Работы по обогащению полезных ископаемых что это

ОБОГАЩЕ́НИЕ ПОЛЕ́ЗНЫХ ИСКОПА́Е­МЫХ, со­во­куп­ность про­цес­сов из­вле­че­ния цен­ных ком­по­нен­тов из твёр­до­го ми­не­раль­но­го при­род­но­го и тех­но­ген­но­го сы­рья с це­лью по­лу­че­ния про­дук­тов для даль­ней­шей тех­ни­че­ски воз­мож­ной и эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­ной пе­ре­ра­бот­ки ли­бо ис­поль­зо­ва­ния. Спо­со­бы обо­га­ще­ния ос­но­ва­ны на раз­де­ле­нии ми­не­ра­лов по их свой­ст­вам: плот­но­сти – гра­ви­та­ци­он­ное обо­га­ще­ние; сма­чи­вае­мо­сти по­верх­но­стей – фло­та­ция; маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти – маг­нит­ная се­па­ра­ция; элек­трич. свой­ст­вам (элек­трич. про­во­ди­мо­сти, ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти, спо­соб­но­сти за­ря­жать­ся при тре­нии) – элек­три­че­ская се­па­ра­ция; раз­ли­чию в ес­теств. и на­ве­дён­ной ра­дио­ак­тив­но­сти – ра­дио­мет­ри­че­ское обо­га­ще­ние и др. Для по­вы­ше­ния кон­тра­ст­но­сти (от­ли­чий) тех­но­ло­гич. свойств ми­не­ра­лов при­ме­ня­ют разл. спо­со­бы (УЗ, элек­тро­хи­мич., ра­ди­ац., тер­мич. и др.) воз­дей­ст­вия на ру­ды и про­дук­ты обо­га­ще­ния. О. п. и. осу­ще­ст­в­ля­ют на обо­га­тит. фаб­ри­ках.

О. п. и. из­вест­но с древ­ней­ших вре­мён. Пер­вое, опуб­ли­ко­ван­ное в 1556, об­стоя­тель­ное опи­са­ние мно­гих (ес­те­ст­вен­но, при­ми­тив­ных) про­цес­сов обо­га­ще­ния дал Г. Аг­ри­ко­ла. В Рос­сии за­ро­ж­де­ние О. п. и. свя­за­но с вы­де­ле­ни­ем зо­ло­та из руд; в 1748 на р. Исеть по­строе­на пер­вая обо­га­тит. фаб­ри­ка для из­вле­че­ния зо­ло­та. В 1763 М. В. Ло­мо­но­сов дал опи­са­ние ря­да обо­га­тит. про­цес­сов в тру­де «Пер­вые ос­но­ва­ния ме­тал­лур­гии или руд­ных дел». С сер. 19 в. на­ча­лось ин­тен­сив­ное раз­ви­тие осн. ме­ха­нич. ме­то­дов (ру­до­под­го­тов­ка, гра­ви­тац. ме­то­ды и др.), на ру­бе­же 19–20 вв. – маг­нит­ных и элек­трич. ме­то­дов; в 1930-х гг. по­лу­чил рас­про­стра­не­ние фло­тац. ме­тод обо­га­ще­ния, ко­то­рый яв­ля­ет­ся ос­нов­ным при пе­ре­ра­бот­ке руд цвет­ных и ред­ких ме­тал­лов, гор­но-хи­мич. сы­рья. С сер. 20 в. для пе­ре­ра­бот­ки бед­ных и окис­лен­ных руд ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся про­цес­сы вы­ще­ла­чи­ва­ния (напр., бак­те­ри­аль­ное вы­ще­ла­чи­ва­ние). Для руд слож­но­го ве­ще­ст­вен­но­го со­ста­ва (в свя­зи с во­вле­че­ни­ем в пе­ре­ра­бот­ку труд­но­обо­га­ти­мых руд и тех­но­ген­но­го ми­нер. сы­рья, ха­рак­те­ри­зую­ще­го­ся низ­ким со­дер­жа­ни­ем цен­ных ком­по­нен­тов и тон­кой вкра­п­лен­но­стью ми­не­ра­лов) ком­плекс­ное из­вле­че­ние цен­ных ком­по­нен­тов до­сти­га­ет­ся со­че­та­ни­ем обо­га­тит. про­цес­сов с ис­поль­зо­ва­ни­ем гид­ро­ме­тал­лур­гич., хи­мич. и био­ло­гич. пе­ре­ра­бо­ток (ком­би­ни­ров. схе­мы), т. н. обо­га­ти­тель­но-хи­ми­ко-ме­тал­лур­гич. тех­но­ло­гии (Mi­neral processing).

