Étapes d'enrichissement. Concepts de base du traitement des minéraux

(notes de lecture)

V.B. Kuskov

SAINT-PÉTERSBOURG

PRÉSENTATION 2

1.processus préparatoires 8

1.1. COMPOSITION GRANULOMÉTRIQUE 8

1.2 CONCASSAGE 10

1.3. dépistage 14

1.4. RECTIFICATION 17

1.5. CLASSIFICATION HYDRAULIQUE 20

2. PROCESSUS D'ENRICHISSEMENT DE BASE 23

2.1. ENRICHISSEMENT GRAVITATIONNEL 23

2.3. ENRICHISSEMENT MAGNÉTIQUE 35

2.4. ENRICHISSEMENT ELECTRIQUE 39

2.5. méthodes spéciales d'enrichissement 43

2.6. MÉTHODES D'ENRICHISSEMENT COMBINÉES 48

3 PROCESSUS D'ENRICHISSEMENT AUXILIAIRE 49

3.1. DÉSHYDRATATION DES PRODUITS FORCÉS 49

3.2. CONTRLE DE LA POUSSIÈRE 53

3.3. TRAITEMENT DES EAUX USÉES 54

3.3 TESTS, CONTRLE ET AUTOMATISATION 55

4. USINES DE CONCENTRATION 55

Maintenir

Minéraux- les formations minérales naturelles de la croûte terrestre, dont la composition chimique et les propriétés physiques permettent de les utiliser efficacement dans le domaine de la production matérielle. Champ minéral - l'accumulation de matière minérale dans les intestins ou à la surface de la Terre, en termes de quantité, de qualité et de conditions d'occurrence, adaptée à un usage industriel. (Avec de vastes aires de répartition, les gisements forment des régions, des provinces et des bassins). Distinguer les minéraux solides, liquides et gazeux.

Les minéraux solides (minerais), quant à eux, sont subdivisés en combustibles (tourbe, schiste, charbon) et incombustibles, qui sont : agronomiques (apatite et phosphorite, etc.), non métalliques (quartz, barytine, etc.) et métalliques (minerais ferreux et métaux non ferreux). L'efficacité de l'utilisation de l'un ou l'autre des minéraux dépend avant tout de la teneur en un composant précieux et de la présence d'impuretés nocives. Le traitement métallurgique ou chimique direct d'un minéral n'est utile (techniquement et économiquement avantageux) que si la teneur en composant utile n'est pas inférieure à une certaine limite déterminée par le niveau de développement de la technologie et de la technologie (et le besoin de cette matière première matériel) à l'heure actuelle. Dans la plupart des cas, l'utilisation directe de la masse rocheuse exploitée ou de son traitement (métallurgique, chimique, etc.) est économiquement inopportune, et parfois techniquement impossible, car Les minéraux adaptés au traitement direct sont de nature rare, dans la plupart des cas, ils sont soumis à un traitement spécial - l'enrichissement.

Traitement des minéraux un ensemble de procédés de traitement mécanique des matières premières minérales afin d'extraire les composants utiles (de valeur) et d'éliminer les stériles et les impuretés nocives. À la suite de l'enrichissement, des concentrés (concentrés) et des résidus sont obtenus à partir du minerai.

Concentrer Le produit où il est libéré (concentré) la plupart de minéraux utiles (et une petite quantité de minéraux de gangue). La qualité du concentré est principalement caractérisée par la teneur du composant précieux ( il est toujours plus élevé que dans le minerai, le concentré est plus riche en termes de composant précieux, d'où le nom - enrichissement), ainsi que de teneur en impuretés utiles et nocives, d'humidité et de caractéristiques granulométriques.

Queues- un produit dans lequel la plupart des minéraux de la roche stérile, des impuretés nocives et une quantité insignifiante d'un composant utile seront libérés (la teneur en composants précieux des résidus miniers est inférieure à celle des concentrés et du minerai).

En plus du concentré et des résidus, il est possible d'obtenir intermédiaires, c'est à dire. produits caractérisés par une teneur plus faible en composants utiles par rapport aux concentrés et une teneur plus élevée en composants utiles par rapport aux queues.

Utile les composants (précieux) sont des éléments chimiques ou des composés naturels, pour la production desquels ce minéral est extrait et traité. En règle générale, le composant précieux du minerai se présente sous la forme d'un minéral (il y a peu d'éléments natifs dans la nature : cuivre, or, argent, platine, soufre, graphite).

Impuretés utiles sont appelés éléments chimiques ou des composés naturels qui font partie d'un minéral en petites quantités et améliorent la qualité des produits finis (ou sont libérés lors d'un traitement ultérieur). Par exemple, les additifs d'alliage tels que le chrome, le tungstène, le vanadium, le manganèse, etc. sont des impuretés utiles dans les minerais de fer.

Impuretés nocives nommer des éléments individuels et des composés chimiques naturels contenus dans les minéraux en petites quantités et ayant un impact négatif sur la qualité des produits finis. Par exemple, dans minerais de fer les impuretés nocives sont le soufre, l'arsenic, le phosphore, dans les charbons à coke - soufre, phosphore, dans les charbons énergivores - soufre, etc.

L'enrichissement en minéraux peut augmenter rentabilité de leur transformation ultérieure aussi, dans certains cas, sans l'étape d'enrichissement, un traitement ultérieur devient complètement impossible. Par exemple, les minerais de cuivre (contenant, en règle générale, très peu de cuivre) ne peuvent pas être directement fondus en cuivre métallique, car le cuivre passe dans les scories lors de la fusion. De plus, le traitement des minéraux permet :

 augmenter les réserves industrielles de matières premières grâce à l'utilisation de gisements de minéraux pauvres à faible teneur en composants précieux ;

 augmenter la productivité du travail dans les entreprises minières et réduire le coût du minerai extrait en raison de la mécanisation des opérations minières et de l'excavation continue des minéraux au lieu de la sélection;

 d'utiliser les minéraux de manière intégrée, puisque l'enrichissement préalable permet d'extraire non seulement les principaux composants utiles, mais aussi ceux d'accompagnement, contenus en faible quantité ;

 réduire le coût de transport des produits les plus riches jusqu'aux consommateurs, et non la totalité du volume des minéraux extraits ;

 isoler des matières premières minérales les impuretés nocives qui, lors de son traitement ultérieur, peuvent polluer environnement et ainsi menacer la santé humaine et dégrader la qualité du produit final.

Les méthodes d'enrichissement peuvent également être utilisées dans le traitement des déchets solides municipaux (ils sont générés de 350 à 400 kg/an et par personne).

Les ressources minérales des usines de traitement subissent une série d'opérations séquentielles, à la suite desquelles les composants utiles sont séparés des impuretés. Selon leur objectif, les processus de traitement des minéraux sont divisés en préparations, auxiliaires et basiques.

À préparatoire comprennent les processus de concassage, de broyage, de criblage et de classification. Leur tâche est de séparer le minéral utile et les stériles ("ouvrir" les agrégats) et de créer les caractéristiques granulométriques requises des matières premières traitées.

Tâche Majeur processus d'enrichissement  pour séparer les minéraux utiles et les stériles. Les différences dans les propriétés physiques des minéraux à séparer sont utilisées pour séparer les minéraux. Ceci comprend:

Nom de la méthode d'enrichissement	Propriétés physiques utilisées pour la séparation	Les principaux types de minéraux enrichis par cette méthode
Méthode d'enrichissement gravitationnel	Densité (en tenant compte de la taille et de la forme)	Charbons (+1 mm), schistes, minerais aurifères, étain...
Méthode d'enrichissement par flottation	Mouillabilité de surface	Minerais de métaux non ferreux, apatite, phosphorite, minerais de fluorite...
Méthode d'enrichissement magnétique	Susceptibilité magnétique spécifique	Minerais de fer ...
Méthode d'enrichissement électrique	Propriétés électriques (conductivité, charge tribo, constante diélectrique, charge pyro)	Rodage des minerais de diamant, métaux rares : titane-zirconium, tantale-niobium, étain-tungstène, terres rares (monazite-xénotime). Sables de verre, ferraille électronique...
Tri du minerai : Cueillette de minerai Enrichissement radiométrique	Signes extérieurs : couleur, brillance, forme La capacité des particules à émettre, réfléchir et absorber différentes sortesénergie	Pierres précieuses, mica en feuille, amiante à fibres longues Minerais de métaux ferreux et non ferreux, diamantifères, fluorine et autres minerais
Concassage sélectif	Différence de force	Minerais de phosphorite, charbons et schistes
Enrichissement des formulaires
Méthodes combinées	En plus des procédés traditionnels d'enrichissement (qui n'affectent pas la composition chimique des matières premières), le schéma comprend des opérations pyro- ou hydrométallurgiques qui modifient la composition chimique des matières premières.	Uranium, minerais aurifères (primaires), minerais de cuivre-nickel...

En plus de ce qui précède, il existe d'autres méthodes d'enrichissement. De plus, le processus d'agglomération (augmentation de la taille des matériaux) est parfois appelé enrichissement.

