العمليات التحضيرية لمعالجة المعادن

مقدمة

الغرض من معالجة المعادن

الكتلة الصخرية المستخرجة عبارة عن مزيج من قطع من المعقدات المعدنية ، نواتج بينية من المعادن ذات خواص فيزيائية وفيزيائية وكيميائية مختلفة. للحصول على المنتجات النهائية (مركزات المعادن ، فحم الكوك ، مواد بناء، كيمياء. الأسمدة ، وما إلى ذلك) يجب أن يخضع لعدد من عمليات المعالجة: الميكانيكية والحرارية والكيميائية.

تتضمن معالجة المعادن في المكثف عددًا من العمليات ، ونتيجة لذلك يتم تحقيق فصل المكونات المفيدة عن الشوائب ، أولئك. جلب المعدن إلى جودة مناسبة للمعالجة اللاحقة ،على سبيل المثال ، من الضروري زيادة محتوى: الحديد من 30-50٪ إلى 60-70٪ ؛ منجنيز من 15-25٪ إلى 35-45٪ ، نحاس من 0.5-1.5٪ إلى 45-60٪ ، تنجستن من 0.02-0.1٪ إلى 60-65٪.

وفقًا للغرض منها ، تنقسم عمليات معالجة المعادن إلى تحضيري رئيسي(إثراء) والدعم.

تم تصميم العمليات التحضيرية لفتح أو فتح الحبوب من المكونات المفيدة (المعادن) التي تتكون منها المعادن ، وتقسيمها إلى فئات الحجم ، تلبية المتطلبات التكنولوجية لعمليات التخصيب اللاحقة.

تشمل العمليات التحضيرية التكسير والطحن والغربلة والتصنيف.

إثراء المعادن هو مجموعة من عمليات المعالجة الميكانيكية للمواد الخام المعدنية ، مما يجعل من الممكن فصل المعادن المفيدة (التركيز) عن نفايات الصخور.

يجب على مهندسي التركيز حل المهام التالية:

التنمية المتكاملة للموارد المعدنية ؛

استخدام المنتجات المصنعة ؛

إنشاء عمليات جديدة للتكنولوجيا غير النفايات لفصل المعادن إلى منتجات نهائية قابلة للتسويق لاستخدامها في الصناعة ؛

حماية البيئة.

يتم فصل مخاليط المعادن على أساس الاختلافاتفي الفيزياء والفيزياء الكيميائية و الخواص الكيميائيةآه مع الحصول على عدد من المنتجات ذات المحتوى العالي من المكونات القيمة (يركز) ، قليل (منتجات وسيطة) وتافهة (النفايات والمخلفات) .

تهدف عملية التخصيب ليس فقط إلى زيادة محتوى المكون القيم في المركز ، ولكن أيضًا إلى إزالة الشوائب الضارة:

كبريتفى الركن الفوسفورفي تركيز المنغنيز ، الزرنيخفي خام الحديد البني وخامات الكبريتيد المتعددة الفلزات. هذه الشوائب ، التي تدخل في الحديد الزهر ثم الصلب ، تزيد من سوء الميكانيكا. خصائص المعادن.

معلومات مختصرةعن المعادن

المعادنتسمى الخامات ، والمواد الأحفورية غير المعدنية والقابلة للاحتراق المستخدمة في الإنتاج الصناعي في شكل طبيعي أو معالج.

إلى الخامات تشمل المعادن التي تحتوي على مكونات قيمة بكمية كافية لجعل استخراجها مجديًا اقتصاديًا.

يتم تصنيف الخامات إلى المعدنية وغير المعدنية.

خامات المعادن- المواد الخام لإنتاج المعادن الحديدية وغير الحديدية والنادرة والثمينة وغيرها من المعادن - التنجستن - الموليبدينوم ، الرصاص والزنك ، والمنغنيز ، والحديد ، والكوبالت ، والنيكل ، والكروميت ، والذهب ؛

خامات غير معدنية- الأسبستوس ، الباريت ، الأباتيت ، الفوسفوريت ، الجرافيت ، التلك ، الأنتيمون ، إلخ.

المعادن اللافلزية - مواد أولية لإنتاج مواد البناء (الرمل ، الطين ، الحصى ، حجر البناء ، الأسمنت البورتلاندي ، جبس البناء ، الحجر الجيري ، إلخ.)

معادن قابلة للاشتعال - الوقود الصلب والزيت والغاز القابل للاشتعال.

المعادنتتكون من معادن تختلف في قيمتها وخواصها الفيزيائية والكيميائية (الصلابة ، الكثافة ، النفاذية المغناطيسية ، القابلية للبلل ، التوصيل الكهربائي ، النشاط الإشعاعي ، إلخ).

