Способы обогащения сырья

Обогащение природного сырья осуществляется с использованием различных физических и физико-химических свойств минералов следующими способами и методами: промывка, гравитация, флотация, магнитная и электрическая сепарация, окускование (агломерация и окатывание) и др.

Различают мокрый и сухой вариант обогащения полезных ископаемых и многих других разновидностей сырья.

1. Мокрые способы и методы обогащения:

а) промывка горных пород водой во вращающихся барабанах (удаление загрязненных примесей, в основном глины);

б) гравитация применяется при разной плотности полезных компонентов разделяемых минералов с использованием различных скоростей движения частиц в водной (или воздушной) среде под действием центробежных или гравитационных сил; к этому методу относится отсадка, т.е. более тяжелые частицы рудных пород или ценных компонентов оседают на дно емкости с водой;

в) флотация — плавание на поверхности воды, т.е. метод отделения одних частиц металлов или минералов от других в водной среде, т.е. это обогащение, основанное на различии в физико-химических свойствах поверхностей разделяемых минералов. Флотация выполняется во флотационных машинах. Различают флотацию масляную, пленочную и пенную. Эти разновидности флотации составляют основу метода обогащения полезных ископаемых и минерально-сырьевых ресурсов Земли.

2. Сухие способы обогащения:

а) магнитная сепарация — отделение железосодержащих минералов (т.е.обладающих ферромагнитными свойствами) от пустой породы. Используется в тех случаях, когда природные минералы обладают различной магнитной восприимчивостью, т.е. намагничиваемостью;

б) электрическая сепарация — обогащение минерального сырья, применяющегося в тех случаях, когда минералы полезных ископаемых (различных руд) имеют различие в своих электрических свойствах (к примеру, обладают разными электрическими проводимостями, разными способностями заряжаться при трении и др.);

в) обжиг — это подготовка сырья к последующему обогащению, применяется в тех случаях, когда сырье (в частности, различные породы руд) содержит минералы, изменяющиеся при высокой температуре (например, выделяют С0₂, кристаллизационную воду, меняющие свою плотность, магнитную восприимчивость, содержат примеси, растрескиваются и т.д.).

Все перечисленные методы обогащения природного сырья и минерально-сырьевых ресурсов применяются в отдельности или совокупно в разных сочетаниях.

Окускование — процесс переработки (подготовки) концентратов, полученных после обогащения сырья или рудной мелочи, в кусковые материалы необходимых размеров путем агломерации, окатывания (окомкования) или брикетирования.

Агломерация — процесс спекания сырья (мелких сырых руд (8—10 мм) и ее концентратов, топлива (коксовой и антрацитовой мелочи) и флюса (известняка) до 3 мм в агломерационных машинах при 1200—1500 °С в кусковой пористый материал — агломерат (5—10 мм), использующийся в металлургии черных (чугун, сталь, ферросплавы) и цветных (алюминий, никель, свинец) металлов.

Окатывание — процесс получения из увлажненного водой мелкого (пылевидного) рудного сырья, шихты, тонкоизмельченного концентрата или минеральных удобрений — шариков (окатышей) размерами 10—15 мм. Иначе этот метод называется окомкованием. Окатыши бывают неофлюсованными и офлюсованными (с добавлением флюсов). Их получают во вращающихся барабанах, тарельчатых или конусных грануляторах. Затем сушат при температуре 300— 600 °С и обжигают в специальных шахтных печах при температуре 1200—1350 °С. Сушат для придания им прочности и сохранения в них пористости.

Брикетирование — процесс переработки мелкого ископаемого сырья (к примеру, топлива, руд) и различных материалов промышленного и сельскохозяйственного назначения в куски — брикеты, имеющие геометрически правильные формы и практически одинаковые массы. Брикетирование широко применяется в пищевой промышленности (для выпуска главным образом пищевых концентратов) и в сельском хозяйстве (при производстве концентрированных и полнорационных кормов), а также брикетов из сена или соломы.

При брикетировании создаются дополнительные сырьевые ресурсы из мелких материалов, использование которых малоэффективно или затруднительно, а также утилизируются отходы (пыль, шлаки, металлические и древесные стружки и т.п.). Брикетирование производится путем прессования в ленточных, вальцевых, штемпельных или кольцевых прессах, а также в специальных кормовых брикетировщиках.