À filiale comprennent la déshydratation, le dépoussiérage, le traitement des eaux usées, l'échantillonnage, le contrôle et l'automatisation. La tâche de ces procédés est d'assurer le déroulement optimal des principaux procédés, pour amener les produits de séparation dans les conditions requises.

L'ensemble des opérations de traitement technologique séquentiel auxquelles les minéraux sont soumis aux usines de traitement est appelé schéma d'enrichissement... Selon la nature des informations contenues dans le schéma d'enrichissement, on l'appelle schéma technologique, qualitatif, quantitatif, qualitatif-quantitatif, eau-boue et appareillage.

L'enrichissement, comme tout autre processus technologique, est caractérisé par des indicateurs. Les principaux indicateurs technologiques d'enrichissement sont les suivants :

 Q poids du produit (productivité) ; P – masse (productivité) du composant calculé dans le produit . Ils sont généralement exprimés en tonnes par heure, tonnes par jour, etc.

 la teneur du composant calculé dans le produit - ,  est le rapport de la masse du composant calculé dans le produit à la masse du produit ; la teneur en divers composants du minéral et des produits résultants est généralement calculée en pourcentage (parfois la teneur dans la matière première est désignée par , dans le concentré - , dans les résidus - ). La teneur en composants utiles des matières premières extraites (minerai) peut aller de fractions d'un pour cent (cuivre, nickel, cobalt, etc.) à plusieurs pour cent (plomb, zinc, etc.) et plusieurs dizaines de pour cent (fer, manganèse , charbon fossile et certains autres minéraux non métalliques);

 rendement du produit -  et,  à,  xv  est le rapport de la masse du produit à la masse du minerai d'origine ; le rendement de tout produit d'enrichissement est exprimé en pourcentage, moins souvent en fractions unitaires ;

 extraction d'un composant de valeur -  et,  à,  xv  est le rapport de la masse du composant calculé dans le produit à la masse du même composant dans le minerai d'origine ; l'extraction est exprimée en pourcentage, moins souvent en fractions d'unité.

Sortir je- le produit est calculé par la formule :

 je = (Q je /Q réf) 100,%

Aussi, pour le cas de la séparation en deux produits - concentré et résidus, leur rendement peut être déterminé à travers les teneurs selon les formules suivantes :

k = 100,% ; xv =
100,%;

La somme des rendements en concentré et en résidus est :

à +  xv = 100 %.

Il est évident que

Q inconvénient + Q xv = Q réf.;

R inconvénient + R xv = R réf.

1 +  2 +… +  n = 100 %.

De même pour Q et R.

(En règle générale, lors du traitement des minéraux, seuls deux produits sont obtenus - le concentré et les résidus, mais pas toujours, il peut parfois y avoir plus de produits).

En pratique, les teneurs sont généralement déterminées par analyse chimique.

Extraire un composant utile dans je- le produit :

je = 100, % ou je = %.

La somme des récupérations de concentrés et de résidus est :

à +  xv = 100 %.

Cette formule est également valable pour un nombre quelconque de produits :

1 +  2 +… n = 100 %.

Pour trouver le contenu dans le produit mélangé, vous pouvez utiliser l'équation dite d'équilibre (pour le cas de la séparation en deux produits) :

 à  fin +  xv  fin =  dehors  dehors.

L'équation est également valable pour un nombre quelconque de produits :

 1  1 +  2  2 +… +  n  n =  out  out.

Il est à noter que ref = 100 %.

Exemple. Le minerai est séparé en deux produits (Fig. 1.1) - le concentré et les résidus. Productivité du minerai Q out = 200 t/h, pour concentré - Q fin = 50 t/h. Composant de performance par conception R out = 45 t / h, par composant dans le concentré R fin = 40 t/h.

Q xv = Q réf - Q fin = 200 - 50 = 150 t/h ;

con = ( Q contre / Q réf) 100 = (50/200) 100 = 25 % ;

 xv =  réf -  k = 100 - 25 = 75 %,

ou xv = ( Q xv / Q réf) 100 = (150/200). 100 = 75 % ;

il est évident que Q xv = ( xv  Q sortie) / 100 = (75200) / 100 = 150 t/h ;

=
=
= 22,5 %;

=
=
= 80 %;

R xv = R réf - R contre = 45 - 40 = 5,

alors
=
=
=3,33 %.

Ou, en utilisant l'équation d'équilibre, nous avons :

 à  fin +  xv  fin =  dehors  dehors,

xv =
=
= 3,33 %.

Dans les méthodes combinées, parallèlement aux méthodes traditionnelles de concentration, des opérations pyro- ou hydrométallurgiques sont utilisées, entraînant une modification de la composition chimique des matières premières. Opérations pyrométallurgiques utilisées : grillage, fusion, transformation ; hydrométallurgie : lixiviation, précipitation, extraction, sorption.

Par exemple, le grillage est utilisé pour modifier les propriétés magnétiques des minéraux de fer faiblement magnétiques (carbonates, oxydes, hydroxydes). Lorsqu'elle est chauffée à 600 - 800 ° C, l'hématite (minerai de fer rouge Fe 2 O 3) est réduite par des agents réducteurs gazeux ou solides (monoxyde de carbone, hydrogène, gaz naturel, charbon, etc.) en une magnétite hautement magnétique (Fe 3 O 4). Ce processus est parfois appelé cuisson de réduction. Le minerai torréfié est valorisé sur des séparateurs magnétiques à faible champ magnétique, similaire à l'enrichissement des minerais naturels de magnétite.

Les opérations hydrométallurgiques (enrichissement chimique) sont utilisées pour les minerais complexes. La base de l'enrichissement chimique est la dissolution sélective des minéraux et l'extraction ultérieure des composants précieux des solutions. Dans ce cas, les différentes propriétés de dissolution des minéraux séparés sont utilisées.

Les processus de dissolution sélective de minéraux de minéraux avec leur extraction ultérieure des solutions sont appelés lessivage. La dissolution s'effectue sous terre directement dans le gisement - lixiviation souterraine ; à la surface de la terre dans un grand tas constitué des matières premières enrichies (minerai, terrils) - lessivage en tas et dans des appareils spéciaux (cuves) - lessivage en cuve. Les minéraux sont extraits des solutions par cimentation, extraction, flottation ionique.

Par exemple, le cuivre est récupéré de la solution par cémentation du fer ou extraction liquide avec des solvants organiques, et l'uranium est récupéré par flottation ionique, sorption et extraction. La lixiviation est utilisée pour extraire certains métaux des décharges pauvres et des minerais déséquilibrés, enrichir les minerais de cuivre et d'uranium et raffiner le tungstène, l'étain, la potasse et d'autres concentrés. Dans le traitement des minerais d'uranium, la lixiviation est le principal processus d'enrichissement.

3 Processus d'enrichissement auxiliaire

La tâche des processus auxiliaires est d'amener les produits d'enrichissement aux conditions requises et d'assurer le déroulement optimal des processus principaux. Ceux-ci incluent la déshydratation, le dépoussiérage et la collecte des poussières, le traitement des eaux usées, l'échantillonnage, le contrôle et l'automatisation.

3.1. Déshydratation des produits d'enrichissement

Dans la plupart des cas, les produits d'enrichissement résultants contiennent une quantité importante d'eau et ne conviennent pas au transport et au traitement métallurgique. Pour éliminer l'eau (humidité) des produits d'enrichissement, un certain nombre d'opérations sont utilisées, généralement appelées déshydratation. Dans un sens plus large, sous déshydratation comprendre le processus de séparation de la phase liquide du solide.

Humidité du matériau est déterminé par le rapport de la masse d'eau dans le produit à la masse totale de matériau humide et est généralement exprimé en pourcentage :

W = (Q 1  Q 2)100/Q 1 ,

où Q 1  masse de matériau humide ; Q 2  poids de matière sèche.

La liquéfaction est souvent utilisée pour caractériser les produits d'enrichissement. R, qui détermine le rapport de la masse du liquide dans le produit à la masse du solide. La teneur en humidité du produit en pourcentage est déterminée par la dilution par l'expression

W = R 100/(R + 1).

Les produits obtenus dans les usines lors du traitement du minerai sont, en règle générale, représentés par des boues liquides. L'humidité présente dans les produits est divisée en interne et externe.

L'humidité interne est l'humidité contenue dans le réseau cristallin d'un minéral. On l'appelle cristallisation s'il est présent sous forme de molécules H 2 O (par exemple, CuSO 4 5H 2 O), ou constitutionnel, s'il est présent sous forme d'ions OH , H +, H 3 O + ( par exemple, Cu (OH) 2) ... Il peut être éliminé par cuisson ou calcination du matériau.

L'humidité externe est divisée en gravitationnelle, capillaire, film et hygroscopique :

• libre (gravitationnel) est éliminé sous l'influence de la gravité ; les produits d'enrichissement sont des suspensions ;

• le capillaire est maintenu par les forces de pression capillaire et évacué par les forces extérieures ; la nourriture est appelée humide (humide);

• le film est maintenu à la surface des particules par les forces d'attraction moléculaire entre les molécules d'eau et les particules ; les produits sont appelés séchage à l'air ;

 hygroscopique contenu dans les produits secs et retenu à la surface des particules par les forces d'adsorption sous forme de films monomoléculaires.