المعادن- تسمى العناصر الأصلية (أي التي تحدث في الطبيعة في شكلها النقي) والمركبات الكيميائية الطبيعية.

معدن مفيد (أو مكون)- يسمون عنصرًا أو مركبًا طبيعيًا ، من أجل الحصول على ما يتم استخلاصه ومعالجته. على سبيل المثال: في خام الحديد ، المعادن المفيدة هي المغنتيت Fe 3 O 4 ، الهيماتيت Fe 2 O 3.

شوائب مفيدة- تسمى المعادن (العناصر) ، والتي يؤدي محتواها بكميات صغيرة إلى تحسين جودة المنتجات التي يتم الحصول عليها من المعادن المفيدة. على سبيل المثال ، الشوائب الفاناديوم والتنغستن والمنغنيز والكروم في خام الحديديؤثر إيجابًا على جودة المعدن المصهور منه.

الشوائب الضارة- تسمى المعادن (العناصر) ، والتي يؤدي محتواها بكميات صغيرة إلى تدهور جودة المنتجات التي يتم الحصول عليها من المعادن المفيدة. على سبيل المثال ، الشوائب الكبريت والفوسفور والزرنيختؤثر سلبا على عملية صناعة الصلب.

العناصر المصاحبةتسمى المكونات الموجودة في المعدن بكميات صغيرة ، والتي يتم إطلاقها أثناء عملية التخصيب إلى منتجات فردية أو منتج المكون الرئيسي. تسمح المعالجة المعدنية أو الكيميائية الإضافية لعناصر الأقمار الصناعية باستخراجها في منتج منفصل.

معادن نفايات الصخور- مكونات الاتصال التي ليس لها قيمة صناعية. في خام الحديد ، قد تشمل هذه SiO 2 ، Al 2 O 3.

اعتمادًا على الهيكل ، يتم تمييز المعادن متناثرة وصلبة, على سبيل المثال ، في حالة الانتشار - تنتشر حبيبات صغيرة فردية من معدن مفيد بين حبيبات نفايات الصخور ؛ في الصلبة - يتم تمثيل حبيبات المعادن المفيدة بشكل أساسي بواسطة كتلة مستمرة ، ومعادن صخور النفايات في شكل طبقات داخلية ، شوائب.

معلومات عامة

أثناء التخصيب ، من الممكن الحصول على كل من المنتجات التجارية النهائية (الحجر الجيري ، والأسبستوس ، والجرافيت ، وما إلى ذلك) والمركزات المناسبة لمزيد من المعالجة الكيميائية أو المعدنية. التخصيب هو الرابط الوسيط الأهم بين استخراج المعادن واستخدام المواد المستخلصة. تعتمد نظرية الإثراء على تحليل خصائص المعادن وتفاعلها في عمليات الفصل - التعدين.

يسمح لك التخصيب بزيادة تركيز المكونات القيمة بشكل كبير. محتوى المعادن غير الحديدية المهمة - النحاس والرصاص والزنك - في الخامات 0.3-2٪ وفي مركزاتها - 20-70٪. يزيد تركيز الموليبدينوم من 0.1-0.05٪ إلى 47-50٪ ، تنجستن - من 0.1-0.2٪ إلى 45-65٪ ، ينخفض ​​محتوى رماد الفحم من 25-35٪ إلى 2-15٪. تشمل مهمة التخصيب أيضًا إزالة الشوائب الضارة من المعادن (الزرنيخ والكبريت والسيليكون وما إلى ذلك). يتراوح استخراج المكونات القيمة في المركز في عمليات التخصيب من 60 إلى 95٪.

تنقسم عمليات المعالجة التي تتعرض لها كتلة الصخور في مصنع التركيز إلى: رئيسي (تركيز فعلي) ؛ تحضيري ومساعد.

تعتمد جميع طرق الإثراء الحالية على الاختلافات في الخصائص الفيزيائية أو الفيزيائية الكيميائية للمكونات الفردية للمعادن. هناك ، على سبيل المثال ، الجاذبية والمغناطيسية والكهربائية وطرق التعويم والبكتيريا وغيرها من طرق التخصيب.

التأثير التكنولوجي للتخصيب

يسمح الإثراء الأولي للمعادن بما يلي:

