Свойства минерального сырья

1.Минеральное сырье - полезное ископаемое, добываемое из земных недр и имеющее огромное значение в экономике страны, является основой строительства и промышленности, определяет уровень материального производства, богатства и экономи­ческого развития государства.

Добыча полезных ископаемых сопровождается разработкой покрывающих и вмещающих пород. Вскрышные породы и полезное ископаемое объединяются понятием горная масса.

Разделение пород на полезные ископаемые и вскрышные породы относительно. С развитием техники добычи и переработки многие вскрышные породы начинают все больше использоваться как полезные ископаемые, при этом количество последних увеличивается.

По химическому составу и использованию различают следующие группы полезных ископаемых: металлические (руды черных, цвет­ных, благородных, радиоактивных металлов, редких, легких и рассеянных элементов); неметаллический (сырье для металлурги­ческой и химической промышленности, индустриальное сырье); горючие полезные ископаемые, являющиеся не только минеральным топливом, но и сырьем для получения различных химических продуктов; строительные горные породы. Следует отметить, что качество некоторых вскрышных пород, например глины, песка, известняка, мела и др., часто соответствует качеству одноименных полезных ископаемых. Крепкие вскрышные породы, а также пески и гравий, получаемые из них, нередко используют для нужд самих предприятий в качестве строительных к дорожных материалов.

Горные породы представляют собой физические тела с комплексом основных (базисных) физических свойств, зная которые можно получить расчетным путем любые характеристики.

Для оценки различных видов минерального сырья широко используются три группы физических свойств: механические (твердость, прочность, плотность и т.п.), включающие также технологические, которые характеризуют эксплуатационные особенности сырья (крепость, абразивность, буримостъ, взрываемость, сопротивляемость резанию, термостойкость, морозостойкость и т.д.); термические (удельная теплопроводность, удельная теплоемкость, коэффициент линейного расширения); электрический (удельное электрическое сопротивление, относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь)

Конкретные требования к физическим свойствам минерального сырья излагаются в соответствующих ГОСТах, которые регламенти­руют методы их определения.

2.Все основные свойства твердых полезных ископаемых можно условно разделить на функциональные и технологические.

К функциональным свойствам относится содержание полезных, попутных и вредных компонентов, определяющих назначение полезного ископаемого для конкретной сферы народного хозяйства на определенном уровне его развития:

где Ц₁, Ц₂, Ц₃, …, Ц_п,- цена единицы каждого компонента, р./т;

ψ₁, ψ₂ ,ψ₃ ,…, ψ_п - среднее природное содержание каждого компонента в I т оцениваемого сырья, %.

При > … первый компонент принимаем­ся в качестве основного и по нему именуется вид сырья (железо­рудное, фосфоритное, никелевое, медное и т.д.). При эффектив­ном извлечении других компонентов (их именуют попутными), сырье называется комплексным (медно- молибденовое, свинцово-цинковые и т.д.). Компоненты, присутствие которых затрудняет процесс извлечения основного, компонента и ухудшает свойства конечного продукта, называются вредными для данного конкретно­го вида сырья и конкретной технологии переработки. Например, в фосфоритовой руде, компоненты МgО и Fe₂O₃, обладая опре­деленной ценностью являются вредными, так как существенно ухудшают физические свойства суперфосфата, получаемого при экстракционной технологии переработки. Необходимо отметить, что деление на полезные и вредные свойства важно только для определенного вида производства и уровня его развития. Так, для химической промышленности, использующей угли в качестве сырья для производства синтетических материалов, теплота их сгорания не имеете большого значения. С развитием техники и технологии переработки начинают извлекаться попутные элементы, используются отходы производства и т.д.

3.К технологическим свойствам относятся минералогический состав, структура, текстура, физико - механические и электро­магнитные свойства и др. Они предопределяют возможность и степень извлечения из рудной массы полезных (целевых) компонен­тов и освобождение их от примесей. Такие свойства оцениваются с помощью показателей технологичности, определяются при лабо­раторных, полупромышленных и технологических испытаниях сырья.

Обе группы свойств оказывают влияние на выбор конкрет­ной технологии переработки полезного ископаемого. По совокупности свойств полезное ископаемое одного месторождения (чаще руда) разделяется во многих случаях на отдельные технологические типы и сорта, определяемые различной технологией переработки. Руды могут различаться по химико-минералогическому составу, структурно-текстурным особенностям, физик о-техническим характеристикам, в связи с чем на каждом месторождении составляется своя классификация типов руд.

Сорт полезного ископаемого определяется его промышленной ценностью (для руд - обычно содержанием основного металла: штуфные, богатые, рядовые, бедные, убогие); в некоторых случаях по содержанию вредных компонентов. Различные сорта руд могут перерабатываться как совместно, так и раздельно.