Особенности современной технологической оценки минерального сырья

• обосновать цену;
• определить направления использования;
• определить способы извлечения (доизвлечения) ценных компонентов, доводки до гостированной продукции, пути утилизации отходов вторичной переработки;
• обосновать технологическую схему и выбор оборудования для вторичной переработки и др.

Сертифицировать минеральное сырье  по его технологическим свойствам  гораздо сложнее, чем по составу, но, скорее всего, нам придется идти именно по этому пути.

Рассмотрим логический ряд знаний о свойствах вещества по мере накопления данных, степени необходимости и  достаточности.

Химический состав не дает нам знаний о минеральной форме ценного  компонента, а она может быть неизвлекаемой либо трудноизвлекаемой.

Минеральный состав расширяет наши знания о сырье, но ценный минерал  может быть представлен такой  дисперсной крупностью, что извлечение его механическими способами  нереально, а гидрометаллургическими - нецелесообразно.

Гранулометрический состав ценных минералов внесет весомый вклад  в наши знания об обогатимости сырья, но характер срастаний с породными минералами, наличие некоторых текстурно-структурных особенностей могут быть такими, что сведут на нет весь наш прогноз обогати-мости, если мы его сделаем, исходя только из данных химического, минерального и гранулометрического состава.

В этом случае нам на помощь приходят современные компьютерные системы  анализа изображения, и тогда  в нашем арсенале знаний появятся достоверные значения начала раскрытия ценного компонента, диапазона раскрытия, степени раскрытия и распределения сростков по качеству, которые, в свою очередь, приведут к обоснованию режима рудоподготовки, стадиальности и т. д. Это позволит с большей точностью обосновать технологические операции, их последовательность, выбрать аппараты обогатительного передела.

Ко всему вышеперечисленному надо добавить необходимость знания о  физических, химических, механических свойствах разделяемых минералов, минеральных комплексов. Особенно важно  знать степень контрастности  этих свойств для разделяемых минералов.

Сведенные воедино все параметры  вещества, определяющие его технологические  свойства, позволяют дать прогноз  его обогатимости - сертификат его качества, выраженный следующими показателями:

• выход концентрата;
• максимальное содержание ценного компонента в концентрате;
• максимальное извлечение ценного компонента в концентрат;
• неизбежные технологические потери;

оптимальная глубина обогащения (рациональное сочетание методов механического  обогащения и химико-металлургического  передела).

Для обогатителей вся эта процедура  является повседневной работой исследованием  руд (россыпей) на обогатимость. Следовательно, сертификация минерального сырья по его свойствам обеспечена кадрами.

Стратегия сертификации минерального сырья по его свойствам не противоречит разрабатываемой в Министерстве природных ресурсов системы сертификации ресурсопользования. Предлагаемый подход расширит рамки сертификации, даст возможность сертифицировать рудное тело в массиве, добытую руду, месторождения и техногенные образования.

Блок сертификации минерального сырья  по его свойствам дополнит общую  систему сертификации, позволив органично  перейти от блока сертификации по составу (система сертификации по химическому  составу утверждена Госстандартом  РФ N POCC.RU.0001.040005) к блокам сертификации методов, процессов, оборудования, устройств  и технических систем, предназначенных  для рационального недропользования, помогая обосновать последние и  используя данные первого.

При научно-обоснованном методическом обеспечении такая система сертификации может стать обязательной для  минерального сырья, поскольку имеет  государственное значение.

Это, в свою очередь, даст возможность  согласования общей системы сертификации ресурсопользования с принципами международных стандартов IS014000, BS7750. EMAS.

Внедрение .сертификации минерального сырья по его технологическим свойствам, кроме всего вышесказанного, может создать условия для развития систем оперативного управления технологическими процессами.

 

 

Активная удельная поверхность

активация свойств  поверхности (блокировка поверхностных  центров в физических полях про-стыми молекулами газовой составляющей; изменение соотношения электронных и дырочных центров различными методами смещения адсобционно-десорбционного равновесия, что изменяет условии сепарации частиц как за счет поверхностных, так и объемных изменений ], химические изменения (протравливание,обработка реагентами, «легирующими» поверхность примесными ионами), радиационные (облучение рентгеновскими и гамма-лучами, потоками быстрых частиц) т.п.