• زيادة الاحتياطيات الصناعية من المواد الخام المعدنية من خلال استخدام رواسب المعادن الفقيرة ذات المحتوى المنخفض من المكونات المفيدة ؛
• زيادة إنتاجية العمل في مؤسسات التعدين وتقليل تكلفة خام التعدين بسبب ميكنة عمليات التعدين والاستخراج المستمر للمعادن بدلاً من الاستخراج الانتقائي ؛
• لتحسين المؤشرات الفنية والاقتصادية للمؤسسات المعدنية والكيميائية في معالجة المواد الخام المخصبة عن طريق تقليل تكلفة الوقود والكهرباء والتدفق ، مواد كيميائية، وتحسين جودة المنتجات النهائية وتقليل فقد المكونات المفيدة مع النفايات ؛
• لتنفيذ الاستخدام المعقد للمعادن ، لأن التخصيب الأولي يجعل من الممكن استخلاص ليس فقط المكونات المفيدة الرئيسية ، ولكن أيضًا المكونات المصاحبة ، والتي توجد بكميات صغيرة ؛
• تقليل تكلفة نقل منتجات التعدين للمستهلكين عن طريق نقل المنتجات الأكثر ثراءً ، وليس الحجم الكامل لكتلة الصخور الملغومة التي تحتوي على معادن ؛
• عزل الشوائب الضارة من المواد الخام المعدنية ، والتي ، أثناء معالجتها الإضافية ، يمكن أن تقلل من جودة المنتج النهائي ، وتلوث بيئةوتعرض صحة الإنسان للخطر.

تتم معالجة المعادن في مصانع المعالجة ، والتي تعد اليوم مؤسسات قوية ذات آلية عالية مع عمليات تكنولوجية معقدة.

تصنيف عمليات التخصيب

تتضمن معالجة المعادن في مصانع المعالجة سلسلة من العمليات المتسلسلة ، ونتيجة لذلك يتحقق فصل المكونات المفيدة عن الشوائب. وفقًا لغرضها ، تنقسم عمليات معالجة المعادن إلى تحضيري ، رئيسي (إثراء) ومساعد (نهائي).

العمليات التحضيرية

تم تصميم العمليات التحضيرية لفتح أو فتح حبيبات المكونات المفيدة (المعادن) التي يتكون منها المعدن وتقسيمه إلى فئات حجم تفي بالمتطلبات التكنولوجية لعمليات التخصيب اللاحقة. تشمل العمليات التحضيرية التكسير والطحن والغربلة والتصنيف.

التكسير والطحن

التكسير والطحن- عملية تدمير وتقليل حجم قطع المواد الخام المعدنية (المعادن) تحت تأثير قوى خارجية ميكانيكية وحرارية وكهربائية تهدف إلى التغلب على قوى التماسك الداخلية التي تربط جزيئات الجسم الصلب ببعضها البعض.

وفقًا لفيزياء العملية ، لا يوجد فرق جوهري بين التكسير والطحن. تقليديًا ، يُعتقد أنه عند التكسير ، يتم الحصول على جزيئات أكبر من 5 مم ، وعند التكسير ، تكون الجسيمات أصغر من 5 مم. يعتمد حجم أكبر الحبوب التي يلزم سحق أو طحن معدن عليها أثناء تحضيره للتخصيب على حجم شوائب المكونات الرئيسية التي يتكون منها المعدن وعلى القدرات التقنية للمعدات التي تليها من المفترض أن يتم تنفيذ عملية معالجة المنتج المسحوق (المسحوق).

فتح حبيبات المكونات المفيدة - التكسير و (و) طحن النتوءات البينية حتى يتم تحرير حبيبات مكون مفيد تمامًا ويتم الحصول على خليط ميكانيكي من حبيبات مكون مفيد ونفايات الصخور (مزيج). فتح حبيبات المكونات المفيدة - التكسير و (و) طحن الأجزاء البينية حتى يتم تحرير جزء من سطح المكون المفيد ، مما يوفر الوصول إلى الكاشف.

يتم التكسير في محطات تكسير خاصة. التكسير هو عملية تدمير المواد الصلبة مع تقليل حجم القطع إلى درجة نعومة معينة ، بفعل قوى خارجية تتغلب على قوى التماسك الداخلية التي تربط جزيئات المادة الصلبة.

الفرز والتصنيف

الفرز والتصنيفتستخدم لفصل المعدن إلى منتجات ذات أحجام مختلفة - فئات أحجام. يتم إجراء الفرز عن طريق غربلة المعدن على غربال وغرابيل ذات ثقوب معايرة في منتج صغير (تحت الشاشة) ومنتج كبير (فوق الشاشة). يستخدم الفرز لفصل المعادن حسب الحجم على أسطح الفرز (الفرز) ، مع أحجام ثقوب تتراوح من مليمتر إلى عدة مئات من المليمترات.

يتم الفحص بواسطة آلات خاصة - شاشات.

يتم تصنيف المادة حسب الحجم في بيئة مائية أو هوائية ويستند إلى استخدام الاختلافات في معدلات ترسيب الجزيئات ذات الأحجام المختلفة. تستقر الجسيمات الكبيرة بشكل أسرع وتتركز في الجزء السفلي من المصنف ، وتستقر الجسيمات الصغيرة ببطء أكبر ويتم إخراجها من الجهاز عن طريق الماء أو تدفق الهواء. المنتجات الكبيرة التي تم الحصول عليها أثناء التصنيف تسمى الرمال ، وتسمى المنتجات الصغيرة استنزاف (للتصنيف الهيدروليكي) أو منتج رقيق (لتصنيف الهواء المضغوط). يستخدم التصنيف لفصل المنتجات الصغيرة عن الرقيقة بأحجام لا تزيد عن 1 مم.

