enriquecimento.

3 Processos auxiliares de enriquecimento

A tarefa dos processos auxiliares é levar os produtos de enriquecimento às condições exigidas e garantir o fluxo ideal dos processos principais. Isso inclui desidratação, despoeiramento e coleta de poeira, tratamento de águas residuais, amostragem, controle e automação.

3.1. Desidratação de produtos de enriquecimento

Na maioria dos casos, os produtos de enriquecimento obtidos contêm uma quantidade significativa de água e não são adequados para transporte e processamento metalúrgico. Para remover a água (umidade) dos produtos de enriquecimento, várias operações são usadas, geralmente chamadas de desidratação. Num sentido mais amplo, sob desidratação compreender o processo de separação da fase líquida da sólida.

umidade do material é definido como a razão entre a massa de água no produto e a massa total do material úmido e geralmente é expresso como uma porcentagem:

C = (Q 1  Q 2)100/Q 1 ,

Onde Q 1 - peso do material úmido; Q 2 - massa de material seco.

O desbaste é freqüentemente usado para caracterizar produtos de enriquecimento. R, que determina a razão entre a massa de líquido no produto e a massa de sólido. O teor de umidade do produto em porcentagem é determinado através da diluição pela expressão

C = R 100/(R + 1).

Os produtos obtidos nas fábricas durante o enriquecimento dos minérios, via de regra, são representados por polpas líquidas. A umidade presente nos produtos é dividida em interna e externa.

A umidade interna refere-se à umidade contida na rede cristalina do mineral. É chamada de cristalização se estiver presente na forma de moléculas de H 2 O (por exemplo, CuSO 4 5H 2 O), ou constitucional se estiver presente na forma de íons OH , H +, H 3 O + (para exemplo, Cu (OH) 2) . Pode ser removido por queima ou calcinação do material.

A umidade externa é dividida em gravitacional, capilar, filme e higroscópica:

 livre (gravitacional) é removido sob a ação da gravidade; os produtos de enriquecimento são suspensões;

 capilar é retido pelas forças de pressão capilar e removido por forças externas; os produtos são chamados de molhados (molhados);

 o filme é mantido na superfície das partículas por forças de atração molecular entre as moléculas de água e as partículas; os produtos são chamados de secagem ao ar;

 higroscópico está contido em produtos secos e é retido na superfície das partículas por forças de adsorção na forma de filmes monomoleculares.

Dependendo do teor de umidade, os produtos são divididos em líquido (regado), úmido, úmido, seco ao ar, seco e calcinado.

Os produtos líquidos são caracterizados por alta diluição e fluidez. Eles contêm pelo menos 40% de umidade e são bem transportados.

Os alimentos úmidos contêm menos água (15-20 a 40%) do que os alimentos líquidos. Se tais produtos são representados por material fino, eles se espalham, parte da água é liberada durante o transporte, recarga e armazenamento de curto prazo. Produtos líquidos e úmidos são caracterizados pela presença de todos os tipos de umidade.

Os produtos úmidos são intermediários entre úmidos e secos ao ar. O teor de umidade neles varia de 5-6 a 15-20%. Eles não são fluidos. Os produtos úmidos contêm filme higroscópico, parte do capilar e umidade interna.

Os produtos secos ao ar são materiais a granel, cuja superfície, devido à higroscopicidade, é levemente umedecida pelo vapor de água no ar. Às vezes, produtos secos ao ar são chamados de produtos com um teor de umidade de alguns por cento. Eles contêm umidade interna e higroscópica.

Alimentos secos não contêm umidade externa.

Produtos calcinados são produtos dos quais a água ligada quimicamente foi removida termicamente.

O processo de remoção da umidade dos produtos de enriquecimento é chamado de desidratação. Dependendo do tamanho do material e seu teor de umidade, vários métodos desidratação.

Dependendo do tamanho do material e de seu teor de umidade, vários métodos de desidratação são utilizados: para partículas relativamente grandes - drenagem, às vezes centrifugação; Para pequenas partículas- espessamento e filtragem. Freqüentemente, vários métodos de desidratação são usados ​​em sucessão. A secagem é a última etapa da desidratação. Quanto mais fino o material e maior seu teor de umidade, mais difícil (e caro) é remover essa umidade. Por exemplo, para remover a umidade de grandes classes de carvões (-150 + 13 mm), apenas drenagem é usada, de classes médias (-13 + 1 mm) drenagem e centrifugação, de classes pequenas (-1 mm) - espessamento, filtragem e secagem.