 

Контрастность

При направленном изменении  свойств минералов на макро-, микро- и наноуровне возможно воздействовать как на сам минерал, так и среду. При различных видах энергетического воздействия с учетом типоморфных особенностей ПИ возможно направленно преобразовать их ТС, выбрать оптимальный способ модификации, изменив целенаправленно контрастность сепарируемых минералов и оптимизировав схему обогащения . Новые данные об особенностях минерального состава руд позволяют выбирать наиболее оптимальную методику для определения в рудах истинного содержания благородных металлов и на этой основе разрабатывать рациональную технологию обогащения. Предложенная технология автоклавного кислотного разложения слюдяного концентрата, хотя пока и дорогая, но обес-печивает 100% извлечение Au. Высокое содержание Au в рудах подобного типа, представленного микро- нанофазами, пространственно связанных со слюдами, несомненно, требует разработки специальных технологий их обогащения. В результате экспериментльных работ в Институте геологии Коми разработана методика искусственного облагораживания исходных бесцветных пренитов из базальтов Северного Тимана.

Применение разработанного способа (облучение и отжиг)позволяет повысить выход ювелирного сырья с 3-5% до 60%, агата – до 70%. Создана модель природной окраски пренита, позволяющая описывать все многообразие цветовой гаммы минерала

ЛИТЕРАТУРА

1. Ревнивцев В.И. Роль технологической минералогии в обогащении полезных ископаемых. // Зап. Всесоюз. ми-

нерал. об-ва, 1982, вып. 4. - С. 4-20.

2. Пирогов Б.И. Онтогенический метод в познании технологических свойств минералов. // Проблемы онтогении

минералов. Л.: Наука, 1985. - С.22-30

3. Туресебеков А.Х. Конев Р.И., Каширский С.А., Ахмедов А.М. Дискретное состояние вещества в рудных и тех-

ногенных системах. // Минералогическое общество и минералогическая наука на пороге XXI века. СПб.: Мин. об-во при

РАН, 1999. - С.174-175.

Гравитационный анализ

Актуальность темы предопределяется ростом интереса к проблемам гравитационного  обогащения, который наблюдается  в настоящее время. Это связано  с необходимостью освоения экологически чистых технологий и уменьшения энергоемкости обогатительных производств. Из-за снижения содержания в рудах полезных компонентов возрастает роль предварительных методов концентрации, в частности тяжелосредного, масштабы использования которого в России значительно меньшие, чем за рубежом. Повышение точности гравитационного разделения позволяет повысить извлечение мелкого и тонкого свободного золота из руд и россыпей, а также при попутном его извлечении из руд других металлов. Одной из важнейших проблем является вовлечение в переработку техногенных отвалов горно-обогатительного производства, в том числе изолотосодержащих. При их обогащении особо остро стоят вопросы реализации простых и экономичных технологических схем без использования токсичных реагентов на базе гравитационных методов с повышенной точностью разделения. 
 
Научная библиотека диссертаций и авторефератов disserCat http://www.dissercat.com/content/teoreticheskie-osnovy-i-metody-povysheniya-effektivnosti-razdeleniya-pri-gravitatsionnom-obo#ixzz2n4kEKj00

МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ

МАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ полезных ископаемых- оценка степени извлечения полезных ископаемых в магнитном поле с целью исследования возможности их магнитного обогащения. Зависит от вкрапленности, характера срастания и магнитной восприимчивости минералов. Магнитный анализ проводят на магнитном анализаторе, представляющем полую стеклянную трубку, качающуюся в магнитном поле. Под влиянием магнитного поля прибора сильно намагниченные частицы оседают на стенки трубки между полюсами магнита, а немагнитные или слабо намагниченные выносятся потоком воды ("мокрый" анализ) или выпадают в последующую ёмкость ("сухой" анализ).

Магнитный анализ для отделения  фракций с высокой магнитной восприимчивостью проводят в слабом магнитном поле (до 0,2 Тл), а для слабомагнитных компонентов — в сильном (>2 Тл). С помощью магнитного анализа определяют возможный выход фракций и их качество в зависимости от величины магнитного поля и таким образом устанавливают разделительную способность магнитных сепараторов

 

 

Флотация – процесс, основанный на различии в смачиваемости поверхности разделяемых минералов водой. Флотационный процесс обогащения руд заключается в избирательном закреплении минеральных частиц на поверхности раздела двух фаз (жидкой и газообразной). Различают несколько видов флотации (пенная, пленочная, ионная, электрофлотация и др.), в промышленности наиболее часто применяется пенная флотация. Пенной флотацией называется процесс, при котором плохо смачиваемые водой частицы 9гидрофобные) прилипают к вводимым в пульпу пузырькам воздуха или газа и поднимаются с ними на поверхность пульпы, образуя пену, а хорошо смачиваемые водой частицы (гидрофильные) остаются в объеме пульпы. Флотация является основным процессом, используемом при обогащении руд. В настоящее время >95% руд цветных и редких металловподвергаются флотации. Флотационная система является гетерогенной, состоящей из жидкой (ж), твердой (т) и газообразной (г) фаз. Поэтому поверхностные явления следует рассматривать на границе раздела этих фаз. Процесс флотации состоит из отдельных элементарных актов или субпроцессов, основным из которых является закрепление частицы на пузырьке воздуха или газа. Этот процесс – самопроизвольный и основан на втором законе термодинамики, согласно которому самопроизвольно могут протекать лишь процессы, приводящие к уменьшению свободной энергии системы. При закреплении частицы на пузырьке изменение свободной энергии системы сводится лишь к изменению свободной поверхностной энергии за счет снижения площади контакта т-ж.