العمليات الأساسية (الإثراء)

تم تصميم العمليات (التخصيب) الرئيسية لفصل المواد الخام المعدنية الأولية ذات الحبوب المفتوحة أو المفتوحة للمكون المفيد إلى المنتجات المقابلة. نتيجة للعمليات الرئيسية ، يتم عزل المكونات المفيدة على شكل مركزات ، وتتم إزالة معادن الصخور على شكل نفايات ، والتي يتم إرسالها إلى المكب. في عمليات التخصيب ، يتم استخدام الاختلافات بين معادن المكون المفيد وصخور النفايات في الكثافة ، والقابلية المغناطيسية ، وقابلية البلل ، والتوصيل الكهربائي ، والحجم ، وشكل الحبوب ، والخصائص الكيميائية ، وما إلى ذلك.

تستخدم الاختلافات في كثافة الحبيبات المعدنية في إثراء المعادن بطريقة الجاذبية. يستخدم على نطاق واسع في تخصيب الفحم والخامات والمواد الخام غير المعدنية.

يمكن إثراء المعادن ، التي تحتوي مكوناتها على اختلافات في التوصيل الكهربائي أو لديها القدرة ، تحت تأثير عوامل معينة ، على الحصول على شحنات كهربائية ذات أحجام وإشارات مختلفة ، بطريقة الفصل الكهربائي. وتشمل هذه المعادن الأباتيت والتنغستن والقصدير وخامات أخرى.

يستخدم التخصيب بالدقة في الحالات التي يتم فيها تمثيل المكونات المفيدة بحبوب أكبر أو ، على العكس من ذلك ، أصغر مقارنة بحبيبات النفايات الصخرية. في الغرينيات ، تكون المكونات المفيدة على شكل جزيئات صغيرة ، لذا فإن فصل الطبقات الكبيرة يسمح لك بالتخلص من جزء كبير من الشوائب الصخرية.

تجعل الاختلافات في شكل الحبيبات ومعامل الاحتكاك من الممكن فصل الجسيمات المتقشرة المسطحة من الميكا أو الركام الليفي من الأسبستوس عن جزيئات الصخور التي لها شكل دائري. عندما تتحرك على طول مستوى مائل ، تنزلق الجسيمات الليفية والمسطحة ، وتتدحرج حبيبات مستديرة لأسفل. دائمًا ما يكون معامل الاحتكاك المتدحرج أقل من معامل الاحتكاك المنزلق ، لذلك تتحرك الجسيمات المسطحة والمستديرة على طول مستوى مائل بسرعات مختلفة وعلى طول مسارات مختلفة ، مما يخلق ظروفًا لفصلها.

تستخدم الاختلافات في الخصائص البصرية للمكونات في إثراء المعادن بطريقة الفصل الضوئي. بهذه الطريقة ، يتم فصل الخام الميكانيكي للحبوب مع لون مختلفوالبريق (مثل فصل حبيبات الماس عن حبيبات الشوائب).

العمليات النهائية الرئيسية هي تثخين اللب ، وتجفيف وتجفيف منتجات التخصيب. يعتمد اختيار طريقة نزح المياه على خصائص المادة المراد تفريغها (محتوى الرطوبة الأولي ، وتوزيع حجم الجسيمات والتركيب المعدني) ومتطلبات الرطوبة النهائية. غالبًا ما يكون من الصعب تحقيق المحتوى الرطوبي النهائي المطلوب في خطوة واحدة ، لذلك تُستخدم عمليات التجفيف في الممارسة العملية لبعض منتجات الإثراء. طرق مختلفةعلى عدة مراحل.

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

التركيب المادي للمعادن.

التركيب المادي للمعادن عبارة عن مجموعة من البيانات حول محتوى المكونات والشوائب المفيدة ، والأشكال المعدنية للتظاهر وطبيعة نمو الحبوب من أهم العناصر ، وخصائصها الكيميائية والفيزيائية البلورية.

التركيب الكيميائي

يميز التركيب الكيميائي للمعادن محتوى المعادن الرئيسية والمرتبطة بها ، وكذلك الشوائب المفيدة والضارة.

يوجد عنصر مفيد في pi. في التجمعات الصناعية ، وتحديد قيمتها الرئيسية والغرض منها واسمها. على سبيل المثال ، الحديد خامات الحديد.