Selon la teneur en humidité, les produits sont divisés en liquide (arrosé), humide, humide, séché à l'air, sec et calciné.

Les produits liquides se caractérisent par une grande fluidité et fluidité. Ils contiennent au moins 40 % d'humidité et sont bien transportés.

Les aliments humides contiennent moins d'eau (15-20 à 40 %) que les aliments liquides. Si de tels produits sont représentés par de petits matériaux, ils se répandent, une partie de l'eau s'en dégage lors du transport, de la manutention et du stockage à court terme. Tous les types d'humidité sont caractéristiques des produits liquides et humides.

Les aliments humides sont intermédiaires entre les aliments humides et séchés à l'air. La teneur en humidité en eux varie de 5-6 à 15-20%. Ils ne sont pas fluides. Les produits humides contiennent un film hygroscopique, une partie du capillaire et de l'humidité interne.

Les produits séchés à l'air sont des matériaux en vrac dont la surface, en raison de l'hygroscopicité, est légèrement humidifiée par la vapeur d'eau dans l'air. Parfois, les aliments séchés à l'air sont appelés produits avec une teneur en humidité de plusieurs pour cent. Ils contiennent de l'humidité interne et hygroscopique.

Les aliments secs ne contiennent pas d'humidité extérieure.

Les produits calcinés sont des produits dont l'eau chimiquement liée est éliminée thermiquement.

Le processus d'élimination de l'humidité des produits d'enrichissement est appelé déshydratation. Selon la taille du matériau et sa teneur en humidité, diverses méthodes de déshydratation sont utilisées.

Selon la taille du matériau et son taux d'humidité, différentes méthodes de déshydratation sont utilisées : pour les particules relativement grosses  drainage, parfois centrifugation ; pour les petites particules épaississement et filtration. Plusieurs méthodes de déshydratation sont souvent utilisées de manière séquentielle. La dernière étape de déshydratation est le séchage. Plus le matériau est fin et plus la teneur en humidité est élevée, plus cette humidité est difficile (et plus coûteuse) à éliminer. Par exemple, pour éliminer l'humidité des grandes classes de charbons (-150 + 13 mm), seul le drainage est utilisé, des classes moyennes (-13 + 1 mm) drainage et centrifugation, des petites classes (- 1 mm) - épaississement, filtration et séchage.

Le moyen le plus simple de se déshydrater est le drainage. Le drainage est un processus de déshydratation basé sur la filtration naturelle du liquide à travers les interstices entre les particules solides (morceaux) par gravité. Parfois, pour accélérer la filtration du liquide, des vibrations mécaniques sont appliquées à la couche filtrante. Le drainage se fait à l'arrêt et en mouvement. Le processus est généralement utilisé pour les particules de taille moyenne à grande. Diverses techniques et appareils sont utilisés pour le drainage. Déshydratation dans les piles. Le produit est chargé dans un conteneur ou sur une surface plane avec un système de drainage. L'eau sous l'influence de la gravité s'infiltre entre les grains individuels et est collectée dans des fosses spéciales, d'où elle est périodiquement pompée. Cette méthode de déshydratation prend beaucoup de temps. Classificateurs, tamis, élévateurs sont utilisés comme dispositifs de déshydratation de drainage en mouvement. Sur ces appareils, en règle générale, l'humidité gravitationnelle est séparée.

La centrifugation fait référence à l'opération de déshydratation de petits produits d'enrichissement humides et de séparation de la suspension en phases liquide et solide sous l'action des forces centrifuges. Le procédé est généralement utilisé pour la déshydratation des charbons de qualité moyenne et pour des sels minéraux... La centrifugation est réalisée dans des machines centrifuges - centrifugeuses, qui sont des rotors cylindriques ou coniques à parois perforées ou pleines tournant autour de leur axe à grande vitesse. Distinguer filtration et centrifugation par précipitation. Dans le premier cas Le matériau déshydraté est chargé dans le rotor perforé de la centrifugeuse et tourne avec lui. Sous l'action de la force centrifuge, l'eau contenue dans le produit est filtrée de force à travers les sédiments de particules solides déposés sur les parois du rotor et sa surface perforée. La phase liquide qui a traversé la surface perforée du rotor s'appelle le centrat, et la phase solide se déplaçant le long du rotor s'appelle le sédiment (le produit fini déshydraté). Les centrifugeuses à rotor perforé sont appelées filtration.

La centrifugation par sédimentation est réalisée dans des centrifugeuses à rotor solide. Sous l'action des forces centrifuges, les particules solides se déposent sur les parois du rotor et sont compactées, l'eau est expulsée des espaces entre les particules et évacuée sous la forme d'une centrifugeuse à travers les fenêtres de drainage du rotor. La boue sur les parois du rotor est déplacée par une vis jusqu'à l'extrémité du rotor et en est retirée par les trous. Lorsque les boues sont déplacées par la tarière, l'eau en est extraite et s'écoule vers les fenêtres de drainage.

L'épaississement est le processus de précipitation de la phase solide et de séparation de la phase liquide de la pulpe, qui se produit à la suite de la sédimentation de particules solides dans celle-ci sous l'action de la gravité ou des forces centrifuges (gravitationnelles ou centrifuges). Dans ce cas, le terme « épaississement » signifie l'obtention d'un produit final compacté (épaississant) (des sables). Le processus d'épaississement s'accompagne du processus de clarification, c'est-à-dire l'obtention d'un liquide exempt de la phase solide - drain. L'épaississement est généralement utilisé pour les boues contenant une phase solide sous forme de fines particules d'une taille de< 0,5 мм.Основным аппаратом, применяемым для сгущения, является радиальный сгуститель, представляющий собой цилиндр диаметром 2,5 – 100 м и более и высотой 1,5 – 10 м (высота увеличивается с увеличением диаметра) с коническим днищем, образующая которого наклонена под небольшим углом к горизонтальной плоскости. Загрузка пульпы происходит через центральный патрубок, разгрузка продуктов – через отверстие в центре дна сгустителя (сгущенный продукт) и желоб у края цилиндра (слив). Для улучшения разгрузки сгущенного продукта около дна сгустителя установлены грабли, вращающиеся с периферической скоростью 3-12 м/мин. Для улучшения показателей сгущения в пульпу добавляют коагулянты и флокулянты.

La filtration est le processus de séparation des phases liquide et solide du lisier à l'aide d'un déflecteur poreux sous l'influence d'une différence de pression de part et d'autre du déflecteur créée par la raréfaction de l'air (filtres à vide) ou une surpression (filtres presse). La cloison filtrante dans les filtres industriels peut être : en toile filtrante (coton, métal, matières synthétiques) ou en céramique poreuse.

Les filtres fonctionnant sous vide sont divisés en filtres à tambour avec surfaces filtrantes externes et internes, filtres à disques et filtres à bande. Les filtres à tambour et à disque fonctionnent bien pour filtrer des produits relativement petits, les filtres à bande pour les matériaux plus gros. La teneur en humidité des aliments filtrés est généralement comprise entre 20 et 40 %.

Le filtre à disques (figure 3.1) est constitué d'un arbre creux sur lequel sont fixés des disques, constitués de secteurs creux séparés. Les secteurs ont une surface nervurée avec des trous sur lesquels une toile filtrante est tendue. L'alimentation est fournie par le tuyau à travers les buses jusqu'au bain rempli jusqu'à la fenêtre de trop-plein. Les disques le long de la circonférence sont également divisés en zones : filtrage ; séchage; le passage du vide au décapage, dit décapage « mort » ; "Mort" - la transition de la pression au vide. Pour éliminer les sédiments restants après le soufflage, des couteaux sont installés. L'alimentation en air et la mise sous vide dans les secteurs s'effectuent par les canaux de l'arbre tournant à l'aide d'une tête de distribution.

Dans un filtre à tambour avec une surface filtrante externe (figure 3.2), le produit initial est chargé par un tuyau dans un bain et est maintenu en suspension par un agitateur. Le tambour creux comporte plusieurs secteurs le divisant en zones : collecte des sédiments, pré-séchage, soufflage et soufflage du tissu. Toute la surface cylindrique du tambour est recouverte d'un tissu filtrant ou d'une maille. Un couteau spécial est monté pour enlever les sédiments. L'arbre central du tambour, qui a des trous spéciaux, relie les zones de collecte des sédiments et de pré-séchage avec un système d'aspiration, et de décapage et de soufflage avec un système de soufflage. Par rapport aux filtres à disques, les filtres sous vide à tambour permettent d'obtenir un gâteau légèrement plus sec (de 1 à 2%) mais ont une productivité spécifique plus faible.

Les filtres à bande (Figure 3.3) sont fabriqués avec une bande descendante et une bande fixée sur la bande. Le principe de leur travail est le même. Ils ne diffèrent que par le fait que dans les filtres à toile descendante, la toile filtrante sur la branche inactive est séparée de la bande et est mieux lavée. Le matériau à filtrer est chargé par la goulotte d'alimentation sur la surface du tissu filtrant, qui repose sur une bande ondulée avec des trous au milieu. La courroie, ainsi que la toile filtrante et le produit sur celle-ci, se déplacent en raison de la rotation du tambour d'entraînement. Les trous du ruban sont alignés avec les trous de la chambre à vide. La chambre à vide crée un vide, à la suite duquel le filtrat est aspiré à travers le tissu filtrant, qui est évacué par le pipeline; le sédiment est déchargé avec un couteau à l'extrémité du filtre. Les côtés du filtre empêchent les sédiments de se répandre sur les côtés. Le spray est utilisé pour laver le tissu.