В ре­зуль­та­те О. п. и., по­ми­мо кон­цен­тра­тов, об­ра­зу­ют­ся т. н. хво­сты (от­хо­ды про­цес­са обо­га­ще­ния с со­дер­жа­ни­ем цен­ных ком­по­нен­тов зна­чи­тель­но ни­же, чем в ис­ход­ном сы­рье), ко­то­рые, в за­ви­си­мо­сти от ми­нер. со­ста­ва по­род, по­сту­па­ют в от­вал или на пе­ре­ра­бот­ку в це­лях ком­плекс­но­го ис­поль­зо­ва­ния сы­рья (напр., для до­изв­ле­че­ния цен­ных ком­по­нен­тов) ли­бо их при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве флю­сов, стро­ит. ма­те­риа­лов и др. При со­дер­жа­нии в ру­де не­сколь­ких по­лез­ных ком­по­нен­тов из неё по­лу­ча­ют се­лек­тив­ные кон­цен­тра­ты, со­дер­жа­щие пре­им. один цен­ный ком­по­нент, или ком­плекс­ные кон­цен­тра­ты (напр., мед­но-зо­ло­тые, ни­кель-ко­баль­то­вые), ко­то­рые раз­де­ля­ют­ся на цен­ные ком­по­нен­ты в ме­тал­лур­гич. про­цес­се. Важ­ное зна­че­ние О. п. и. оп­ре­де­ля­ет­ся тем, что ме­тал­лур­гич., хи­мич. и др. пром. про­цес­сы ос­но­ва­ны на пе­ре­ра­бот­ке кон­цен­тра­тов.

Раз­но­об­ра­зие ви­дов и ми­не­ра­ло­го-пет­ро­гра­фич. ха­рак­те­ри­стик по­лез­ных ис­ко­пае­мых поч­ти пол­но­стью ис­клю­ча­ет воз­мож­ность при­ме­не­ния од­но­тип­ных схем и ре­жи­мов О. п. и. В ка­ж­дом кон­крет­ном слу­чае схе­ма О. п. и. оп­ре­де­ля­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва и раз­ме­ров вкра­п­ле­ний ми­не­ра­лов в сы­рье, ла­бо­ра­тор­ных и по­лу­пром. ис­сле­до­ва­ний на обо­га­ти­мость (оцен­ка воз­мож­но­сти и пол­но­ты из­вле­че­ния, кон­цен­тра­ции ми­нер. ком­по­нен­тов).

Схе­ма обо­га­ще­ния руд­но­го сы­рья со­сто­ит из ря­да по­сле­до­ват. про­цес­сов – под­го­то­вит. про­цес­сы (дроб­ле­ние, из­мель­че­ние, гро­хо­че­ние и клас­си­фи­ка­ция сы­пу­чих ма­те­риа­лов), соб­ст­вен­но обо­га­ще­ние и вспо­мо­гат. про­цес­сы (обез­во­жи­ва­ние, от­стаи­ва­ние, фильт­ро­ва­ние, суш­ка) для дос­ти­же­ния не­об­хо­ди­мо­го со­дер­жа­ния вла­ги в кон­цен­тра­тах.