المكونات المفيدة المرتبطة هي الأجزاء المكونة لـ pi. يكون استخراجه ممكنًا اقتصاديًا فقط بالاقتران مع الكمبيوتر الرئيسي. على سبيل المثال ، الذهب والفضة في خامات الكبريتيد شبه المعدنية.

تسمى الشوائب المفيدة العناصر القيمة الموجودة في SP ، والتي يمكن عزلها واستخدامها جنبًا إلى جنب مع SP الرئيسي ، مما يؤدي إلى تحسين جودتها. فمثلا. الكروم والتنغستن في خامات الحديد ، إلخ.

تسمى الشوائب الضارة العناصر الموجودة في pi. جنبا إلى جنب مع المكون الرئيسي المفيد وتفاقم صفاته. على سبيل المثال ، الكبريت والفوسفور في خامات الحديد والكبريت في الفحم.

التركيب الكيميائي للبي. يحددها التحليل الطيفي والكيميائي والفيزياء النووية والتفعيل وأنواع أخرى من التحليل.

التركيب المعدني.

يميز التركيب المعدني الأشكال المعدنية لمظاهر العناصر التي تتكون منها المعادن.

وفقًا للأشكال المعدنية لتوضيح المكونات القيمة الرئيسية لخامات المعادن غير الحديدية ، يتم تمييز خامات المعادن غير الحديدية على أنها كبريتيد ، مؤكسد ، مختلط.

خامات الحديد: أكسيد الحديد الأسود ، التيتانومغنتيت ، الهيماتيت-مارتيت ، الحجر الحديدي البني ، سيديريت.

خامات المنغنيز: براونيت ، سيلوميلانوفاد ، بيرولوزيت ، مركب مختلط.

التعدين والمواد الخام الكيميائية: الأباتيت ، الأباتيت - النيفلين ، الفوسفوريت ، خامات السيلفينيت.

1.1.3. الخصائص التركيبية والتركيبية.

تتميز السمات التركيبية والهيكلية في بنية المعدن بالحجم والشكل والتوزيع المكاني للشوائب المعدنية والركام.

الأشكال الرئيسية للحبيبات المعدنية هي ذاتية الشكل (محدودة بحواف البلورة) ، متآصلة الشكل (محدودة بشكل المساحة المراد ملؤها) ، غروانية ، مستحلب ، رقائقي - بقايا ، شظايا وشظايا.

اعتمادًا على الحجم السائد للإفرازات المعدنية ، هناك كبيرة (20-2 مم) ، صغيرة (2-0.2 مم) ، رفيعة (0.2-0.02 مم) ، رقيقة جدًا أو مستحلب (0.02-0.002 مم) ، تحت المجهر (0.002- 0.0002 مم) وتشتت غرواني (أقل من 0.0002 مم) للمعادن.

يتميز نسيج الخام الترتيب المتبادلالمجاميع المعدنية ويمكن أن تكون شديدة التنوع. على سبيل المثال ، في الهياكل ذات النطاقات والطبقات ، تكون المجاميع متاخمة لبعضها البعض ؛ في العقيدات - تقع واحدة داخل الأخرى ؛ في حلقة - تخترق بعضها البعض بشكل متبادل ؛ في الصواري ، يحدون بعضهم البعض على التوالي ببعض الركام المعدني.

خصائص الرواسب المعدنية هي الأساس لتطوير التكنولوجيا ومؤشرات التنبؤ بمعالجة المعادن.

كلما زاد انتشار المعادن و شكل أكثر كمالاإفرازاتهم ، كلما كانت التكنولوجيا أبسط وكلما ارتفعت معدلات التخصيب المعدني.

الخصائص الفيزيائية

كل معدن خام له محدد التركيب الكيميائيوله هيكل مميز. هذا يؤدي إلى حد ما ثابتة وفردية الخصائص الفيزيائيةالمعادن: اللون. كثافة؛ التوصيل الكهربائي؛ القابلية المغناطيسية ، إلخ.

من خلال خلق الظروف التي تكون فيها خصائص معينة للمعادن أكثر تباينًا بطريقة معينة ، من الممكن فصلها عن بعضها البعض ، بما في ذلك فصل المعادن القيمة عن الكتلة الكلية. . "،. ،

كدليل على فصل المكونات المعدنية أثناء معالجة المعادن ، يتم استخدام خواصها الفيزيائية والكيميائية ، وأهمها: القوة الميكانيكية ؛ كثافة؛ النفاذية المغناطيسية؛ الموصلية الكهربائية وثابت العزل ؛ أنواع مختلفةإشعاع؛ الرطوبة. الذوبان ، إلخ.

تتميز القوة الميكانيكية (القوة) للخامات والفحم بقابلية التكسير والهشاشة والصلابة والكشط وقوة الضغط المؤقتة وتحدد تكاليف الطاقة أثناء التكسير والطحن ، فضلاً عن اختيار معدات التكسير والطحن والتخصيب.