Les filtres presse permettent d'obtenir un produit plus sec que les filtres sous vide (dans certains cas à humidité conditionnée, ce qui permet d'éviter un séchage supplémentaire), mais ils ont une productivité plus faible et sont plus chers.

Le séchage est l'opération de déshydratation des produits d'enrichissement humides, basée sur l'évaporation de l'humidité qu'ils contiennent dans l'environnement gazeux (air) environnant lorsque le produit à sécher est chauffé.

Les appareils utilisés pour le séchage sont appelés séchoirs. Selon les conceptions, il existe des séchoirs à tambour, à sole, à convoyeur, à tuyaux et à lit fluidisé. Dans la pratique de l'enrichissement des minéraux, le tambour est le plus largement utilisé, les tuyaux - séchoirs et séchoirs à lit fluidisé. Les séchoirs à tambour (figure 3.4) sont un tambour incliné rotatif, d'un côté duquel le matériau est chargé et les gaz chauds sont fournis par le four. Grâce à des buses spéciales à l'intérieur du tambour, le matériau monte constamment à une certaine hauteur et est déversé. Les gaz chauds traversent ce matériau en chute en raison du vide créé par les extracteurs de fumée. Les séchoirs à tambour sont fabriqués avec un diamètre de 1000 - 3500 mm et une longueur de 4000 - 27000 mm. Le temps de séjour du matériau dans le tambour dépend des caractéristiques du produit à sécher, de sa teneur en humidité initiale et finale et est de 29 à 40 minutes. La teneur en humidité du matériau séché est de 4 à 6 % et, dans certains cas, de 0,5 à 1,5 %.

Dans un séchoir à tube, le matériau est séché en suspension. L'installation de séchage du matériau dans un tuyau de séchage (Fig. 3.5) se compose d'un four avec une chambre de mélange et un tuyau installé verticalement. Le matériau de la trémie est acheminé par un convoyeur vers un alimentateur - épandeur. L'épandeur alimente le matériau dans un tuyau, à travers lequel il est transporté vers le haut par des gaz chauds. Le mouvement des gaz chauds vers le haut depuis le four est assuré par un vide créé par un ventilateur - un extracteur de fumée. L'extrémité supérieure du tuyau pénètre dans un conteneur en forme de cyclone. En raison du volume accru du conteneur par rapport au tuyau, le vide qu'il contient diminue et le matériau se dépose, d'où il est périodiquement déchargé à l'aide d'un obturateur - un clignotant. Se déplaçant dans un flux de gaz chaud, les particules du matériau sont séchées.

Les installations de séchage de matière en lit fluidisé fonctionnent sur le principe de pseudo-liquéfaction de matière en vrac avec un flux de gaz chaud, qui est obtenu à partir de la combustion de combustible dans le four.

COURS DE CONFÉRENCE

Introduction. L'intérêt et le rôle de l'enrichissement lors de l'utilisation de divers IP... 6

Classification des processus d'enrichissement ……………………………………… ..14

Types et schémas d'enrichissement et leurs applications ………………………………… .21

Processus de sélection. Construction et principe de fonctionnement des écrans ………… ..27

Méthodes et procédés de concassage des minéraux …………………… ... 38

Types de concasseurs et schémas de concassage …………………………………………… .45

Processus de broyage. Types et principe de fonctionnement des moulins …………………… .58

Classement des produits ……………………………………………………… 70

Construction et principe de fonctionnement des classificateurs hydrauliques. Conception et principe de fonctionnement des classificateurs à air ……………… 74

Méthodes de gravité enrichissement ………………………………………… .82

Fortification en milieux lourds ……………………………………………… .89

Enrichissement sur machines jigging ………………………………………………………………………………………………… ..... 99

Fortification sur tables de concentration ………………………………… 110

Méthodes d'enrichissement par flottation. Types de réactifs de flottation et leur application en production ………………………………………………… ..118

Structures et principe de fonctionnement des machines de flottation …………………… .127

Méthodes d'enrichissement magnétique …………………………………………… 137

Enrichissement électrique. Déshydratation des produits d'enrichissement …… ..145

L'utilisation de divers épaississants et leur fonctionnement. Équipement mécanique pour le filtrage …………………………………………… ..154

Liste des sources recommandées ………………………………………… 168

INTRODUCTION. IMPORTANCE ET RLE DE L'ENRICHISSEMENT LORS DE L'UTILISATION DE DIFFÉRENTES RESSOURCES MINÉRALES.

Objectif : Acquérir par les étudiants des compétences initiales dans les termes et les noms, ainsi que dans le sens de la matière elle-même et sa valeur dans l'application pratique.

Plan:

1.
Les principaux termes du sujet et leur signification.

2.
informations générales sur les minerais et minéraux de métaux non ferreux et rares.

Subdivisions et regroupement de minerais.

3.
Caractéristiques des dépôts. Concentrés, rebuts, résidus.

4.
La valeur et le rôle des usines de transformation dans l'utilisation des minéraux.

Mots clés : minerai, minéral, minerai monométallique, polymétallique, composant utile, composant de valeur, concentré, produit intermédiaire, résidus, stériles, minerais oxydés, natif, finement disséminé, sulfure, traitement des minéraux, usine de traitement, valeur (sociale, économique) .

1. « Les principales orientations du développement économique et social de la République d'Ouzbékistan pour la période moderne prévoient une amélioration supplémentaire de la technologie d'extraction et de traitement des minerais et des concentrés, augmentant la complexité de l'utilisation des matières premières minérales, accélérant la mise en œuvre de processus technologiques efficaces, améliorant la qualité et la gamme de produits.

Le développement de la stabilité économique du pays est le développement technologies modernes et techniques de diverses industries, y compris le traitement des minéraux.

La source d'obtention des métaux, de nombreux types de matières premières, du carburant et des matériaux de construction sont des minéraux.

Minéraux selon la nature et la destination des composants de valeur, il est d'usage de subdiviser en : minerai, non métallique et combustible.

Minerais sont appelés minéraux qui contiennent des composants précieux en quantité suffisante pour les extraire lorsque état de l'art la technologie et la technique étaient rentables. Les minerais sont divisés en métaux et non métalliques.

Au métal comprennent les minerais qui sont des matières premières pour la production de métaux ferreux, non ferreux, rares, précieux et autres.

à non métallique - amiante, barytine, apatite, phosphorite, graphite, talc et autres.

à non métallique comprend les matières premières pour la production de matériaux de construction (sable, argile, gravier, pierre de construction, matières premières de ciment et autres).

Attiser comprennent les combustibles solides fossiles, le pétrole et le gaz naturel combustible.

Composants précieux sont les éléments chimiques ou minéraux individuels qui composent le minéral et présentent un intérêt pour leur utilisation ultérieure.

Impuretés utiles sont appelés éléments chimiques individuels ou leurs composés naturels qui font partie d'un minéral en petites quantités et peuvent être isolés et utilisés avec le principal composant de valeur, améliorant ainsi sa qualité. Par exemple : les impuretés utiles dans les minerais de fer sont le chrome, le tungstène, le vanadium, le manganèse et autres.

Composants compagnons sont appelés éléments chimiques de valeur et minéraux individuels contenus dans les minéraux en quantités relativement faibles, libérés au cours de l'enrichissement en cours de route en un produit indépendant ou complexe avec le principal composant de valeur, et extraits de celui-ci plus tard dans le processus de fusion métallurgique ou de traitement chimique ... Par exemple : dans certains minerais de métaux non ferreux, l'or, l'argent, le molybdène et d'autres l'accompagnent.

Impuretés nocives sont appelés impuretés et éléments individuels, ou composés chimiques naturels contenus dans les minéraux et qui ont un effet négatif dans les minéraux sur la qualité des composants précieux récupérés.

2. La composition du minerai est simple (un composant utile est représenté par un minéral) et complexe (le composant utile est représenté par des minéraux de propriétés diverses).

Les minéraux qui ne contiennent pas de composants précieux sont appelés stériles. Lors de l'enrichissement, ils sont éliminés dans les déchets (résidus) avec les impuretés nocives.

À la suite de l'enrichissement, les principaux composants constitutifs d'un minéral peuvent être libérés sous forme de produits indépendants : concentrés (un ou plusieurs) et queues. De plus, au cours du processus d'enrichissement, des produits intermédiaires peuvent également être libérés du minéral.

Les sources d'extraction de métaux non ferreux et rares sont des gisements de minerais ou de minéraux contenant un ou plusieurs métaux précieux (composants), représentés par les minéraux correspondants en combinaison avec la roche hôte. Dans de très rares cas dans croûte terrestre il existe des éléments natifs (cuivre, or, argent) sous forme de grains à structure cristalline ou amorphe. La teneur en or et en argent du minerai est très faible, seulement quelques grammes par tonne de minerai. Pour 1 g d'or dans la croûte terrestre, il y a environ 2 tonnes de roche.