O método mais simples de desidratação é a drenagem. A drenagem é um processo de desidratação baseado na filtração natural do líquido através dos espaços entre as partículas sólidas (pedaços) sob a influência da gravidade. Às vezes, para acelerar a filtração do líquido, a camada filtrante é afetada por vibrações mecânicas. A drenagem é realizada em estado estacionário e em movimento. O processo é geralmente usado para partículas grandes e médias. Para drenagem, diferentes técnicas e dispositivos são utilizados. Desidratação em pilhas. O produto é carregado em um contêiner ou em uma superfície plana com sistema de drenagem. A água sob a ação da gravidade se infiltra entre os grãos individuais e é coletada em fossas especiais, de onde é bombeada periodicamente. Este método de desidratação requer muito tempo. Classificadores, telas, elevadores são usados ​​como dispositivos de drenagem desidratante em movimento. Nesses dispositivos, via de regra, a umidade gravitacional é separada.

A centrifugação é a operação de desidratação de pequenos produtos de enriquecimento úmido e separação da suspensão em fases líquida e sólida sob a ação de forças centrífugas. O processo é geralmente usado para desidratação de carvões de grau médio e de sais minerais. A centrifugação é realizada em máquinas centrífugas - centrífugas, que são rotores cilíndricos ou cônicos girando em torno de seu eixo em alta velocidade com paredes perfuradas ou sólidas. Distinguir entre filtração e centrifugação por sedimentação. No primeiro caso o material a ser desidratado é carregado no rotor perfurado da centrífuga e gira com ele. Sob a ação da força centrífuga, a água do produto é forçada a filtrar através do sedimento de partículas sólidas depositadas nas paredes do rotor e sua superfície perfurada. A fase líquida que passou pela superfície perfurada do rotor é chamada de concentrado, e a fase sólida que se move ao longo do rotor é chamada de sedimento (produto desidratado acabado). As centrífugas de rotor perfurado são chamadas filtragem.

A centrifugação por precipitação é realizada em centrífugas com rotor maciço. Sob a ação de forças centrífugas, as partículas sólidas se depositam nas paredes do rotor e são compactadas, a água é espremida para fora das lacunas entre as partículas e removida na forma de centrífuga pelas janelas de drenagem do rotor. Os sedimentos nas paredes do rotor são movidos pelo parafuso até a extremidade do rotor e removidos através dos orifícios. Quando o sedimento é movido pelo trado, a água é espremida para fora dele, fluindo para as janelas de drenagem.

Espessamento é o processo de sedimentação da fase sólida e separação da fase líquida da polpa, resultante da sedimentação de partículas sólidas na mesma sob a ação da gravidade ou forças centrífugas (gravitacionais ou centrífugas). Neste caso, o termo "espessamento" significa a obtenção de um produto final compactado (condensado) (areia). O processo de espessamento é acompanhado por um processo de clarificação, ou seja, obtenção de um líquido livre da fase sólida - dreno. O espessamento é geralmente aplicado a pastas contendo uma fase sólida na forma de partículas finas com um tamanho< 0,5 мм.Основным аппаратом, применяемым для сгущения, является радиальный сгуститель, представляющий собой цилиндр диаметром 2,5 – 100 м и более и высотой 1,5 – 10 м (высота увеличивается с увеличением диаметра) с коническим днищем, образующая которого наклонена под небольшим углом к горизонтальной плоскости. Загрузка пульпы происходит через центральный патрубок, разгрузка продуктов – через отверстие в центре дна сгустителя (сгущенный продукт) и желоб у края цилиндра (слив). Для улучшения разгрузки сгущенного продукта около дна сгустителя установлены грабли, вращающиеся с периферической скоростью 3-12 м/мин. Для улучшения показателей сгущения в пульпу добавляют коагулянты и флокулянты.

A filtração é um processo de separação das fases líquida e sólida da polpa usando uma divisória porosa sob a ação de uma diferença de pressão em ambos os lados da divisória criada pela rarefação do ar (filtros a vácuo) ou excesso de pressão (filtros prensa). A divisória filtrante em filtros industriais pode ser: tecido filtrante (algodão, metal, materiais sintéticos) ou cerâmica porosa.

Os filtros que operam sob vácuo são divididos em filtros de tambor com uma superfície de filtro externa e interna, filtros de disco e filtros de correia. Filtros de tambor e disco funcionam bem para filtrar produtos relativamente pequenos, filtros de correia para materiais maiores. A umidade dos produtos filtrados geralmente está na faixa de 20 a 40%.

O filtro de disco (Fig. 3.1) consiste em um eixo oco no qual os discos são fixados, consistindo em setores ocos separados. Os setores têm uma superfície com nervuras com orifícios, sobre os quais o tecido do filtro é esticado. A energia é fornecida através de um tubo através de bicos para o banho, preenchido até a janela de transbordamento. Os discos ao longo da circunferência também são divididos em zonas: filtragem; secagem; transição do vácuo para o sopro, chamado sopro "morto"; "morto" - a transição da pressão para o vácuo. Para remover o sedimento remanescente após o sopro, são instaladas facas. A alimentação de ar e a criação de vácuo nos setores são realizadas através dos canais no eixo rotativo, utilizando um cabeçote de distribuição.