В реальных условиях для того, чтобы частица закреплялась на пузырьке, в течение небольшого времени их контакта (тысячные доли секунды), краевой угол должен иметь минимальное необходимое значение, измеряемое размером пузырька, поверхностными свойствами частицы и характером движения пульповоздушной смеси:

Известно, что  убыль свободной энергии системы  тем больше, чем больше краевой  угол смачивания; или чем гидрофобнее поверхность минерала, тем вероятнее прилипание его к пузырьку. Краевой угол смачивания изменяется от 0 град до 180 град. Твердые тела, на которых краевой угол >90 град, называются гидрофобными, естественно флотируемыми. Естественной флотируемостью обладают многие органические соединения (например, парафин – смесь углеводородов главным образом метанового ряда) и лишь немногие неорганические вещества (сера, графит, тальк, алмазы, молибден). С поверхности, которая хорошо смачивается водой, воздух легко вытесняет и капля воды растекается по этой поверхности .На гидрофобной поверхности капля воды сохраняет шарообразную форму . Следовательно, закрепление частиц на пузырьках воздуха обусловлено степенью смачивания поверхности минералов водой .

При разрушение твердого тела, когда происходит разрыв связей между молекулами, атомами и ионами, на его поверхности появляются ненасыщенные связи. Энергия взаимодействия между твердойповерхностью и молекулами жидкости определяется характером связей, обнажающихся при разрушении твердого тела. Поэтому наличие естественной флотируемости обуславливается характером этих связей. Обнажение на поверхности минерала сильных связей (ионных, металлических) обуславливает смачивание поверхности обнажаются слабые связи (молекулярные, ковалентные), смачиваются не полностью и обладают естественной флотируемостью (сера, тальк, графит, молибден). Поскольку энергия межмолекулярного взаимодействия у разных минералов неодинакова, то неодинакова и естественная флотируемость минералов.

Степень смачивания твердой поверхности жидкостью (водой) “количественно” выражается величиной краевого угла смачивания. Процесс флотации характеризуется скоростью флотации, т.е. определенной продолжительностью для достижения требуемого извлечения ценного компонента при заданном качестве концентрата. Скорость флотации зависит в большей степени от природы и гидрофобности извлекаемого минерала, поэтому время флотации может находиться в широких пределах от нескольких до десятков минут.

 

 

 

Cписок литературы

 

1. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. - М., Недра, 1983.

2. Попов Г.Н. Технология  и комплексная механизация разработки  рудных ме-

сторождений. - М., Недра, 1970.

3. Брюховецкий Я.С., Бунин Ж.В., Ковалев И.А. Технология и комплексная механизация разработки месторождений полезных ископаемых. - М., Недра, 1989, 300 стр.

4. Кантович Л.И., Гетопанов В.Н. Горные машины. - М., Недра, 1989, 304 с.

5. Справочник горного  инженера угольной шахты. - М., Недра, 1932, с.328-334, 344, 346, 392-409.

6. Технология строительства  горных предприятий. - М., Недра, 1989, с.407-

419.

7. Технология и механизация  подземной разработки пластовых  месторожде-

ний. - М., Недра, 1989, с.242, 392-404.

8. Воспроизводство вскрытых  и подготовительных запасов угля  на шахтах. -М., Недра, 1990, с.139-144.

9. Проведение и крепление  горных выработок. - М., Недра, 1988, с. 228-236,

330-334.

10. Справочник. Подземный  транспорт шахт и рудников. Под  ред. Г.Я.Пейсохвича, И.П.Репгизова. - М., Недра, 1985, с.413,555.

11. Справочник по горнорудному  делу. - М., Недра, 1383, с.793-794, 678, 684,

751-759.

12. Справочник по электроустановкам  угольных предприятий, электроустановки  угольных шахт. - М., Недра, 1988, с.53-59, 127, 148, 218, 379-380, 604.