Minerai - c'est une race dont il est économiquement rentable d'extraire des composants précieux à ce stade de développement de la technologie. Le minerai est composé de minéraux individuels; ceux d'entre eux qui doivent être extraits sont appelés précieux (utiles), et ceux qui sont dans ce cas ne sont pas utilisés, sont des minéraux de la roche hôte (déchets).

Cependant, la notion Déchets de roche conditionnellement. Avec le développement des techniques d'enrichissement et des méthodes de traitement ultérieur des produits obtenus lors de l'enrichissement, les minéraux de gangue contenus dans le minerai deviennent utiles. Ainsi, dans le minerai d'apatite-néphéline, la néphéline Longtempsétait une roche stérile, mais après le développement de la technologie de production d'alumine à partir de concentrés de néphéline, elle est devenue un composant utile.

Par composition minérale, les minerais sont subdivisés en natif, sulfuré, oxydé et mélangé.

Les minerais sont également divisés en monométallique et polymétallique.

Les minerais monométalliques ne contiennent qu'un seul métal précieux. Polymétallique - deux ou plus, par exemple, Si, Pb, Zn, Fe, etc. Dans la nature, les minerais polymétalliques se trouvent beaucoup plus souvent que les minerais monométalliques. La plupart des minerais contiennent plusieurs métaux, mais tous n'ont pas une valeur industrielle. Dans le cadre du développement de la technologie d'enrichissement, il devient possible d'extraire les métaux dont la teneur dans le minerai est faible, mais leur extraction associée est économiquement réalisable.

il y a aussi des minerais entrecoupé et solide. Dans les minerais disséminés, des grains de minéraux précieux sont répartis dans la masse rocheuse hôte. Les minerais solides (pyrite) se composent de 50 ... 100 % de sulfures, principalement de la pyrite (pyrite) et une petite quantité de minéraux de la roche hôte.

Par la taille de dissémination des grains de minéraux utiles, les minerais sont grossièrement disséminés (> 2 mm), finement disséminés (0,2 ... 2 mm), finement disséminés (< 0,2 мм) и весьма тонковкрапленные (< 0,02 мм). Последние являются труднообогатимыми рудами.

Les gisements de minerais industriels par la nature de leur origine sont indigène et placer. Les dépôts primaires se produisent à l'endroit de la formation initiale. Les minéraux de valeur et les minéraux de la roche hôte dans ces minerais sont en étroite association les uns avec les autres.

Les placers sont appelés gisements secondaires formés à la suite de la destruction de gisements primaires primaires et de dépôts secondaires de matières provenant de minerais primaires. Les gisements alluviaux contiennent des minéraux non sulfurés et peu solubles sous forme de grains ronds (roulés). Il n'y a pas d'intercroissance, ce qui facilite et réduit le coût du processus de dressage des placers.

La croûte terrestre contient environ 4 000 minéraux différents, qui sont des composés chimiques naturels plus ou moins stables. Certains d'entre eux, tels que le quartz, les feldspaths, les aluminosilicates, la pyrite constituent l'essentiel de la croûte terrestre, d'autres, par exemple, les minéraux Cu, Pb, Zn, Mo, Be, Sn ne se trouvent en grande quantité que dans certaines zones - les corps minéralisés, et d'autres encore, tels que la germanite (minéral de germanium), la greenockite (minéral de cadmium) sont encore moins courants, accompagnant divers minéraux dans les minerais.

Les minéraux sulfurés comprennent des composés de métaux avec du soufre. Par exemple, la chalcopyrite CuFe $ 2 est le principal minéral de cuivre, la sphalérite 2n8 - zinc, la molybdénite MoS 2 - molybdène.

Les oxydes comprennent une part importante de minéraux non ferreux et de métaux rares, par exemple la cuprite Cu 2 O, l'ilménite FeTiO 3, le rutile TiO 2, la cassitérite SnO 2.

Les silicates sont les plus grand groupe minéraux trouvés dans la croûte terrestre. Dans le manteau supérieur de la terre, ils représentent jusqu'à 92%. Les silicates comprennent la majeure partie des minéraux de la roche hôte (déchets) (impropre à la consommation industrielle), ainsi que des minéraux de lithium, de béryllium, de zircon, etc. Parmi les silicates, le quartz le plus courant est le SiO 2 ; il peut être extrait en un produit autonome et utilisé dans la production de verre, de cristal, dans l'industrie de la construction.

Les aluminosilicates comprennent le spodumène LiAlSi 2 О b et le béryl Be 3 Аl 6 О 18, qui sont les principaux minéraux entrant dans la production du 1 lithium et du béryllium, ainsi que des spaths, - l'albite NaAlSiЗО 8 et le microcline КАlSi 3 О 8, - les principaux minéraux de la roche hôte (en moyenne 60%).

Les carbonates comprennent les minéraux contenant du dioxyde de carbone : la calcite CaCO3 (minéral de la roche hôte), la cérusite PbCO 3.

3. Les gisements de minerais industriels par la nature de leur origine sont primaires et alluviaux. Les minerais primaires sont appelés minerais se produisant à l'endroit de la formation initiale et situés dans le massif général des roches. Ces minerais, après avoir été extraits d'une mine ou d'une mine à ciel ouvert, nécessitent un concassage et un broyage avant enrichissement. Les minéraux précieux et les minéraux de la gangue contenus dans ces minerais sont étroitement liés les uns aux autres.

Les placers sont appelés gisements secondaires formés à la suite de la destruction de minerais de gisements primaires primaires et de dépôts secondaires de matériaux provenant de minerais primaires. Dans les placers, les minéraux ont subi de très fortes modifications de composition chimique et propriétés physiques... Tous les minéraux et gros morceaux de minerai ont été détruits par les courants d'eau, les intempéries, les changements de température, l'exposition à des composés chimiques, etc.

Des morceaux de minerai et de minéraux sont généralement transportés sur de longues distances par les courants fluviaux ou les vagues de la mer et de l'océan. En roulant, ils prennent une forme arrondie. Dans ce cas, les sulfures sont détruits et totalement absents des gisements, et les minéraux non sulfurés peu solubles sont libérés des intercroissances avec les minéraux des stériles (sable, gravier). Par conséquent, les minerais des gisements alluviaux ne sont pas soumis au concassage et au broyage, et leurs procédés d'enrichissement sont beaucoup plus simples et moins chers.

À l'aide de l'enrichissement, les impuretés nocives sont éliminées des concentrés fournis à l'usine métallurgique, ce qui complique les processus de fusion et détériore la qualité des métaux obtenus. L'élimination des impuretés nocives peut améliorer considérablement les indicateurs techniques et économiques des procédés métallurgiques. Par exemple, le zinc est une impureté nocive dans le concentré de plomb. Une augmentation de sa teneur en concentré de plomb de 10 à 20 % augmente de près de 2 fois les pertes de plomb lors de la fusion. Dans le processus d'enrichissement du minerai, des concentrés (un ou plusieurs), des résidus et des produits intermédiaires sont obtenus.

Concentrés - les produits dans lesquels la quantité principale de l'un ou l'autre composant précieux est concentrée. Les concentrés, par rapport au minerai valorisé, se caractérisent par beaucoup plus contenu élevé composants utiles et une teneur plus faible en stériles et en impuretés nocives.

Sous-produits - les produits obtenus lors de l'enrichissement des minéraux et représentant un mélange de grains contenant des composants utiles avec des grains de stériles. Les sous-produits sont caractérisés par une teneur plus faible en composants utiles par rapport aux concentrés et une teneur plus élevée en composants utiles par rapport aux résidus.

Queues - produits dans lesquels se concentre la majeure partie des stériles, des impuretés nocives et une petite quantité (résiduelle) d'un composant utile.

L'enrichissement des minéraux est un ensemble de processus de traitement primaire des matières premières minérales des intestins, à la suite desquelles il y a une séparation des composants utiles (minéraux) des stériles.

Les concentrés et les résidus sont des produits finaux et les produits intermédiaires sont recyclables. La qualité des concentrés distribués par les usines de concentration doit répondre aux exigences déterminées par les GOST ou les spécifications techniques. Ces exigences dépendent de la destination des concentrés et des conditions de leur traitement ultérieur. Les GOST indiquent la teneur minimale admissible d'un composant utile et la teneur maximale admissible d'impuretés nocives pour les concentrés de différentes qualités.

Les résultats d'enrichissement sont évalués par plusieurs indicateurs et, tout d'abord, par l'exhaustivité de l'extraction des composants précieux et la qualité des concentrés obtenus.

La récupération est le rapport de la quantité du composant utile converti en concentré à sa quantité dans le minerai, exprimé en pourcentage. La récupération caractérise l'intégralité du transfert de la composante utile du minerai au concentré et est l'un des indicateurs technologiques les plus importants de l'usine de traitement.

Le rendement est le rapport de la masse de tout produit d'enrichissement à la masse de minerai traité, exprimé en pourcentage.