تتجلى الخصائص الفيزيائية النووية للمعادن عندما تتفاعل مع الإشعاع الكهرومغناطيسي (اللمعان ، التأثير الكهروضوئي ، تأثير كومبتون ، التألق ، إلخ).

يعتمد فصل المعادن على الاختلاف في شدة انبعاثها أو توهينها للإشعاع.

تنشأ الخصائص المغناطيسية للمعادن وتتجلى في مجال مغناطيسي. المقياس لتقييم الخصائص المغناطيسية للمعادن هو نفاذيةها المغناطيسية والقابلية المغناطيسية المرتبطة بها ، والتي تساوي 1 / | 1m. يتم تحديد الخصائص المغناطيسية بشكل أساسي من خلال التركيب الكيميائي وجزئيًا من خلال بنية المعادن. زيادة القابلية المغناطيسية هي سمة من سمات المعادن ، والتي تشمل الحديد والنيكل والمنغنيز والكروم والفاناديوم والتيتانيوم.

مادة الفحم عبارة عن مادة مغناطيسية ، والشوائب المعدنية الموجودة فيها عبارة عن مادة مغناطيسية.

تستخدم الاختلافات في الخصائص المغناطيسية للمعادن لفصلها باستخدام طرق التخصيب المغناطيسي.

يتم تحديد الخواص الكهربائية للمعادن من خلال التوصيل الكهربائي وثابت العزل الكهربائي.

تستخدم الاختلافات في الخواص الكهربائية للمعادن لفصلها باستخدام طرق التخصيب الكهربائي.

الترطيب هو مظهر من مظاهر التفاعل بين الجزيئات عند حدود التلامس بين المراحل - مادة صلبة وسائلة وغازية ، والتي يتم التعبير عنها في انتشار سائل على سطح مادة صلبة.

يتم استخدام الاختلافات في قابلية ترطيب سطح الجزيئات المعدنية المقسمة بدقة لفصلها عن طريق طرق التخصيب بالتعويم.

ذوبان المعادن - قدرة المعادن على الذوبان في المذيبات غير العضوية والعضوية. يمكن أن يتم نقل المرحلة الصلبة إلى الحالة السائلة عن طريق الذوبان نتيجة الانتشار والتفاعل بين الجزيئات أو بسبب التفاعلات الكيميائية.

يتم تحديد الذوبان الحقيقي للمواد الصلبة تجريبيا. تستخدم الاختلافات في قابلية ذوبان المكونات المعدنية في الطرق الكيميائية لتضميد الخام.

تظهر خصائص تركيبات المواد في الشكل 1.

الشكل 1. خصائص تكوين المواد.

تصنيف طرق وعمليات التخصيب.

في مصانع المعالجة pi. تخضع لسلسلة من عمليات المعالجة المتسلسلة ، والتي وفقًا للغرض منها ، تنقسم إلى:

تحضيري

التخصيب الرئيسي

عمليات الخدمة المساعدة والإنتاج

العمليات التحضيرية.تشمل العمليات التحضيرية التكسير والطحن ،التي يتم فيها الكشف عن المعادن نتيجة تدمير الأجزاء البينية من المعادن المفيدة مع النفايات الصخرية (أو البينية لبعض المعادن المفيدة مع أخرى) مع تكوين خليط ميكانيكي من الجسيمات والقطع ذات التركيب المعدني المختلفة ، وكذلك كعمليات الفرز والتصنيف ،تستخدم لفصل حجم المخاليط الميكانيكية التي يتم الحصول عليها أثناء التكسير والطحن. تتمثل مهمة العمليات التحضيرية في جلب المواد الخام المعدنية إلى الحجم المطلوب للتخصيب اللاحق ، وفي بعض الحالات ، للحصول على التطهير النهائي لتوزيع حجم جسيم معين للاستخدام المباشر في اقتصاد وطني، (فرز الخامات والجَمْر).

العمليات الأساسية (الإثراء)

تم تصميم العمليات (التخصيب) الرئيسية لفصل المواد الخام المعدنية الأولية ذات الحبوب المفتوحة أو المفتوحة للمكون المفيد إلى المنتجات المقابلة. نتيجة للعمليات الرئيسية ، يتم عزل المكونات المفيدة على شكل مركزات ، وتتم إزالة الصخور المعدنية على شكل نفايات ، والتي يتم إرسالها إلى المكب. في عمليات التخصيب ، يتم استخدام الاختلافات بين معادن المكون المفيد وصخور النفايات في الكثافة ، والقابلية المغناطيسية ، وقابلية البلل ، والتوصيل الكهربائي ، والحجم ، وشكل الحبوب ، والخصائص الكيميائية ، وما إلى ذلك.

