Принципиальная схема обогащения полезных ископаемых

Обогащение полезных ископаемых осуществляется с помощью ряда последовательных операций, составляющих схему обогащения. Вначале производится дробление и измельчение исходного материала с целью доведения его до размеров, пригодных для существующих обогатительных процессов и аппаратов, а также для разделения сростков и образования частиц индивидуальных минералов. Дробление и измельчение осуществляется в несколько стадий, между которыми может производиться выделение готового продукта для уменьшения ненужного переизмельчения. Для дробления применяются дробилки, доводящие материал до крупности 5 мм. Тонкое измельчение осуществляется в мельницах. Выделение продуктов нужной крупности производится с помощью грохотов – для крупных зерен и гидроциклонов – для мелких зерен.

Собственно обогащение осуществляется с использование различных физических и физико-химических свойств минералов.

При разной плотности разделяемых минералов применяются многообразные методы гравитационного обогащения, использующие различие в скорости движения частиц в водной или воздушной среде под действием гравитационных или центробежных сил. К этим методам относятся: отсадка, обогащение в тяжелых средах, концентрация на столах, обогащение на шлюзах. Различие в физико-химических свойствах поверхностей разделяемых минералов лежит в основе флотации. Если минералы обладают различной магнитной восприимчивостью, то их разделяют магнитной сепарацией. При различии в электрических свойствах (электрической проводимости, диэлектрической проницаемости, способностью заряжаться при трении) минералы разделяют электрической сепарацией.

Различие зерен минералов по крупности, форме, хрупкости и коэффициенту трения позволяет разделить их по этим признакам. Наиболее распространены гравитационные, флотационные и магнитные методы разделения. Полученные в результате применения мокрых методов обогащения полезных ископаемых концентраты подвергаются обезвоживанию. Крупнозернистые продукты обычно обезвоживают на грохотах и дренированием с последующей сушкой. Мелкозернистые продукты вначале сгущают, затем фильтруют и сушат.

Обогащение полезных ископаемых позволяет существенно увеличить концентрации ценных компонентов.

2. Геологическая характеристика Костомукшского железорудного месторождения. Основные свойства руд и пород. Требования к качеству исходной руды.

Горные породы – природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору.

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические.

Магматические горные породы образуются в результате застывания магмы. В глубоких частях земной коры магма охлаждается медленно, хорошо раскристаллизовывается и из нее формируются кристаллические зернистые породы, называемые интрузивными (граниты, сиениты, диориты, гранодиориты, габро и др.) Магма, излившаяся на земную поверхность в виде лавы вулканов, остывает быстро. Образуя эффузивные, или излившиеся горные породы (базальты, андезиты, порфириты, диабазы и др.), а также вулканические туфы. Главными породообразующими минералами магматических горных пород являются алюмосиликаты и силикаты (полевые шпаты, кварц, слюда и др.).

Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи нее в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков. По способу своего образования осадочные породы подразделяются на три основные генетические группы: обломочные породы (брекчии, конгломераты, пески, алевролиты) – грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород; глинистые породы - дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород; хемо -, био - и органогенные породы - продукты непосредственного осаждения из растворов (например, соли), продукты, получаемые в процессе отложения организмов (например, кремнистые породы), накопления органического вещества (например, угли) или продукты жизнедеятельности организмов (например, органогенные известняки). Характерной особенностью осадочных пород является слоистость и залегание в виде более или менее правильных пластов.

Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород под воздействием высоких давлений, температур или химических процессов. Типичными метаморфическими горными породами являются разные по составу кристаллические сланцы, скарны, гнейсы, амфиболиты, кварциты, мраморы и др.

Около 90% земной коры слагают магматические и метаморфические породы. Осадочные горные породы составляют остальные 10% объёма земной коры, однако ими покрывается около 75% земной поверхности.

Практически все горные породы могут быть использованы как полезные ископаемые. К рудным относятся горные породы с кондиционным содержанием полезного компонента.

Горные породы характеризуются плотностными, упругими, прочностными, тепловыми, электрическими, магнитными и другими свойствами. Свойства горных пород обусловлены их минеральным составом и строением, а также внешними условиями. Как объект горных разработок горные породы характеризуются различными технологическими свойствами - крепостью, абразивностью, твердостью, буримостью, взрываемостью и т.д.

При переработке рудного и нерудного сырья на дробильно - обогатительных фабриках, необходимо знать следующие основные свойства горных пород:

прочность - способность породы сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих в результате нагрузки или других факторов. Она характеризуется чаще всего величиной временного сопротивления образца (в сухом состоянии) сжатию. Эта величина устанавливается путем раздавливания образцов определенной величины и формы (куб, цилиндр) на прессе и выражается в паскалях. Горные породы лучше сопротивляются сжатию, чем сдвигу или растяжению;

хрупкость - свойство горной породы разрушаться при ударной нагрузке без заметных пластических деформаций;

абразивность - способность материала изнашивать рабочие органы дробильных машин; определяется присутствием в нем естественных абразивов (кварц, полевой шпат и т.д.). Абразивность выражается в граммах износа рабочих элементов машин, отнесённых к 1 т раздробленного материала;

истираемость - способность породы сопротивляться истиранию, которое определяется потерей массы пробы в барабане при его вращении и выражается в процентах;

плотность в массиве - (объемная масса плотного тела) - масса единицы объема материала, включая поры;

плотность - масса единицы объема материала без пор;

пористость - отношение объема пустот к объему горной массы в плотном теле;

влажность - относительное содержание массы технически примешенной воды и гигроскопической влаги в массе породы, выражаемое в процентах;

водопоглощение - свойство породы поглощать воду с заполнением ею части пор. Оно измеряется отношением увеличения массы образца при водопоглощении к массе образца, высушенного до постоянной массы; при умножении на 100 водопоглощение выражают в процентах. Наличие воды в породе ослабляет ее прочность и способствует более быстрому разрушению;

морозостойкость - способность породы выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без разрушения и значительного снижения механической прочности. Она измеряется количеством циклов замораживания и оттаивания. Морозостойкость возрастает с увеличением плотности и уменьшением пористости горных пород; для изверженных пород она выше, чем для осадочных.

Кроме того, необходимо учитывать зерновой состав горных пород. Это распределение зерен материала по крупности. Количество зерен готовой продукции, попадающих по своим размерам в один определенный интервал, предусмотренный соответствующим ГОСТом, называется фракцией. Зерновой состав материала определяется рассевом.