Em um filtro de tambor com superfície filtrante externa (Fig. 3.2), o produto inicial é carregado por um tubo no banho e mantido em estado suspenso com um agitador. O tambor oco possui vários setores dividindo-o em zonas: sedimentação, secagem, sopro e sopro do tecido. Toda a superfície cilíndrica do tambor é coberta com um pano de filtro ou malha. Uma faca especial é montada para remover o sedimento. O eixo central do tambor, que possui orifícios especiais, conecta as zonas de coleta de sedimentos e secagem com um sistema de vácuo, e sopro e sopro com um sistema de soprador. Em comparação com os filtros de vácuo de disco, os filtros de vácuo de tambor permitem obter um bolo ligeiramente mais seco (em 1–2%), mas têm uma produtividade específica inferior.

Os filtros de correia (Fig. 3.3) são produzidos com uma trama convergente e uma trama presa à correia. O princípio de seu trabalho é o mesmo. Eles diferem apenas porque, para filtros com tela descendente, o pano do filtro no ramal ocioso é separado da correia e melhor lavado. O material filtrado é carregado através da bandeja de alimentação na superfície do pano do filtro, que fica sobre uma correia corrugada com furos no meio. A correia, juntamente com o pano de filtro e o produto sobre ela, move-se devido à rotação do tambor de acionamento. Os orifícios da fita estão alinhados com os orifícios da câmara de vácuo. A câmara de vácuo cria um vácuo, pelo que o filtrado é sugado através do pano de filtro, que é descarregado pela tubagem; o sedimento é descarregado com uma faca na extremidade do filtro. As laterais do filtro evitam o derramamento de sedimentos nas laterais. Sprays são usados ​​para lavar o tecido.

Os filtros prensa possibilitam a obtenção de um produto mais seco que os filtros a vácuo (em alguns casos com umidade condicionada para evitar maior ressecamento), porém possuem menor produtividade e são mais caros.

A secagem é a operação de desidratação dos produtos úmidos de enriquecimento, baseada na evaporação da umidade neles contida para o ambiente gasoso (ar) que os envolve quando o produto seco é aquecido.

Os aparelhos utilizados para secagem são chamados de secadores. Dependendo dos projetos, existem secadores de tambor, soleiras, transportadores, secadores de tubos e secadores de leito fluidizado. Na prática de beneficiamento de minerais, os tambores, secadores de tubos e secadores de leito fluidizado são os mais amplamente utilizados. Os secadores de tambor (Figura 3.4) são tambores inclinados rotativos, em um lado do qual o material é carregado e os gases quentes são fornecidos do forno. Devido a bicos especiais dentro do tambor, o material sobe constantemente até uma certa altura e é despejado. Os gases quentes passam por esse material em queda devido à rarefação criada pelos exaustores de fumaça. Os secadores de tambor são fabricados com um diâmetro de 1000 - 3500 mm e um comprimento de 4000 - 27000 mm. O tempo de residência do material no tambor depende das características do produto a secar, do seu teor de humidade inicial e final e é de 29-40 minutos. O teor de umidade do material seco é de 4 a 6% e, em alguns casos, de 0,5 a 1,5%.

No secador de tubos, o material é seco em suspensão. A instalação para secagem do material em um tubo secador (Fig. 3.5) consiste em um forno com uma câmara de mistura e um tubo instalado verticalmente. O material do bunker é alimentado ao alimentador com a ajuda de um transportador. O fundidor alimenta o material no tubo, através do qual é transportado para cima por gases quentes. O movimento do gás quente do forno para cima é fornecido pelo vácuo criado pelo ventilador - exaustor de fumaça. A extremidade superior do tubo entra em um recipiente em forma de ciclone. Devido ao aumento do volume do contêiner em comparação com o tubo, o vácuo nele cai e o material se acomoda, de onde é periodicamente descarregado por meio de um obturador intermitente. Movendo-se em uma corrente de gás quente, as partículas do material são secas.

Os secadores de leito fluidizado operam segundo o princípio da fluidização do material a granel com uma corrente de gás quente, que é obtida da combustão do combustível em um forno.

O enriquecimento de minérios baseia-se no uso de diferenças físicas e propriedades físicas e químicas minerais, na quantidade de impregnação de minerais valiosos.

As propriedades físicas dos minerais são cor, brilho, densidade, suscetibilidade magnética, condutividade elétrica e molhabilidade da superfície mineral.

Existem vários métodos de enriquecimento.

O método de enriquecimento por gravidade é baseado no uso de diferenças de densidades, tamanhos e formas de minerais. Este método é usado para ouro, estanho, tungstênio, placers, metais raros, ferro, manganês, cromo, carvão, fosforitos, diamantes.

