ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ совокупность
процессов первичной переработки твёрдого минерального сырья с целью выделения
продуктов, пригодных для дальнейшей технически возможной и экономически
целесообразной химич. или металлургич. переработки или использования. К
О. п. и. относятся процессы, в к-рых происходит разделение минералов без
изменения их химич. состава, структуры или агрегатного состояния. Эти процессы
всё в большей степени сочетаются с гидрометаллургией и химической переработкой
(комбинированные схемы).



<Принципиальная схема обогащения
полезных ископаемых. В подавляющем большинстве случаев из природных
руд и углей экономически невыгодно, а часто и технически невозможно непосредственно
извлекать полезные компоненты. Важность О. п. и. определяется тем, что
металлургич., химич. и др. пром. процессы основаны на переработке обогащённых
полезными ком понентами продуктов - концентратов. Напр., содержание РЬ
в рудах обычно меньше 1,5%, тогда как по условиям металлургич. плавки оно
должно составлять 30-70%. Ещё больше разрыв у руд редких металлов. Например,
содержание Мо в рудах не превышает десятых долей процента, а металлургия
требует 40- 50%, да ещё при очень малом включении вредных примесей - As,
Си и др., что в природе не встречается.

В результате О. п. и. получается два осн.
продукта: концентрат и хвосты. В нек-рых случаях (напр., при обогащении
асбеста или антрацита) концентраты отличаются от хвостов в основном крупностью
минеральных частиц. Если в руде содержится ряд полезных компонентов, то
из неё получают неск. концентратов. Напр., при обогащении полиметаллич.
руд, содержащих минералы Pb, Zn, Си и S, получают соответственно свинцовый,
цинковый, медный и серный концентраты. Возможно также получение концентратов
различных сортов. В ряде случаев получают комплексные концентраты, напр,
медно-золотые или никель-кобальтовые, компоненты к-рых разделяются уже
в металлургич. процессе.

В большинстве случаев вследствие очень
тонкого взаимного срастания минералов в концентратах присутствует небольшое
количество примесей, а в хвостах - полезных минералов. О. п. и. характеризуется
двумя осн. показателями: содержанием в концентрате полезного компонента
и его извлечением (в процентах). При О. п. и. (1974) из руд извлекают до
92-95% полезных компонентов. При этом их концентрация возрастает в десятки
и сотни раз. Напр., из молибденовых руд с содержанием 0,1% Мо получают
50%-ные концентраты.

О. п. и. 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 к-рыми
может производиться выделение готового продукта для уменьшения ненужного
переизмельчения. Для дробления применяются дробилки, доводящие материал
до крупности 20- 30 мм. Тонкое измельчение осуществляется в мельницах.
Выделение
продуктов нужной крупности производится с помощью грохотов
для крупных
зёрен и классификаторов для мелких зёрен.

Собственно обогащение осуществляется с
использованием различных физич. и физ.-химич. свойств минералов.

Чисто внеш. различия, напр, в цвете и блеске
разделяемых кусков, используются для рудоразборки с помощью автоматич.
аппаратов. Различие в естеств. и наведённой радиоактивности минералов положено
в основу радиометрического обогащения. При разной плотности разделяемых
минералов применяются многообразные методы гравитационного обогащения,
использующие
различие в скорости движения частиц в водной или воздушной среде под действием
гравитац. или центробежных сил. К этим методам относятся:
отсадка, обогащение
в тяжёлых суспензиях, концентрация на столах (см. Концентрационный стол),
обогащение
на шлюзах. Различие в физ.-химич. свойствах поверхности разделяемых
минералов лежит в основе флотац. метода обогащения (см. Флотация).
Если
минералы обладают различной магнитной восприимчивостью, то их разделяют
магнитной сепарацией (см. Магнитное обогащение). При различии в
элсктрич. свойствах (электрич. проводимости, диэлектрич. проницаемости,
способности заряжаться при трении) минералы разделяют электрической
сепарацией.

Если руды содержат минералы, изменяющиеся
при высокой темп-ре, напр. выделяющие кристаллизац. воду, СОменяющие магнитную восприимчивость, плотность, растрескивающиеся и т. п.,
то их можно подготовить к последующему обогащению посредством обжига.
В
ряде случаев обжиг применяется и для удаления вредных примесей. Различие
зёрен по крупности, форме, хрупкости и коэфф. трения позволяет разделить
их по этим признакам. Однако такие процессы менее эффективны. Наибольшее
распространение имеют гравитац. и флотац. методы.