L'enrichissement des minerais est un ensemble de procédés de traitement primaire des matières premières minérales, visant à séparer tous les minéraux utiles (et, si nécessaire, leur séparation mutuelle) des stériles. À la suite de l'enrichissement, un ou plusieurs concentrés et résidus riches sont obtenus. Le concentré contient des dizaines, parfois des centaines de fois plus de minéraux utiles que le minerai. Il convient au traitement métallurgique ou peut servir de matière première pour d'autres industries. Les résidus miniers contiennent principalement des stériles minéraux qui, dans les conditions techniques et économiques données, sont peu pratiques à extraire, ou il n'y a pas besoin de ces minéraux.

Le besoin de procédés de traitement des minéraux est confirmé par la dépendance des indicateurs techniques et économiques du traitement métallurgique vis-à-vis de la teneur en métal des matières premières entrant dans la fusion.

Un effet économique encore plus important est obtenu lors de l'enrichissement de minerais pauvres contenant des métaux rares et d'autres métaux chers (molybdène, étain, tantale, niobium, etc.).

L'importance du traitement des minéraux est due au fait que :

premièrement, dans de nombreux cas seulement après cela, de nombreux procédés technologiques deviennent possibles (métallurgiques, chimiques et autres);

deuxièmement, le traitement du produit enrichi est effectué avec un effet économique plus important que celui naturel : le volume de la matière traitée diminue, la qualité du produit fini s'améliore, la perte d'un composant précieux avec les déchets de production et le coût de les transports de matières premières sont réduits, la productivité du travail est augmentée, la consommation de carburant, d'électricité, etc. etc.

La technologie de traitement des minéraux consiste en une série d'opérations séquentielles effectuées dans les usines de traitement.

Usines de concentration fait référence aux entreprises industrielles dans lesquelles les minéraux sont traités par des méthodes d'enrichissement et un ou plusieurs produits commercialisables avec une teneur accrue en composants précieux et une teneur réduite en impuretés nocives en sont isolés. Une usine d'enrichissement moderne est une entreprise hautement mécanisée avec un schéma technologique complexe pour le traitement d'un minéral.

Système technologique comprend des informations sur la séquence des opérations technologiques pour le traitement des minéraux à l'usine de traitement.

Conclusion :

La source d'extraction des métaux non ferreux et rares sont des gisements de minerais ou de minéraux contenant un ou plusieurs métaux non ferreux ou rares, représentés par les minéraux correspondants en combinaison avec des minéraux de stériles.

Dans de très rares cas, des éléments natifs (cuivre, or, argent et soufre) se trouvent dans la croûte terrestre. Habituellement, ils forment divers composés chimiques - des minéraux, qui sont des produits naturels de processus se déroulant dans la croûte terrestre. Les éléments natifs se trouvent principalement à l'état solide et sont des grains à structure cristalline ou amorphe.

Les ressources minérales sont des substances minérales naturelles qui, compte tenu du niveau et de l'état de la technologie, peuvent être utilisées avec une efficacité suffisante dans l'économie nationale sous leur forme naturelle ou après traitement préalable.

Les fossiles extraits des entrailles de la terre sont solides (minerai, charbon, tourbe), liquides (pétrole) et gazeux (gaz naturels).

En termes de composition matérielle, les minéraux métalliques sont subdivisés en minerais de métaux ferreux, non ferreux, rares, nobles et radioactifs.

Selon la composition minérale, les minerais sont subdivisés en natif, sulfure, oxydé et mélangé.

À partir de minerais de métaux non ferreux et rares, contenant généralement un très faible pourcentage du minéral utile, la fusion du métal sans enrichissement préalable est économiquement non rentable et souvent pratiquement impossible. Ainsi, plus de 95 % des minerais extraits sont valorisés.

Questions de contrôle:

1.
Dans quels groupes les minéraux sont-ils classés ?

2.
Qu'est-ce qu'un minerai et quels minerais sont classés comme métalliques, non métalliques, non métalliques, combustibles ?

3.
Qu'appelle-t-on des composants précieux, des impuretés utiles, des composants d'accompagnement, des impuretés nocives ?

4.
L'importance principale des usines de traitement et de traitement des minéraux.

5. En quels constituants les minerais sont-ils divisés ?

6. Minerais simples et complexes.

Qu'appelle-t-on concentré, rebuts et résidus?

Qu'est-ce que le traitement des minéraux ?

Comment les gisements sont-ils caractérisés ?

Quels sont les principaux indicateurs des avantages économiques du traitement des minerais ?

Devoirs :

1.
Préparez-vous à une enquête sur un sujet de cours donné.

2.
Préparez une courte thèse sur le sujet de la mission du séminaire.

3.
Répondez aux questions du cours magistral.

CLASSIFICATION DES PROCESSUS D'ENRICHISSEMENT.

Objectif : Connaissance brève description processus d'enrichissement de la perception primaire par les étudiants de cette matière.

Plan:

1.
Informations générales sur la classification des procédés d'enrichissement.

2.
une brève description de processus d'enrichissement de base.

3.
Brève description des méthodes spéciales d'enrichissement.

4.
Traitement des indices d'enrichissement

Mots clés : procédés de base, procédés spéciaux, criblage ; Se séparer; affûtage; classification, processus d'enrichissement gravitationnel; méthodes de flottation; méthodes d'enrichissement magnétique; enrichissement électrique, extraction manuelle et mécanisée du minerai, extraction d'échantillons, décryptage, méthodes d'enrichissement radiométrique.

Le traitement des minéraux est un aspect très important dans l'extraction et le traitement des minerais. Il est subdivisé en de nombreuses méthodes d'enrichissement, ce qui implique le processus d'enrichissement le plus complet et de la plus haute qualité.

Les processus préparatoires visent à préparer le minerai pour l'enrichissement. La préparation comprend tout d'abord les opérations de réduction de la taille des morceaux de minerai - concassage et broyage et la classification associée du minerai sur cribles, dans des classificateurs et des hydrocyclones. La taille finale du broyage est déterminée par la taille de la diffusion des minéraux, car lors du broyage, il est nécessaire de maximiser les grains de minéraux précieux.

Les procédés d'enrichissement proprement dits comprennent les procédés de séparation du minerai et d'autres produits en fonction des propriétés physiques et physico-chimiques des minéraux qui composent leur composition. Ces procédés incluent la séparation par gravité, la flottation, la séparation magnétique et électrique, etc.

La plupart des processus d'enrichissement sont effectués dans l'eau et les produits résultants en contiennent une grande quantité. Par conséquent, il existe un besoin pour des processus auxiliaires. Il s'agit notamment de la déshydratation des produits d'enrichissement, y compris l'épaississement, la filtration et le séchage.

L'ensemble et la séquence d'opérations auxquelles le minerai subit pendant le traitement constituent les schémas d'enrichissement, qui sont généralement représentés graphiquement. Selon le but, les schémas peuvent être qualitatifs, quantitatifs et lisier. En plus de ces circuits, des schémas de circuits d'appareils sont généralement réalisés.

Ainsi, le traitement des minéraux peut être divisé en principal et auxiliaire processus d'enrichissement (méthodes).

Les principales méthodes d'enrichissement comprennent :

1.dépistage ; 2. broyage; 3.broyage ; 4.classement ; 5. processus d'enrichissement gravitationnel ; 6. méthodes de flottation ; 7. méthodes d'enrichissement magnétique; enrichissement électrique.

Les méthodes d'assistance incluent :

1. extraction et lavage manuels et mécanisés du minerai. Broyage et décryptage sélectifs ;

2. enrichissement du frottement, de la forme et de l'élasticité ;

3. méthodes d'enrichissement radiométriques ;

4. méthodes d'enrichissement chimique.

2Grondement Ils appellent le processus de division des matériaux grumeleux et granulaires en produits de différentes tailles, appelés classes, en utilisant des surfaces de tamisage avec des trous calibrés (grilles, tamis en tôle et en fil).

À la suite du tamisage, le matériau source est divisé en un produit surdimensionné (haut) dont les grains (morceaux) sont plus gros que la taille des trous de la surface de tamisage, et le sous-dimensionné (produit du bas), les grains ( morceaux) dont la taille est inférieure à la taille des trous de la surface de criblage.

Concassage et broyage - le processus de destruction des minéraux sous l'influence de forces extérieures jusqu'à une taille donnée, la distribution granulométrique requise ou le degré de divulgation requis des matériaux. Pendant le concassage et le broyage, le broyage excessif des matériaux ne doit pas être autorisé, car cela altère le processus de traitement des minéraux.

Classification - le processus de division d'un mélange de grains minéraux en classes de différentes tailles selon la vitesse de leur sédimentation dans l'eau ou l'air. La classification est effectuée dans des dispositifs spéciaux appelés classificateurs, si la séparation se produit dans Environnement aquatique(hydroclassification), et des séparateurs d'air si la séparation se produit dans l'air.

Processus gravitationnels l'enrichissement fait référence aux processus d'enrichissement dans lesquels la séparation de particules minérales, de densité, de taille ou de forme différentes, est due à la différence de nature et de vitesse de leur déplacement dans le milieu sous l'action des forces de gravité et de résistance.

Les procédés gravitationnels comprennent le jigging, la concentration dans des milieux lourds, la concentration sur tables, la concentration dans les écluses, les goulottes, les concentrateurs à jet, les séparateurs coniques, à vis et à contre-courant, la séparation pneumatique.