A separação de minerais por densidade pode ser feita em água, ar e meios pesados. Os processos gravitacionais incluem:

Enriquecimento em ambientes pesados ​​- utilizado para minérios com grande disseminação de 100-2 mm;

Jigging - baseado na diferença na velocidade das partículas que caem em um jato de água vertical, usado para minérios grosseiramente disseminados 25-5 mm;

Enriquecimento em mesas de concentração - associado à separação de minerais sob a ação de forças resultantes do movimento da mesa e do fluxo de água que flui ao longo do plano inclinado da mesa, é utilizado para minérios com tamanho de 3-0,040 mm;

Enriquecimento em eclusas - a separação de minerais ocorre sob a ação de um fluxo horizontal de água e a captura de minerais pesados ​​​​pelo revestimento do fundo das eclusas, é utilizado para minérios com tamanho de 300-0,1 mm;

Enriquecimento em separadores de parafuso, jato e cone - a separação ocorre sob a ação de uma corrente de água que se move ao longo de um plano inclinado para minérios com tamanho de 16-1 mm.

O método de enriquecimento magnético é baseado na separação de minerais devido à diferença na suscetibilidade magnética específica dos minerais e à diferença nas trajetórias de seu movimento em um campo magnético.

O método de enriquecimento por flotação é baseado na diferença na molhabilidade de minerais individuais e, como resultado, em sua adesão seletiva a bolhas de ar. Este é um método de enriquecimento universal usado para todos os minérios, especialmente os polimetálicos. O tamanho do material enriquecido é 50-100% classe -0,074 mm.

O enriquecimento eletrostático é baseado na diferença de condutividade elétrica dos minerais.

Além disso, existem métodos especiais de enriquecimento, que incluem:

A decripitação é baseada na capacidade dos minerais de rachar ao longo dos planos de clivagem quando calor forte e resfriamento forte

Mineração por cor, brilho, pode ser manual, mecânica, automatizada; geralmente usado para material grosso >25 mm;

classificação radiométrica , com base na capacidade diferente dos minerais de emitir, refletir e absorver determinados raios;

enriquecimento de atrito com base na diferença de coeficientes de atrito;

Enriquecimento químico e bacteriano baseado nas propriedades de minerais (por exemplo, sulfetos) para oxidar e dissolver em soluções altamente ácidas. O metal é dissolvido e depois extraído por métodos químico-hidrometalúrgicos. A presença de certos tipos de bactérias em soluções intensifica o processo de dissolução mineral.

2.3 Operações e processos de enriquecimento

A planta de processamento é um elo intermediário entre a mina e a fundição. Uma planta de enriquecimento é uma combinação complexa de várias máquinas e aparelhos. A capacidade da fábrica geralmente é determinada pela quantidade de minério processado e às vezes varia de 15 mil toneladas a 50 milhões de toneladas por ano. Grandes fábricas estão localizadas em vários edifícios.

Minério de vários tamanhos (D máx = 1500-2000 mm - típico para mineração a céu aberto, D máx = 500-600 mm - típico para mineração subterrânea), proveniente da mina na planta de processamento, passa por vários processos, que, de acordo para o seu propósito, podem ser divididos em:

preparatório;

Na verdade enriquecimento;

Auxiliar.

Os processos preparatórios incluem, em primeiro lugar, as operações de redução do tamanho dos pedaços de minério: britagem, moagem e classificação relacionada do minério em peneiras, classificadores e hidrociclones. O tamanho final da moagem é determinado pelo tamanho dos minerais disseminados.

Os processos de enriquecimento propriamente ditos compreendem os processos de separação de minérios e outros produtos de acordo com as propriedades físicas e físico-químicas dos minerais que compõem sua composição. Esses processos incluem separação por gravidade, flotação, separação magnética e elétrica e outros processos.

A maioria dos processos de enriquecimento é realizada em água, pelo que a certa altura torna-se necessário reduzi-la ou eliminá-la, o que pode ser feito com a ajuda de processos auxiliares. Os processos auxiliares incluem operações de desidratação: espessamento, filtração, secagem.

A totalidade e a sequência de operações pelas quais o minério passa durante o processamento constituem esquemas de enriquecimento, geralmente representados graficamente. Os esquemas são:

Fundamental (Fig. 2.2);

Qualitativo (se não forem fornecidos dados sobre a quantidade e qualidade dos produtos) (Fig. 2.3);

qualitativo-quantitativo;

Água-pasta;

Diagramas de circuitos de dispositivos (Fig. 2.4).

Arroz. 2.2 diagrama de circuito enriquecimento (reflete apenas as principais características da tecnologia)	Arroz. 2.3 Esquema de enriquecimento qualitativo (o esquema qualitativo mostra operações, produtos de enriquecimento e a forma como eles se movem de acordo com o esquema)	Arroz. 2.4 Diagrama do circuito do aparelho 1 - bunker do minério original; 2, 5, 8, 10 e 11 - transportadores; 3 e 6 - telas; 4 - britador de mandíbula; 7 - triturador de cone; 9 – bunker de minério triturado; 12 - moinho; 13 - classificador espiral; 14 - máquina de flotação; 15 - espessante; 16 - filtro de vácuo; 17 - tambor de secagem.