Все перечисленные методы О. п. и. применяются
каждый в отдельности и в разных сочетаниях. При наличии в полезном ископаемом
загрязняющих примесей (гл. обр. глинистых) в схему обогащения включают
промывку.
Полученные
в результате применения мокрых методов О. п. и. концентраты подвергаются
обезвоживанию. Крупнозернистые продукты обычно обезвоживаются на грохотах
и дренированием с последующей сушкой. Мелкозернистые продукты вначале сгущают
(см. Сгущение), затем фильтруют и сушат (см. Фильтр).

Разнообразие видов и минералого-петрографич.
характеристик полезных ископаемых почти полностью исключает возможность
применения однотипных схем и режимов О. п. и. В каждом случае рациональный
вариант устанавливается на основе лабораторных и полупромышленных исследований
на обогатимость.

Гл. направления развития О. п. и.: совершенствование
отд. процессов обогащения и применение комбинированных схем с целью макс,
повышения качества концентратов; увеличение производительности отдельных
предприятий путём интенсификации процессов и укрупнения оборудования; комплексность
использования полезных ископаемых с извлечением из них всех ценных компонентов
и утилизацией отходов (чаще всего для произ-ва строит, материалов); макс,
автоматизация произ-ва. Одна из важных задач - сведение к минимуму загрязнения
окружающей среды за счёт использования оборотной воды и более широкое применение
сухих методов обогащения. Масштаб использования полезных ископаемых непрерывно
возрастает, а их качество систематически ухудшается. Снижается содержание
в рудах полезных минералов, ухудшается их обогатимость, возрастает зольность
углей. Всё это предопределяет дальнейшее увеличение роли О. п. и. в пром-сти.

О. п. и. известно с древнейших времён.
Первое обстоятельное описание многих (естественно, примитивных) процессов
О. п. и. дал Г. Айрикола (1556). В России зарождение О. п. и. связано
с выделением золота из руд. В 1488 Иван III привлекал мастеров, умеющих
отделить золотую руду от пустой породы. В 1748 на р. Исети была построена
первая обогатит, ф-ка для извлечения золота, а в 1763 М. В. Ломоносов в
труде "Первые основания металлургии или рудных дел" дал описание ряда обогатит,
процессов. Его современники И. И. Ползунов, К. Д. Фролов, В. А. Кулибин
построили неск. обогатит, ф-к. До 1917 Россия располагала 16 очень небольшими
ф-ками.

В СССР работают сотни ф-к, обогащающих
разные руды. Среди них десятки перерабатывают ежедневно более 25 тыс. т
руды
каждая. В 1971 в СССР подверглось обогащению около 900 млн. т
различных
руд и 300 млн. т углей.

Развитие теории и практики О. п. и. в СССР
неразрывно связано с организацией и деятельностью мн. крупнейших исследовательских,
уч. и проектных ин-тов. Первый н.-и. ин-т механич. обработки руд (Механобр)
создан в Ленинграде в 1920. Крупный вклад в совершенствование О. п. и.
внесли мн. сов. учёные и инженеры: С. Е. Андреев, О. С. Богданов, К. Ф.
Белоглазов, И. М. Верховский, В. А. Глембоцкий, В. А. Гуськов, В. Г. Деркач,
Л. Б. Левенсон, П. В. Лященко, С. И. Митрофанов, В. А. Мокроусов, В. Я.
Мостович, М. Т. Ортин, И. Н. Плаксин, С. И. Полькин, К. А. Разумов, П.
А. Ребиндер, А. В. Троицкий, В. И. Трушлевич, М. А. Эйгелес, Г. И. Юденич,
С. М. Ясюкевич и др.; за рубежом значит, исследования проведены амер. учёными
А. М. Годсном, А. Ф. Таггартом, австрал. учёным И. Уорком.

Лит.: Разумов К. А., Проектирование
обогатительных фабрик, 3 изд., М., 1970; Эйгелес М. А., Обогащение неметаллических
полезных ископаемых, М., 1952; Полькин С. И., Обогащение руд, М., 1953;
его же, Обогащение руд и россыпей редких металлов, М., 1967; Тагга р т
А. Ф., Основы обогащения руд, пер. с англ., М., 1958; Прейгерзон Г. И.,
Обогащение угля, 2 изд., М., 1969; Глембоцкий В. А., Классен В. И., Флотация,
М., 1973; S u t h e r I a n d К. L., W a r k I. W., Principles of flotation,
Melbourne, 1955; Caudin A. M., Flotation, N. Y.- L., 1957; Schubert H.,
Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Bd 1 - 3, Lpz., 1964 - 72.
B.
II. Классен.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я