Méthodes d'enrichissement par flottation - le procédé de séparation de minéraux finement broyés, réalisé en milieu aqueux et basé sur la différence de leur capacité, naturelle ou artificielle, à être mouillés avec de l'eau, qui détermine l'adhésion sélective des particules minérales à l'interface de deux phases. Les réactifs de flottation jouent un rôle important dans la flottation - des substances qui permettent au processus de se dérouler sans complications particulières et accélèrent le processus de flottation lui-même, ainsi que le rendement en concentré.

Méthodes d'enrichissement magnétique minéraux sont basés sur la différence dans les propriétés magnétiques des minéraux séparés. La séparation par propriétés magnétiques est effectuée dans des champs magnétiques.

Dans l'enrichissement magnétique, seuls les hétérogènes champs magnétiques... De tels champs sont créés par la forme et la position appropriées des pôles du système magnétique du séparateur. Ainsi, l'enrichissement magnétique est réalisé dans des séparateurs magnétiques spéciaux.

Enrichissement électrique est appelé le processus de séparation des minéraux dans un champ électrique, basé sur la différence de leurs propriétés électriques. Ces propriétés sont la conductivité électrique, la constante diélectrique, l'effet triboélectrique.

3.Extraction manuelle et transport de roches comme moyen d'enrichissement basé sur l'utilisation des différences de signes extérieurs minéraux séparés - couleur, brillance, forme du grain. De la masse totale d'un minéral, généralement la matière qui est contenue est moindre. Dans le cas où un composant de valeur est sélectionné à partir d'un minéral, l'opération est appelée exploitation minière, lorsque les stériles sont appelés exploitation minière.

Décryptage basé sur la capacité des minéraux individuels à se fissurer (s'effondrer) lorsqu'ils sont chauffés puis refroidis rapidement.

Enrichissement en friction, forme et élasticité basé sur l'utilisation de différences dans les vitesses des particules séparées le long du plan sous l'action de la gravité. Le paramètre principal du mouvement des particules le long d'un plan incliné est le coefficient de frottement, qui dépend principalement de la nature de la surface des particules elles-mêmes et de leur forme.

Tri adiométrique basé sur la différence dans les propriétés radioactives des minéraux ou la force de leur rayonnement

Méthodes d'enrichissement radiométrique basé sur la capacité différente des minéraux à émettre, réfléchir ou absorber différents types de rayonnement.

Vers les méthodes d'enrichissement chimique comprennent les processus associés aux transformations chimiques des minéraux (ou seulement de leurs surfaces) en d'autres composés chimiques, à la suite desquels leurs propriétés changent, ou au transfert de minéraux d'un état à un autre.

Enrichissement chimique et bactérien basé sur la capacité des minéraux tels que les sulfures à s'oxyder et à se dissoudre dans des solutions très acides. Dans ce cas, les métaux passent dans une solution, dont ils sont extraits par diverses méthodes chimiques et métallurgiques. La présence dans les solutions de certains types de bactéries, par exemple les bactéries thioniques, intensifie considérablement le processus de dissolution des minéraux.

Dans les schémas technologiques d'enrichissement de minerais complexes complexes, deux ou trois méthodes d'enrichissement différentes sont souvent utilisées simultanément, par exemple: gravité et flottation, gravité et magnétique, etc. Des méthodes d'enrichissement combinées sont également utilisées en combinaison avec des méthodes hydrométallurgiques.

Pour l'application réussie de l'une ou l'autre méthode d'enrichissement, il est nécessaire que les minéraux aient une différence suffisante dans les propriétés utilisées dans cette méthode.

4. Le processus d'enrichissement est caractérisé par les paramètres technologiques suivants : teneur en métal du minerai ou du produit d'enrichissement ; rendement du produit ; le degré de réduction et de récupération des métaux.

Teneur en métal dans le minerai ou le produit d'enrichissement - c'est le rapport de la masse de ce métal dans le minerai ou produit d'enrichissement à la masse de minerai ou produit sec, exprimé en pourcentage. La teneur en métal est généralement désignée par les lettres grecques α (dans le minerai d'origine), β (dans le concentré) et θ (dans les résidus). La teneur en métaux précieux est généralement exprimée en unités de masse (g/t).

Rendement du produit - le rapport de la masse du produit obtenu lors de la concentration, à la masse du minerai d'origine traité, exprimé en fractions d'unité ou en pourcentage. Le rendement en concentré (γ) montre quelle proportion de la quantité totale de minerai est le concentré.

Taux de réduction - une valeur indiquant combien de fois le rendement du concentré obtenu est inférieur à la quantité de minerai traité. Taux de réduction (À) exprime le nombre de tonnes; minerai qui doit être traité pour obtenir 1 tonne de concentré, et est calculé par la formule :

K = 100 /

Les minerais de métaux non ferreux et rares se caractérisent par un faible rendement en concentré et, par conséquent, un degré élevé de réduction. Le rendement en concentré est déterminé par pesée directe ou selon les données d'analyse chimique selon la formule :

= (α - θ / - θ) 100,%.

Le degré de concentration, ou le degré de concentration, montre combien de fois la teneur en métal du concentré a augmenté par rapport à la teneur en métal du minerai. Lors de l'enrichissement de minerais pauvres, cet indicateur peut être de 1000 ... 10000.

Extraction de métaux est le rapport de la masse de métal dans le concentré à la masse de métal dans le minerai d'origine, exprimé en pourcentage

ε=γβ/α

Équation de la balance des métaux

εα=γβ

relie les principaux indicateurs technologiques du processus et vous permet de calculer le degré de récupération du métal en concentré, qui, à son tour, montre l'intégralité du transfert de métal du minerai au concentré.

Le rendement en produits d'enrichissement peut être déterminé à partir des données d'analyses chimiques des produits. Si vous désignez : - le rendement en concentré ; - teneur en métal du minerai ; - teneur en métal du concentré ; est la teneur en métal dans les résidus, et est l'extraction du métal en concentré, alors il est possible d'établir un bilan de métal pour le minerai et les produits d'enrichissement, c'est-à-dire que la quantité de métal dans le minerai est égale à la somme de ses quantités dans le concentré et les résidus

Ici, la production du minerai d'origine en pourcentage est considérée comme 100. D'où la sortie du concentré

La récupération du métal en concentré peut être calculée à l'aide de la formule

Si le rendement en concentré est inconnu, alors

Par exemple, lors de l'enrichissement de minerai de plomb contenant 2,5 % de plomb, un concentré contenant 55 % de plomb et des résidus contenant 0,25 % de plomb ont été obtenus. En remplaçant les résultats des analyses chimiques dans les formules ci-dessus, on obtient :

rendement en concentré

récupération en concentré

sortie de queue

degré d'enrichissement :

Des indicateurs qualitatifs et quantitatifs d'enrichissement caractérisent la perfection technique du processus technologique en usine.

La qualité des produits d'enrichissement final doit être conforme aux exigences fixées par les consommateurs pour leur composition chimique. Les exigences de qualité des concentrés sont appelées conditions et sont régies par GOST, conditions techniques (TU) ou normes temporaires et sont développées en tenant compte de la technologie et de l'économie du traitement de cette matière première et de ses propriétés. Les conditions établissent la teneur minimale ou maximale admissible de divers composants constitutifs d'un minéral dans les produits finaux de concentration. Si la qualité des produits répond aux conditions, alors ces produits sont dits conditionnés.

Conclusion :

L'usine d'enrichissement est un maillon intermédiaire entre une mine (mine) et une usine métallurgique. Le minerai de différentes tailles provenant de la mine, lors du traitement au concentrateur, subit divers processus, qui, selon leur destination, peuvent être divisés en processus préparatoires, de concentration et auxiliaires.

Les processus préparatoires visent à préparer le minerai pour l'enrichissement. La préparation comprend tout d'abord les opérations de réduction de la taille des morceaux de minerai - concassage et broyage et la classification associée du minerai sur cribles, dans des classificateurs et des hydrocyclones. La taille finale du broyage est déterminée par la taille de diffusion des minéraux, car lors du broyage, il est nécessaire de maximiser la

7. Que signifient les termes d'enrichissement chimique et radiométrique ?

8. Qu'est-ce qu'on appelle l'enrichissement par friction, le décryptage ?

9. Quelles sont les formules des indicateurs technologiques d'enrichissement ?

10. Quelle est la formule du taux de réduction ?

11. Comment calculer le degré d'enrichissement du minerai ?

Thèmes du séminaire :

La principale caractéristique des méthodes d'enrichissement.

Les principales différences par rapport aux méthodes d'enrichissement préparatoires, auxiliaires et de base.

Brève description des principales méthodes d'enrichissement.

Brève description des méthodes d'enrichissement préparatoire et auxiliaire.

Taux de réduction de l'échantillon, le rôle principal de cette méthode dans le traitement des minéraux.

Devoirs:

Pour étudier les termes, règles et méthodes de base de l'enrichissement, pour consolider par vous-même les connaissances acquises au séminaire.

CONFÉRENCE N°3.

TYPES ET SCHÉMAS D'ENRICHISSEMENT ET LEUR APPLICATION.