À vista de minerais valiosos comerciais, surge a questão de como uma peça de joalheria tão atraente pode ser obtida de minério primário ou fóssil. Especialmente tendo em conta o fato de que o processamento da rocha como tal é, se não um dos finais, pelo menos o processo de refino que precede o estágio final. A resposta para a pergunta será o enriquecimento durante o qual ocorre o processamento básico da rocha, que prevê a separação de um mineral valioso de meios vazios.

Tecnologia de enriquecimento geral

O processamento de minerais valiosos é realizado em empresas especiais de enriquecimento. O processo envolve a realização de várias operações, incluindo preparação, separação direta e separação de rocha com impurezas. Durante o enriquecimento, são obtidos vários minerais, incluindo grafite, amianto, tungstênio, minérios, etc. Não precisa ser rochas valiosas - existem muitas fábricas que processam matérias-primas, que posteriormente são utilizadas na construção. De uma forma ou de outra, os fundamentos do processamento mineral são baseados na análise das propriedades dos minerais, que também determinam os princípios de separação. A propósito, a necessidade de cortar diferentes estruturas surge não apenas com o propósito de obter um mineral puro. É uma prática comum quando vários são derivados de uma estrutura. raças valiosas.

esmagamento de rocha

Nesta fase, o material é triturado em partículas individuais. Durante o processo de trituração, forças mecânicas, com a ajuda dos quais os mecanismos de coesão interna são superados.

Como resultado, a rocha é dividida em pequenas partículas sólidas que possuem uma estrutura homogênea. Neste caso, vale a pena distinguir entre britagem direta e técnica de moagem. No primeiro caso, a matéria-prima mineral é submetida a uma separação menos profunda da estrutura, durante a qual são formadas partículas com fração superior a 5 mm. Por sua vez, a retificação garante a formação de elementos com diâmetro inferior a 5 mm, embora esse valor também dependa do tipo de rocha com a qual você terá que lidar. Em ambos os casos, o problema da máxima divisão dos grãos é colocado substância benéfica para que seja liberado um componente puro sem mistura, ou seja, estéril, impurezas, etc.

Processo de triagem

Após a finalização do processo de britagem, a matéria-prima colhida sofre outro impacto tecnológico, que pode ser tanto o peneiramento quanto o intemperismo. A peneiração é essencialmente um método de classificação dos grãos obtidos de acordo com sua finura. A maneira tradicional a execução desta etapa envolve o uso de uma peneira e uma peneira com possibilidade de calibrar as células. Durante o processo de triagem, as partículas acima e abaixo da rede são separadas. De alguma forma, o enriquecimento de minerais começa já nesta etapa, pois algumas das impurezas e materiais misturados são separados. Uma pequena fração com menos de 1 mm de tamanho é peneirada e, com a ajuda de um ambiente de ar, por intemperismo. Uma massa semelhante a areia de grão fino é levantada por correntes de ar, após o que se estabelece.

No futuro, as partículas que se depositam mais lentamente são separadas dos elementos de poeira muito pequenos que permanecem no ar. Para coleta adicional de derivados de tal triagem, a água é usada.

Processos de enriquecimento

O processo de beneficiamento visa isolar as partículas minerais da matéria-prima. No decorrer de tais procedimentos, vários grupos de elementos são distinguidos - concentrado útil, rejeitos e outros produtos. O princípio de separação dessas partículas é baseado nas diferenças entre as propriedades dos minerais úteis e do estéril. Tais propriedades podem ser as seguintes: densidade, molhabilidade, suscetibilidade magnética, tamanho, condutividade elétrica, forma, etc. Assim, os processos de enriquecimento que utilizam a diferença de densidade envolvem métodos de separação gravitacional. Essa abordagem é usada para minério e matérias-primas não metálicas. O enriquecimento baseado nas características de molhabilidade dos componentes também é bastante comum. Nesse caso, é utilizado o método de flotação, cuja característica é a possibilidade de separação de grãos finos.

Também é utilizado o enriquecimento magnético de minerais, que permite isolar impurezas ferruginosas de meios de talco e grafite, bem como purificar tungstênio, titânio, ferro e outros minérios. Esta técnica é baseada na diferença no impacto campo magnético sobre partículas fósseis. Separadores especiais são usados ​​como equipamentos, que também são usados ​​para restaurar suspensões de magnetita.