На обо­га­тит. фаб­ри­ке по­сту­пив­шая с руд­ни­ка или карь­е­ра гор­ная мас­са (ру­да, уголь) по­сле круп­но­го дроб­ле­ния (60–40 мм) под­вер­га­ет­ся ру­до­под­го­тов­ке, ко­то­рая со­сто­ит из про­цес­сов дроб­ле­ния (круп­но­стью ме­нее 30–20 мм), гро­хо­че­ния и клас­си­фи­ка­ции (ус­ред­не­ние ма­те­риа­ла). Дроб­лё­ный про­дукт мо­жет под­вер­гать­ся пред­ва­рит. обо­га­ще­нию в тя­жё­лых сре­дах или ме­то­да­ми ра­дио­мет­рии. Дан­ные ме­то­ды по­зво­ля­ют уда­лить до 20–50% от­валь­но­го про­дук­та (пус­той по­ро­ды), по­вы­сив со­дер­жа­ние цен­ных ком­по­нен­тов в 1,5–2 раза, что обес­пе­чи­ва­ет сни­же­ние энер­ге­тич. и ма­те­ри­аль­ных за­трат при по­сле­дую­щих опе­ра­ци­ях обо­га­ще­ния. До­пол­нит. дроб­ле­ние и из­мель­че­ние ис­ход­но­го ма­те­риа­ла про­во­дят с це­лью до­ве­де­ния его до раз­ме­ров, при­год­ных для про­ве­де­ния обо­га­тит. про­цес­са, а так­же для рас­кры­тия ру­ды (раз­де­ле­ние сро­ст­ков и об­ра­зо­ва­ние час­тиц ин­ди­ви­ду­аль­ных ми­не­ра­лов). При­ме­не­ние цен­тро­беж­ных и ко­нус­ных инер­ци­он­ных дро­би­лок по­зво­ля­ет сни­жать круп­ность до 10–6 мм. Тон­кое из­мель­че­ние (круп­но­стью от 5 мм до 74–40 мкм) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в мель­ни­цах. Для вскры­тия тон­ко­дис­перс­ных ми­нер. ком­плек­сов ис­поль­зу­ют разл. энер­ге­тич. ме­то­ды воз­дей­ст­вия (напр., мощ­ные на­но­се­кунд­ные элек­тро­маг­нит­ные им­пуль­сы), обес­пе­чи­ваю­щие вы­сво­бо­ж­де­ние час­тиц до мик­ро- и на­но­уров­ня. Из­мель­чён­ный про­дукт под­вер­га­ет­ся об­ра­бот­ке обо­га­тит. ме­то­да­ми или их ком­би­на­ци­ей.

О. п. и. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся дву­мя осн. по­ка­за­те­ля­ми: со­дер­жа­ни­ем в кон­цен­тра­те по­лез­но­го ком­по­нен­та и его из­вле­че­ни­ем (в про­цен­тах). При О. п. и. из руд из­вле­ка­ют до 65–95% цен­ных ком­по­нен­тов, при этом по срав­не­нию с ру­да­ми их кон­цен­тра­ция воз­рас­та­ет в де­сят­ки и сот­ни раз. Эф­фек­тив­ность О. п. и. оп­ре­де­ля­ет­ся сте­пе­нью рас­кры­тия ми­нер. ком­плек­сов (со­от­но­ше­ния рас­кры­тых час­тиц руд­ных и по­ро­до­об­ра­зую­щих ми­не­ра­лов) и кон­тра­ст­но­стью тех­но­ло­гич. свойств по раз­де­ли­тель­но­му при­зна­ку (удель­ный вес, ра­дио­ак­тив­ность, элек­трич., маг­нит­ные и фи­зи­ко-хи­мич. свой­ст­ва, цвет, фор­ма ми­не­ра­ла). Вы­бор тех­но­ло­гии О. п. и. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с учё­том тре­бо­ва­ний ох­ра­ны ок­ру­жаю­щей сре­ды. В 2010 в РФ обо­га­ще­нию под­верг­лось 680 млн. т разл. руд и 110 млн. т уг­лей.