Objectif : Expliquer aux étudiants les principaux types et schémas d'enrichissement et l'application de tels schémas en production. Donner une compréhension des méthodes et des processus de traitement des minéraux.

Plan:

Méthodes et procédés de traitement des minéraux, leur domaine d'application.

Les usines de transformation et leur importance industrielle. Les principaux types de schémas technologiques.

Mots clés : procédés principaux, procédés auxiliaires, méthodes préparatoires, application de procédés, schéma, schéma technologique, quantitatif, qualitatif, qualitatif-quantitatif, eau-boue, schéma de chaîne d'appareils.

1. Dans les usines de concentration, les minéraux sont soumis à des processus de traitement séquentiels qui, selon leur destination, sont divisés dans le cycle technologique des usines en processus préparatoires, de concentration et auxiliaires.

Pour la préparation les opérations comprennent généralement le concassage, le concassage, le criblage et le classement, c'est-à-dire processus aboutissant à la divulgation composition minérale, adapté à leur séparation ultérieure dans le processus d'enrichissement, ainsi qu'à l'opération de moyennage des minéraux, qui peut être effectuée dans les mines, les carrières, les mines et les usines de traitement. Lors du concassage et du broyage, une réduction de la taille des morceaux de minerai et l'ouverture des minéraux sont obtenues en raison de la destruction des intercroissances de minéraux utiles avec les stériles (ou des intercroissances de certains minéraux précieux avec d'autres). Le tamisage et la classification sont utilisés pour séparer la taille des mélanges mécaniques obtenus lors du concassage et du broyage. La tâche des processus préparatoires est d'amener les matières premières minérales à la taille requise pour un enrichissement ultérieur.

Au principal les opérations d'enrichissement comprennent les processus physiques et physico-chimiques de séparation des minéraux, dans lesquels les minéraux utiles sont libérés dans les concentrés et les stériles - dans les résidus. susceptibilité, conductivité électrique, mouillabilité, radioactivité, etc.) : tri, gravité, enrichissement magnétique et électrique, flottation, enrichissement radiométrique, etc. Les principaux procédés permettent d'obtenir des concentrés et des résidus. L'utilisation de l'une ou l'autre méthode d'enrichissement dépend de la composition minéralogique du minerai.

A la filiale les procédés comprennent des procédures pour éliminer l'humidité des produits d'enrichissement. De tels processus s'appellent la déshydratation, qui est effectuée dans le but d'amener la teneur en humidité des produits aux normes établies.

À l'usine de transformation, la matière première est traitée par une série d'opérations technologiques séquentielles. Une représentation graphique de l'ensemble et de la séquence de ces opérations est également appelée organigramme de traitement.

Lors de l'enrichissement des minéraux, les différences de leurs propriétés physiques et proprietes physiques et chimiques, dont sont indispensables couleur, lustre, dureté, densité, clivage, fracture, etc.

Couleur les minéraux sont variés . La différence de couleur est utilisée dans la cueillette manuelle ou l'échantillonnage du charbon et d'autres types de traitement.

Éclat les minéraux sont déterminés par la nature de leurs surfaces. La différence de brillance peut être utilisée, comme dans le cas précédent, pour la cueillette manuelle des charbons ou l'échantillonnage des charbons et d'autres types de traitement.

Dureté minéraux qui composent les minéraux est important lors du choix des méthodes de concassage et d'enrichissement de certains minerais, ainsi que du charbon.

Densité minéraux varient considérablement. La différence de densité des minéraux et des stériles est largement utilisée dans le traitement des minéraux.

Clivage Les minéraux résident dans leur capacité à se séparer des impacts dans une direction strictement définie et à former des surfaces lisses le long des plans de séparation.

Casser est d'une importance pratique significative dans les processus d'enrichissement, car la nature de la surface du minéral obtenu par concassage et broyage affecte l'enrichissement par des méthodes électriques et autres.

2. La technologie de traitement des minéraux consiste en une série d'opérations séquentielles effectuées dans les usines de traitement.

Usines de concentration fait référence aux entreprises industrielles dans lesquelles les minéraux sont traités par des méthodes d'enrichissement et un ou plusieurs produits commercialisables avec une teneur accrue en composants précieux et une teneur réduite en impuretés nocives en sont isolés. Une usine d'enrichissement moderne est une entreprise hautement mécanisée avec un schéma technologique complexe pour le traitement d'un minéral.

L'ensemble et la séquence d'opérations auxquelles le minerai subit pendant le traitement constituent les schémas d'enrichissement, qui sont généralement représentés graphiquement.

Système technologique comprend des informations sur la séquence des opérations technologiques pour le traitement des minéraux à l'usine de traitement.

Schéma qualitatif contient des informations sur les mesures qualitatives d'un minéral, en cours de traitement, ainsi que des données sur le mode des opérations technologiques individuelles. Schéma qualitatif(Fig. 1.) donne une idée de la technologie adoptée pour le traitement du minerai, de la séquence de processus et d'opérations auxquels le minerai est soumis lors de l'enrichissement.

riz. 1. Schéma d'enrichissement qualitatif

Schéma quantitatif comprend des données quantitatives sur la distribution des minéraux pour les opérations technologiques individuelles et le rendement des produits.

Schéma qualitatif et quantitatif combine les données des schémas d'enrichissement qualitatif et quantitatif.

Si le schéma contient des données sur la quantité d'eau dans les opérations individuelles et les produits d'enrichissement, sur la quantité d'eau ajoutée au processus, alors le schéma est appelé boue. La répartition du solide et de l'eau par opérations et produits est indiquée sous forme de rapport solide sur liquide S:W, par exemple, S:W = 1: 3, ou en pourcentage de solide, par exemple 70% de solide. Le rapport S:W est numériquement égal à la quantité d'eau (m³) pour 1 tonne de solide. La quantité d'eau ajoutée dans les opérations individuelles est exprimée en mètres cubes par jour ou en mètres cubes par heure. Souvent, ces types de schémas sont combinés et le schéma est alors appelé suspension qualitative-quantitative.

Schéma d'admission-slurry contient des données sur le rapport eau/solides dans les produits de concentration.

Schéma de circuit de l'appareil- une représentation graphique du chemin de mouvement des minéraux et des produits de transformation à travers l'appareil. Sur de tels schémas, appareils, machines et Véhicules sont représentés de manière conventionnelle et indiquent leur nombre, leur type et leur taille. Le mouvement des produits d'une unité à l'autre est indiqué par des flèches (voir Fig. 2) :

Riz. 2. Schéma de circuit de l'appareil :

1,9 - bunker; 2, 5, 8, 10, 11 - convoyeur; 3, 6 - écrans ;

4 - concasseur à mâchoires; 7 - concasseur à cône; 12 - classificateur;

13 - moulin; 14 - machine de flottaison; 15 - épaississant; 16 - filtre

Le diagramme de la figure montre en détail comment le minerai subit un enrichissement complet, y compris les processus préparatoires et principaux d'enrichissement.

Les méthodes de flottation, de gravité et d'enrichissement magnétique sont le plus souvent utilisées comme processus indépendants. Des deux méthodes possibles donnant les mêmes taux d'enrichissement, la méthode la plus économique et la plus respectueuse de l'environnement est généralement choisie.

Conclusion :

Les processus d'enrichissement sont subdivisés en auxiliaires préparatoires, principaux.

Lorsque les minéraux sont enrichis, des différences dans leurs propriétés physiques et physico-chimiques sont utilisées, dont la couleur, l'éclat, la dureté, la densité, le clivage, la fracture, etc. sont essentiels.

Le schéma qualitatif d'enrichissement décrit le cheminement du mouvement du minerai et des produits d'enrichissement de manière séquentielle à travers les opérations, indiquant certaines données sur les changements qualitatifs du minerai et des produits d'enrichissement, par exemple la taille. Le diagramme qualitatif donne une idée de l'échelonnement du procédé, du nombre d'opérations de nettoyage des concentrés et des nettoyages de résidus de contrôle, du type de procédé, du mode de traitement des rebuts et de la quantité de produits d'enrichissement final.

Si, sur le diagramme qualitatif, nous indiquons la quantité de minerai traité, les produits obtenus lors d'opérations individuelles et le contenu en composants précieux, le diagramme sera déjà appelé quantitatif ou qualitatif-quantitatif.

L'ensemble des schémas nous donne une compréhension complète du processus continu d'enrichissement et de traitement des minéraux.

Questions de contrôle :

1. Quels sont les processus d'enrichissement préparatoire, principal et auxiliaire ?

2. Quelles sont les différences dans les propriétés des minéraux utilisés dans le traitement des minéraux ?

3. Qu'appelle-t-on concentrateurs ? Quelles sont leurs utilisations ?

4. Quels types de schémas technologiques connaissez-vous ?

5. Qu'est-ce qu'un schéma de circuit d'appareils.

6. Que signifie un diagramme de flux de processus de haute qualité ?

7. Comment caractériser le schéma d'enrichissement qualitatif et quantitatif ?

8. Que signifie le schéma eau-boues ?

9. Quelles caractéristiques peut-on obtenir en suivant les schémas technologiques ?