Etapas finais de enriquecimento

Os principais processos desta etapa incluem desidratação, espessamento da polpa e secagem das partículas obtidas. A seleção do equipamento para desidratação é realizada com base nas características químicas e físicas do mineral. Via de regra, esse procedimento é realizado em várias sessões. No entanto, nem sempre é necessário fazê-lo. Por exemplo, se a separação elétrica foi usada no processo de beneficiamento, a desidratação não é necessária. Além de preparar o produto de enriquecimento para outros processos de processamento, também deve ser fornecida uma infraestrutura adequada para o manuseio de partículas minerais. Em particular, o serviço de produção apropriado é organizado na fábrica. Intrashop veículos fornecimento de água, calor e eletricidade.

equipamento de enriquecimento

Nas fases de moagem e trituração, instalações especiais. São unidades mecânicas que, com a ajuda de várias forças motrizes, têm um efeito destrutivo na rocha. Além disso, no processo de peneiramento, são utilizadas uma peneira e uma peneira, nas quais é fornecida a possibilidade de calibrar os furos. Além disso, máquinas mais complexas são usadas para triagem, chamadas de telas. O enriquecimento direto é realizado por separadores elétricos, gravitacionais e magnéticos, que são utilizados de acordo com o princípio específico de separação da estrutura. Em seguida, são utilizadas tecnologias de drenagem para desidratação, em cuja implementação podem ser utilizadas as mesmas telas, elevadores, centrífugas e dispositivos de filtração. A etapa final, via de regra, envolve o uso de tratamento térmico e agentes de secagem.

Resíduos do processo de enriquecimento

Como resultado do processo de enriquecimento, são formadas várias categorias de produtos, que podem ser divididas em dois tipos - concentrado útil e resíduo. Além disso, uma substância valiosa não precisa necessariamente representar a mesma raça. Também não se pode dizer que o lixo é um material desnecessário. Esses produtos podem conter um concentrado valioso, mas volumes mínimos. Ao mesmo tempo, o enriquecimento adicional de minerais que estão na estrutura do resíduo muitas vezes não se justifica tecnológica e financeiramente, de modo que os processos secundários desse processamento raramente são realizados.

enriquecimento ideal

Dependendo das condições de enriquecimento, das características da matéria-prima e do próprio método, a qualidade do produto final pode variar. Quanto maior o conteúdo de um componente valioso e quanto menos impurezas, melhor. Um beneficiamento de minério ideal, por exemplo, prevê a total ausência de rejeitos no produto. Isso significa que, no processo de enriquecimento da mistura obtida por britagem e peneiramento, as partículas de serrapilheira de rochas estéreis foram totalmente excluídas da massa total. No entanto, esse efeito nem sempre é alcançado.

Processamento mineral parcial

O enriquecimento parcial é entendido como a separação da classe de tamanho do fóssil ou o corte da parte facilmente separada das impurezas do produto. Ou seja, este procedimento não visa purificar completamente o produto de impurezas e resíduos, mas apenas aumentar o valor do material de origem aumentando a concentração de partículas úteis. Esse processamento de matérias-primas minerais pode ser usado, por exemplo, para reduzir o teor de cinzas do carvão. Durante o processo de enriquecimento, classe grande elementos durante a mistura adicional do concentrado de peneiramento não enriquecido com uma fração fina.

O problema da perda de rochas valiosas durante o enriquecimento

Como impurezas desnecessárias permanecem na massa de concentrado útil, rochas valiosas podem ser removidas junto com os resíduos. Para contabilizar tais perdas, meios especiais, permitindo calcular nível permitido destes para cada um dos processos tecnológicos. Ou seja, para todos os métodos de separação, são desenvolvidas normas individuais de perdas admissíveis. A porcentagem permitida é levada em consideração no balanço de produtos processados ​​para cobrir discrepâncias no cálculo do coeficiente de umidade e perdas mecânicas. Essa conta é especialmente importante se o enriquecimento de minério for planejado, durante o qual a britagem profunda é usada. Consequentemente, o risco de perder concentrado valioso também aumenta. E ainda, na maioria dos casos, a perda de rocha útil ocorre devido a violações nas processo tecnológico.

Conclusão

Atrás Ultimamente tecnologias para o enriquecimento de rochas valiosas deram um passo significativo em seu desenvolvimento. Tanto os processos individuais de processamento quanto os esquemas gerais para a implementação do departamento estão sendo aprimorados. Uma das direções promissoras para maior avanço é o uso de esquemas de processamento combinados que melhoram as características de qualidade dos concentrados. Em particular, os separadores magnéticos são combinados, o que otimiza o processo de enriquecimento. Novos métodos deste tipo incluem separação magnetohidrodinâmica e magnetohidrostática. Ao mesmo tempo, existe uma tendência geral para a deterioração das rochas de minério, o que não pode deixar de afetar a qualidade do produto resultante. Você pode combater o aumento do nível de impurezas uso ativo enriquecimento parcial, mas em geral, um aumento nas sessões de processamento torna a tecnologia ineficiente.

O enriquecimento de minerais é um conjunto de processos tecnológicos de pré-tratamento de matérias-primas minerais com o objetivo de dotá-las de qualidades que atendam às exigências dos consumidores.

Para enriquecimento:

O conteúdo do componente útil na matéria-prima aumenta,

As impurezas nocivas são removidas das matérias-primas,

A uniformidade das matérias-primas em tamanho e composição é alcançada.