تستخدم الاختلافات في كثافة الحبيبات المعدنية في إثراء المعادن بطريقة الجاذبية. يستخدم على نطاق واسع في تخصيب الفحم والخامات والمواد الخام غير المعدنية.

يعتمد الإثراء المغناطيسي للمعادن على التأثير غير المتكافئ للمجال المغناطيسي على الجسيمات المعدنية ذات القابلية المغناطيسية المختلفة وعلى تأثير القوة القسرية. يتم تخصيب الحديد والمنغنيز والتيتانيوم والتنغستن وخامات أخرى بطريقة مغناطيسية باستخدام الفواصل المغناطيسية. بالإضافة إلى ذلك ، تعزل هذه الطريقة الشوائب الحديدية عن الجرافيت والتلك والمعادن الأخرى ، وتستخدم لتجديد معلقات المغنتيت.

يتم استخدام الاختلافات في قابلية ترطيب المكونات بالماء في إثراء المعادن بطريقة التعويم. تتمثل إحدى ميزات طريقة التعويم في إمكانية تنظيم القطع للبلل وفصل الحبيبات المعدنية الرقيقة جدًا. نظرًا لهذه الميزات ، تعد طريقة التعويم واحدة من أكثر الطرق تنوعًا ؛ حيث يتم استخدامها لإثراء مجموعة متنوعة من المعادن المنتشرة بدقة.

تُستخدم الاختلافات في قابلية البلل للمكونات أيضًا في عدد من العمليات الخاصة لإثراء المعادن الكارهة للماء - في تكتل الزيت ، وتحبيب الزيت ، والبوليمر (اللاتكس) وتلبد الزيت.

يمكن إثراء المعادن ، التي تحتوي مكوناتها على اختلافات في التوصيل الكهربائي أو لديها القدرة تحت تأثير عوامل معينة للحصول على شحنات كهربائية ذات أحجام وإشارات مختلفة ، بطريقة الفصل الكهربائي. وتشمل هذه المعادن الأباتيت والتنغستن والقصدير وخامات أخرى.

يستخدم التخصيب بالدقة في الحالات التي يتم فيها تمثيل المكونات المفيدة بحبوب أكبر أو ، على العكس من ذلك ، أصغر مقارنة بحبيبات النفايات الصخرية. في الغرينيات ، تكون المكونات المفيدة على شكل جزيئات صغيرة ، لذا فإن فصل الطبقات الكبيرة يسمح لك بالتخلص من جزء كبير من الشوائب الصخرية.

تجعل الاختلافات في شكل الحبيبات ومعامل الاحتكاك من الممكن فصل الجسيمات المتقشرة المسطحة من الميكا أو الركام الليفي من الأسبستوس عن جزيئات الصخور التي لها شكل دائري. عندما تتحرك على طول مستوى مائل ، تنزلق الجسيمات الليفية والمسطحة ، وتتدحرج حبيبات مستديرة لأسفل. دائمًا ما يكون معامل الاحتكاك المتدحرج أقل من معامل الاحتكاك المنزلق ، لذلك تتحرك الجسيمات المسطحة والمستديرة على طول مستوى مائل بسرعات مختلفة وعلى طول مسارات مختلفة ، مما يخلق ظروفًا لفصلها.

تستخدم الاختلافات في الخصائص البصرية للمكونات في إثراء المعادن بطريقة الفصل الضوئي. تُستخدم هذه الطريقة لفصل الحبيبات ذات الألوان واللمعان المختلفة ميكانيكيًا (على سبيل المثال ، فصل حبيبات الماس عن حبيبات الصخور المتبقية).

الاختلافات في الخواص اللاصقة والامتصاصية لمعادن المكون المفيد وصخور النفايات تكمن وراء طرق الالتصاق والامتصاص لتخصيب الذهب والتخصيب اللاصق للماس (تنتمي الطرق إلى طرق تخصيب خاصة).

تحدد الخصائص المختلفة للمكونات المعدنية للتفاعل مع الكواشف الكيميائية والبكتيريا و (أو) مستقلباتها مبدأ تشغيل الترشيح الكيميائي والبكتيري لعدد من المعادن (الذهب والنحاس والنيكل).

تكمن قابلية الذوبان المختلفة للمعادن في العمليات المعقدة (المدمجة) الحديثة من نوع "الاستخراج - الإثراء" (انحلال البئر للأملاح مع مزيد من تبخر المحلول).

يعتمد استخدام طريقة أو أخرى للتخصيب على التركيب المعدني للمعادن والخصائص الفيزيائية والكيميائية للمكونات المنفصلة.

حسب نوع البيئة التي يتم فيها التخصيب ، يتميز التخصيب:

التخصيب الجاف (في الهواء والتعليق الهوائي) ،

رطب (في الماء ، وسط ثقيل) ،

في مجال الجاذبية

في مجال قوى الطرد المركزي ،

في مجال مغناطيسي

في مجال كهربائي.

