3.3. Обогащение сырья

Обогащение полезных ископае­мых проводится с целью увеличения содержания полезного эле­мента в используемом сырье. Оно дает возможность расширения сырьевой базы промышленности за счет вовлечения в экс­плуатацию бедных по содержанию полезного сырья источников и позволяет получить для последующей переработки высококонцентрированное сырье. Полученные в результате обогащения фракции называются концентратами, а фракции, состоящие из пустой породы,  хвостами.

Методы обогащения сырья зависят от его агрегатного со­стояния и свойств основных компонентов. Обогащение мине­рального сырья (в твердом состоянии) подразделяется на механическое, физико-химическое и химическое и основано на разли­чии в таких свойствах, как плотность, размер и форма зерен, прочность, электропроводность, смачиваемость, растворимость, магнитная проницаемость и др.

К механическому обогащению относится грохочение, гра­витационное разделение, электромагнитная сепарация, электроста­тическое обогащение, термическое разделение и др. Грохочение основано на том, что минералы, входящие в состав сырья, разделя­ются на фракции по крупности просеиванием через сита  грохоты. Гравитационное разделение основано на различии скоростей оса­ждения частиц в текущей жидкости или газе в зависимости от их плотности, например, используется при промывке золота. Электромагнитная сепарация применяется для отделения магнитных мате­риалов от немагнитных  пустой породы, например, при обогаще­нии железной руды.

К физико-химическим способам обогащения сырья относится флотационный метод, основанный на различной смачиваемости компонентов, входящих в состав сырья.

Жидкие растворы различных веществ концентрируют выпариванием, вымораживанием, выделением примесей в осадок или газовую фазу.

Газовые смеси разделяют на компоненты с помощью различных физических и физико-химических методов, в том числе абсорбцией  поглощением отдельных газов жидкостями и адсорбцией  поглощением газов твердыми поглотителями и разделением сжиженных газов на фракции.

Химические способы обогащения основываются на различной растворимости в тех или иных химических растворителях, т.е. на способности вступать в химические реакции между элементами руды и растворителем. Эти способы наиболее распространены в металлургии и химической промышленности.

3.4. Комплексное использование сырья

Под комплексным использованием сырья понимается максимальное извлечение и использование всех ценных компонентов, входящих в добываемые полезные ископаемые на соответствующем месторождении, исходя из спроса и технологических возможностей предприятия.

Практически большинство месторождений являются комплексными и содержат ряд полезных компонентов. Так, на месторождениях нефти попутными компонентами являются газ, сера, бром, йод, бор; на газовых месторождениях  гелий, сера, азот; в ископаемых углях  колчедан, сера, глинозем, германий и т. д.

В цветной металлургии профилирующими считаются 11 металлов (алюминий, медь, никель, кобальт, свинец, цинк, вольфрам, мо­либден, ртуть, олово, сурьма), а совместно с ними можно извле­кать еще более 60 компонентов (редкие, редкоземельные и бла­городные металлы). На предприятиях цветной металлургии по­путно производится 30 % серы, 10 % цинка, меди, свинца.

Комплексное использование сырья достигается его обога­щением, а также разнообразной химической переработкой слож­ного сырья с последовательным выделением его компонентов. В результате из одной горной породы извлекаются различные ме­таллы, неметаллы, кислоты, соли, строительные материалы.

Примером комплексного использования твердого топлива, состоящего из сложной смеси органических веществ, может слу­жить коксохимическое производство, где из углей разных марок, помимо кокса и коксового (светильного) газа, получают аммиак, сероуглерод, различные органические соединения для получения пластмасс, химических волокон, красителей, взрывчатых веществ и лекарственных препаратов.

Из газов, получающихся при неф­тепереработке, можно получить метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен, бутилен, ацетилен, сероводород и многие другие газы, являющиеся ценнейшим сырьем для получения пластмасс, каучука, химических волокон, серной кислоты, краси­телей и лекарств и т.д.

Комплексное использова­ние сырья позволяет получить более широкий спектр продуктов.