Como resultado do enriquecimento, você obtém:

O concentrado é um produto de beneficiamento que possui maior teor de um componente útil em comparação com o minério. De acordo com seu conteúdo, de acordo com o teor de impurezas, umidade, concentrados devem atender aos requisitos de GOSTs, OSTs, TUs;

Os rejeitos de estéril são resíduos de enriquecimento constituídos por estéril com baixo teor de componentes úteis, cuja extração é tecnologicamente impossível ou economicamente não lucrativa.

O enriquecimento reduz o custo de transporte de matérias-primas, bem como seu processamento, porque. um grande volume de estéril é removido.

Como resultado do enriquecimento, o conteúdo de componentes úteis (%) aumenta significativamente:

10 3 10 2 10 -1

d, mm

A figura mostra a dependência do consumo específico de energia durante a britagem e moagem de material de resistência média em várias finuras finais.

O grau de britagem (moagem) é a razão entre o diâmetro dos maiores pedaços de minério (D) e o diâmetro dos pedaços do produto triturado (d):

Dependendo das propriedades do minério, é usado:

1 - esmagamento - destruição por compressão de peças entre dois corpos de prensagem;

2 - rachadura - destruição por encravamento entre as pontas dos corpos de esmagamento;

3 - impacto - destruição sob a ação de cargas dinâmicas de curta duração;

4 - abrasão - destruição como resultado da ação de superfícies que se movem umas em relação às outras.

Dependendo do método e mecanismo de destruição de pedaços de minério, existem:

Britadores de mandíbulas (trituram e dividem peças entre placas que se aproximam periodicamente - bochechas) - dispositivos de ação periódica: a trituração do minério alterna com um ciclo de descarga-carregamento, que é a principal desvantagem desse tipo de britadores, o que reduz sua produtividade;

Britadores cônicos (triturar e lixar peças entre cones móveis e estacionários) - britadores contínuos;

Trituradores de rolos (esmagar e dividir as peças entre duas eixos dentados movendo-se um em direção ao outro) - trituradores contínuos;

trituradores ação de impacto usado para esmagar materiais macios e viscosos.

A moagem do material é realizada em moinhos Vários tipos:

Moinhos de tambor são usados ​​para moer material para um tamanho de partícula de 1-2 mm. Este é um tambor de aço no qual os corpos de moagem são carregados juntamente com o minério. Dependendo do tipo de corpos de britagem, existem moinhos de esferas, barras, seixos e automoedores.

Após cada etapa de britagem (moagem), uma fração fina é separada do produto resultante por peneiramento (peneiramento). A triagem é geralmente usada para separar materiais com tamanho de partícula acima de 1-2 mm.

Os métodos de classificação hidráulica são usados ​​para separar materiais com tamanho de partícula inferior a 100 mícrons. A classificação hidráulica é o processo de separação de uma mistura de grãos minerais por tamanho com base nas diferenças em suas taxas de sedimentação na água.

Depois vem o próprio enriquecimento. Os métodos de enriquecimento mais comuns são:

flutuação,

Gravitacional,

Magnético,

Elétrico.

usando flutuação mais de 90% de todos os minérios de metais ferrosos e não ferrosos são enriquecidos, bem como minerais não metálicos: enxofre, grafite, minérios de fosfato, carvão.

O sistema de flotação é heterogêneo e inclui três fases: sólida, líquida e gasosa. A flotação é baseada na capacidade das partículas sólidas de serem mantidas na interface entre as fases líquida e gasosa, ou seja, na hidrofobicidade, impermeabilidade das partículas. A flotação em espuma é a mais comum. Os grãos minerais que não são molhados pela água aderem às bolhas de ar e flutuam à superfície. Mudando as condições de flotação, por exemplo, pode-se conseguir o seguinte: durante a flotação de minérios de ferro, a magnetita (concentrado de minério de ferro) será liberada no produto de espuma - flotação direta e o quartzo (rocha estéril) pode ser liberado - reverso flotação, ou seja processos de flotação são universais devido à variedade de métodos de condução e oportunidades regulamento.

Para conduzir o processo de flotação, é necessário o uso de diversos compostos químicos:

Coletores - aumentam drasticamente a hidrofobicidade da superfície das partículas extraídas. Quando a flotação de materiais de sulfeto é usada

R-O-C-S-Me xantatos e RO S ditiofosfatos

(R é um radical álcool ou fenol; Me é Na ou K);

Minerais sem sulfeto flutuam com sabonetes de Na ácidos graxos(Na oleato - С17Н33СООНa) ou aminas (RNH2);

Carvão, enxofre e outros minerais naturalmente hidrofóbicos são flutuados usando querosene e outros reagentes não polares.

Agentes de expansão - substâncias que facilitam a dispersão do ar, evitam a fusão de bolhas e aumentam a resistência da espuma (vários surfactantes, óleo de pinho);

Reguladores ambientais - criam o pH ideal do ambiente (cal, soda, ácido sulfúrico).