Гл. на­прав­ле­ния раз­ви­тия О. п. и.: соз­да­ние но­вых эко­ло­ги­че­ски безо­пас­ных спо­со­бов ком­плекс­но­го из­вле­че­ния ком­по­нен­тов из труд­но­обо­га­ти­мо­го ми­нер. сы­рья с при­ме­не­ни­ем обо­га­тит. и хи­ми­ко-ме­тал­лур­гич. про­цес­сов; раз­ра­бот­ка вы­со­ко­эф­фек­тив­ных не­тра­диц. ме­то­дов се­лек­тив­ной де­зин­те­гра­ции тон­ко­дис­пер­ных ми­нер. ком­плек­сов; со­вер­шен­ст­во­ва­ние тех­но­ло­гий пе­ре­ра­бот­ки тех­но­ген­но­го ми­нер. сы­рья; раз­ра­бот­ка но­вых ме­то­дов кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния вод­ной и га­зо­вой фаз.

Обогащение полезных ископаемых — область горной науки и производства. В сфере добывающей металлургии и переработки минерального сырья — это процесс разделения хозяйственно-ценных минералов от добытых руд.

С тех пор как человечество научилось добывать из земли драгоценные камни – этот процесс стал, практически, безостановочным. Ежегодно добывается сотни тысяч тонн руды. Заветные камни хранятся в огромной массе из песка, глины и земли и что бы увидеть весь этот объём – необходимо буквально всё добытое кропотливо разбирать по частям. Обогащение полезных ископаемых – это процесс переработки сырой руды и минеральных продуктов с целью отделения ценных минералов от отработанной породы. Переработка ценных ископаемых осуществляется на специальных предприятиях по обогащению.  

Деятельность специалиста заключается в управлении технологичными процессами переработки полезных ископаемых. Инженеры по переработке полезных ископаемых могут работать в лабораториях, в шахтах и на специализированных предприятиях, где они сотрудничают с другими инженерами, операторами или техниками по переработке полезных ископаемых. Обогатитель полезных ископаемых отвечает за сортировку угля или руды по размеру, обслуживает обогатительные машины и аппараты. Выявляет и устраняет возникающие неполадки.

Типичные обязанности специалиста

Инженеры по обогащению полезных ископаемых участвуют на всех этапах переработки сырья:

Планирование, организация и контроль добычи металлических и неметаллических веществ на рудниках;

Преобразования низкой стоимости нечистых металлов, вторичного сырья и продуктов в более ценные;

Изучение и применение методов химической и технологической металлургии;

Ответственность за проведение испытаний и исследований;

Постоянно ищут новые методы улучшения производства этих металлов;

Создание новых материалов из вещества, которое считалось отходами;

Проектирование и разработка процессов;

Контроль и управление процессами;

Подготовка и контроль оперативных бюджетов для оценки экономической и экологической эффективности и целесообразности;

Эти процессы добычи могут проходить как на подземных, так и на открытых шахтах. 

Перспективы и оплата труда

По мере повышения профессионального уровня и опыта работы могут привести специалиста к должности инженера, а затем и главного обогатителя. В крупной горнодобывающей компании последний зарабатывает не менее 100 тысяч рублей.

Процесс обогащения руды и минералов достаточно сложен. Извлечение истинной ценности добытых материалов требует напряженной работы и экспертных знаний.

Профессиональное обучение

Компания «РостБизнесКонсалт» предлагает пройти курсы профессиональной переподготовки в сфере «Горно-рудное дело и маркшейдерия» по направлению «Обогащение полезных ископаемых». После обучения вы будите обладать всем набором практических и технологических знаний по выбранной специальности. Полученная у нас квалификация даст работодателям уверенность в ваших способностях.

Ознакомиться с программами профессиональной переподготовки и оставить заявку

1. Большая советская энциклопедия

Обогаще́ние поле́зных ископаемых

Совокупность процессов первичной переработки твёрдого минерального сырья с целью выделения продуктов, пригодных для дальнейшей технически возможной и экономически целесообразной химической или металлургической переработки или использования. К О. п. и. относятся процессы, в которых происходит разделение минералов без изменения их химического состава, структуры или агрегатного состояния. Эти процессы всё в большей степени сочетаются с гидрометаллургией и химической переработкой (комбинированные схемы).