تعتمد طرق التخصيب بالجاذبية على الاختلاف في الكثافة والحجم وسرعة حركة القطع الصخرية في البيئة المائية أو الجوية. عند الفصل في وسائط ثقيلة ، يكون للاختلاف في كثافة المكونات المنفصلة أهمية أساسية.

لإثراء أصغر الجسيمات ، يتم استخدام طريقة التعويم ، بناءً على الاختلاف في خصائص سطح المكونات (قابلية البلل الانتقائي بالماء ، التصاق الجزيئات المعدنية بفقاعات الهواء).

منتجات معالجة المعادن

نتيجة للتخصيب ، ينقسم المعدن إلى عدة منتجات: المركز (واحد أو أكثر) والنفايات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحصول على منتجات وسيطة أثناء عملية التخصيب.

يركز

المركزات هي نواتج التخصيب ، حيث تتركز الكمية الرئيسية للمكون القيّم. تتميز المركزات ، مقارنة بالمواد المخصبة ، بمحتوى أعلى بكثير من المكونات المفيدة ومحتوى أقل من النفايات الصخرية والشوائب الضارة.

النفايات - المنتجات ذات المحتوى المنخفض من المكونات القيمة ، والتي يكون الاستخراج الإضافي منها مستحيلًا تقنيًا أو غير مجدي اقتصاديًا. ( هذا المصطلحيعادل المصطلح السابق نفايات التفريغ ، ولكن ليس مصطلح المخلفات ، والذي ، على عكس النفايات ، موجود في كل عملية تخصيب تقريبًا)

الوسطاء

المنتجات الوسيطة (المنتجات المتوسطة) عبارة عن مزيج ميكانيكي من النتوءات ذات الحبوب المفتوحة من المكونات المفيدة والصخور المتبقية. تتميز المنتجات الوسيطة بمحتوى أقل من المكونات المفيدة مقارنة بالمركزات ومحتوى أعلى من المكونات المفيدة مقارنة بالنفايات.

جودة الإثراء

يتم تحديد جودة المعادن ومنتجات التخصيب من خلال محتوى المكون القيّم والشوائب والعناصر المصاحبة وكذلك محتوى الرطوبة والنعومة.

المعالجة المعدنية مثالية

في ظل التخصيب المثالي للمعادن (الفصل المثالي) ، تُفهم عملية فصل الخليط المعدني إلى مكونات ، حيث لا يوجد انسداد لكل منتج بجزيئات غريبة عليه. كفاءة المعالجة المعدنية المثالية هي 100٪ بأي معيار.

المعالجة المعدنية الجزئية

الإثراء الجزئي هو إثراء فئة منفصلة من حجم المعدن ، أو فصل الجزء الأكثر سهولة من الشوائب الملوثة عن المنتج النهائي من أجل زيادة تركيز مكون مفيد فيه. يتم استخدامه ، على سبيل المثال ، لتقليل محتوى الرماد للفحم الحراري غير المصنف عن طريق فصل وإثراء فئة كبيرة بمزيد من الخلط للمركز الناتج والغربلة الدقيقة غير المخصبة.

فقدان المعادن أثناء التخصيب

في ظل فقدان المعدن أثناء التخصيب ، يُفهم مقدار المكون المفيد المناسب للتخصيب ، والذي يُفقد مع نفايات التخصيب بسبب عيوب العملية أو انتهاكات النظام التكنولوجي.

القواعد المسموح بها للتلوث البيني لمنتجات التخصيب المختلفة العمليات التكنولوجية، ولا سيما لتخصيب الفحم. تتم إزالة النسبة المئوية المسموح بها لفقد المعادن من ميزان منتجات التخصيب لتغطية التناقضات عند الأخذ في الاعتبار كتلة الرطوبة ، وإزالة المعادن بغازات المداخن من المجففات ، والفقد الميكانيكي.

حدود معالجة المعادن

حد معالجة المعادن هو الأصغر و أكبر أبعادجزيئات الخام والفحم المخصب بشكل فعال في آلة التخصيب.

عمق التخصيب

عمق التخصيب هو الحد الأدنى لدقة المادة المراد تخصيبها.

عند تخصيب الفحم ، تستخدم المخططات التكنولوجية بحدود تخصيب 13 ؛ 6 ؛ واحد؛ 0.5 و 0 ملم. وفقًا لذلك ، يتم تخصيص غربلة غير غنية بحجم جسيمات من 0-13 أو 0-6 مم ، أو الحمأة بحجم جسيم من 0-1 أو 0-0.5 مم. يعني حد التخصيب البالغ 0 مم أن جميع فئات الحجم تخضع للتخصيب.