O processo de flotação é realizado em máquinas de flotação. O produto de espuma é alimentado para desidratação.

processos de gravidade baseiam-se na diferença na natureza e na velocidade de movimento das partículas minerais com diferentes densidades na água ou ambiente aéreo:

Lavagem - separação por afrouxamento e remoção de materiais argilosos com o auxílio de água, que mantêm unidos os grãos de um mineral (ferro e minérios de manganês, fosforitos, placers de metais não ferrosos, raros e preciosos, lavagem de areia dourada, alta qualidade material de construção);

Enriquecimento em ambientes pesados– divisão dos minerais extraídos por densidade. Os produtos resultantes (frações pesadas e leves) têm densidade maior ou menor que a densidade do meio de separação e por isso flutuam ou afundam nele. Esse enriquecimento é o principal na indústria do carvão. Líquidos orgânicos, soluções aquosas de sais e suspensões são usados ​​como meios pesados:

Líquidos orgânicos: tricloroetano C2H3C13 (densidade 1460 kg/m3), clorofórmio CC14 (1600), dibromoetano C2H4Br2 (2170), acetilenotetrabrometo C2H1Br2 (2930);

Soluções aquosas sais inorgânicos: CaCd2 (1654), ZnC12 (2070);

Suspensões: trituradas a menos de 0,1 mm são usadas como agentes de peso várias substâncias– argila (1490), pirita (2500), galena PbS (3300). Ao enriquecer o carvão, uma suspensão de magnetita (2500) é usada.

enriquecimento magnético usado no processamento de minérios de metais ferrosos, raros e não ferrosos. Baseia-se no uso de diferenças nas propriedades magnéticas de minerais e rochas residuais. Quando as partículas se movem através de um campo magnético, os produtos magnéticos e não magnéticos se movem ao longo de diferentes trajetórias. De acordo com a suscetibilidade magnética específica, os minerais são divididos em:

Fortemente magnético - magnetita Fe 3 O 4, pirrotita Fe 1-n S n - χ\u003e 380 * 10 -7 m3 / kg,

Fracamente magnético - hidróxidos e carbonatos de Fe e Mn - χ \u003d (7,5-1,2) * 10-7 m3 / kg,

Quartzo não magnético SiO2, apatita Ca5(F,Cl)(PO4)3, rutilo TiO2, feldspato (Na,K,Ca)(AlSi3O8).

enriquecimento elétrico baseia-se nas diferentes condutividades elétricas das rochas e suas propriedades para serem eletrificadas. A separação elétrica é usada para enriquecer sólidos a granel granulares com tamanho de partícula de 0,05-3 mm, cujos componentes não apresentam diferenças significativas em outras propriedades (densidade, suscetibilidade magnética, propriedades físicas e químicas da superfície).

Dependendo da condutividade elétrica específica, os minerais são divididos em:

Condutores - rutilo, pirita,

Semicondutores - magnetita,

Não condutores - quartzo, zircão (ZrSO4).

Quando as partículas do mineral-condutor entram em contato com o eletrodo, elas ficam carregadas com a mesma carga. A partícula dielétrica não é carregada neste caso. As partículas então passam por um campo elétrico constante e mudam suas trajetórias dependendo da carga em sua superfície.

Os concentradores são uma fonte significativa de emissões de poeira e águas residuais.

A formação de poeira ocorre durante o processamento e armazenamento de matérias-primas minerais sólidas. Forte emissão de poeira é observada durante a trituração a seco, peneiramento, com métodos de enriquecimento a seco, transporte e recarga de produtos de enriquecimento.

Durante a operação dos britadores, a principal emissão de poeira ocorre nos locais de descarga do produto e chega a 4 g/s para britadores de rolos, 10 g/s para britadores cônicos e de mandíbulas e 120 g/s para britadores de martelo. Durante a operação dos moinhos, até 80 g/s de pó são liberados.

As águas residuais são descarregadas em rejeitos juntamente com rejeitos de enriquecimento, de onde podem entrar em corpos d'água.

Os principais poluentes são impurezas grossas (rejeitos de enriquecimento gravitacional), sais na forma dissolvida, reagentes de flotação na forma de emulsões, produtos da interação dos reagentes entre si e com minerais.

As águas residuais podem conter:

Ácidos usados ​​no processo tecnológico

Íons Fe, Cu, Ni, Zn, Pb, Al, Co, Cd, Sb, Hg e outros que se enquadram águas residuais devido à dissolução de seus compostos por ácidos,

Cianetos são o principal poluente de plantas de recuperação de ouro e fábricas que usam cianeto fundido como reagente de flotação,

Fluoretos, se os reagentes de flotação forem NaF, NaSiF6,

Produtos de petróleo, na maioria das vezes - querosene, agente de flotação no enriquecimento de carvão, enxofre, Cu-Mo, Mo-W rudB

Fenóis como agentes de flotação, xantatos e ditiofosfatos são agentes de flotação com odor desagradável.