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 металлургические, химические и др. промышленные процессы основаны на переработке обогащенных полезными компонентами продуктов — концентратов. Например, содержание Pb в рудах обычно меньше 1,5%, тогда как по условиям металлургической плавки оно должно составлять 30—70%. Ещё больше разрыв у руд редких металлов. Например, содержание Mo в рудах не превышает десятых долей процента, а металлургия требует 40—50%, да ещё при очень малом включении вредных примесей — As, Cu и др., что в природе не встречается.

В результате О. п. и. получается два основных продукта: Концентрат и хвосты. В некоторых случаях (например, 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 несколько концентратов. Например, при обогащении полиметаллических руд, содержащих минералы Pb, Zn, Cu и S, получают соответственно свинцовый, цинковый, медный и серный концентраты. Возможно также получение концентратов различных сортов. В ряде случаев получают комплексные концентраты, например медно-золотые или никель-кобальтовые, компоненты которых разделяются уже в металлургическом 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 основными 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. Например, из молибденовых руд с содержанием 0,1% Mo 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 которыми может производиться выделение готового продукта для уменьшения ненужного переизмельчения. Для дробления применяются дробилки (См. Дробилка), 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 физических и физико-химических свойств минералов.

Чисто внешние различия, например в цвете и блеске разделяемых кусков, используются для рудоразборки с помощью автоматических аппаратов. Различие в естественной и наведённой радиоактивности минералов положено в основу радиометрического обогащения (См. Радиометрическое обогащение). При разной плотности разделяемых минералов применяются многообразные методы гравитационного обогащения (См. Гравитационное обогащение), использующие различие в скорости движения частиц в водной или воздушной среде под действием гравитационных или центробежных сил. К этим методам относятся: Отсадка, обогащение в тяжёлых суспензиях, концентрация на столах (см. Концентрационный стол), обогащение на Шлюзах. Различие в физико-химических свойствах поверхности разделяемых минералов лежит в основе флотационного метода обогащения (см. Флотация). Если минералы обладают различной магнитной восприимчивостью, то их разделяют магнитной сепарацией (см. Магнитное обогащение). При различии в электрических свойствах (электрической проводимости, диэлектрической проницаемости, способности заряжаться при трении) минералы разделяют электрической сепарацией (См. Электрическая сепарация).

Если руды содержат минералы, изменяющиеся при высокой температуре, например выделяющие кристаллизационную воду, CO2, меняющие 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 коэффициент трения позволяет разделить их по этим признакам. Однако такие процессы менее эффективны. Наибольшее распространение имеют гравитационный и флотационный методы.

Все перечисленные методы О. п. и. применяются каждый в отдельности и в разных сочетаниях. При наличии в полезном ископаемом загрязняющих примесей (главным образом глинистых) в схему обогащения включают промывку (См. Промывка). 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-петрографических 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.

Главные направления развития О. п. и.: совершенствование отдельных процессов обогащения и применение комбинированных схем с целью максимального 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 производства строительных материалов); максимальная автоматизация производства. 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 промышленности.

О. п. и. известно с древнейших времён. Первое обстоятельное описание многих (естественно, примитивных) процессов О. п. и. дал Г. Агрикола (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 обогатительная фабрика для извлечения золота, а в 1763 М. В. Ломоносов в труде «Первые основания металлургии или рудных дел» дал описание ряда обогатительных процессов. Его современники И. И. Ползунов, К. Д. Фролов, В. А. Кулибин построили несколько обогатительных фабрик. До 1917 Россия располагала 16 очень небольшими фабриками.

В СССР работают сотни фабрик, 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 многих крупнейших исследовательских, учебных и проектных институтов. Первый научно-исследовательский институт механической обработки руд (Механобр) создан в Ленинграде в 1920. Крупный вклад в совершенствование О. п. и. внесли многие советские 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 значительные исследования проведены американским учёными А. М. Годеном, А. Ф. Таггартом, австралийским 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; Таггарт 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; Sutherland К. L., Wark I. W., Principles of flotation, Melbourne, 1955; Caudin A. М., Flotation, N. Y.— L., 1957; Schubert Н., Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Bd 1—3, Lpz., 1964—72.

В. И. Классен.

Принципиальная схема обогащения полезных ископаемых.