Обогащение полезных ископаемых в горнодобывающей промышленности

Процесс золотоотдачи при разработке и эксплуатации нефтегазовых и горнорудных месторождений регулярно осуществляется с применением техники и методов обогащения. Данные методы позволяют улучшить качество полезных ископаемых, а также уменьшить количество выходных материалов.

При добыче горной продукции включают в себя разнообразные полезные ископаемые, которые потом обогащаются в концентраты с помощью технологии суспензионного обогащения. Этот метод основан на разности в плотности полезных ископаемых и примесей материалов, которые позволяют состав продукта наблюдать отдельные серии по плотности.

Современные технологии обогащения полезных ископаемых также дают возможность реализовать процесс по сужению границ раздела, что исключит необходимость полностью заменять сырье. Этот метод используется для улучшения качества полезных ископаемых и позволяет соответствовать потребностям рынка:

• Изменение границы суммарного состава компонентов;
• Отсеивание примесей и прочих вредных веществ;
• Очистка от плотностно-отличающихся фракций;
• Сужение толщины или диаметра, в зависимости от типа продукта.

Применение необходимых технологий и процессов позволяет получить высококачественные полезные ископаемые, гарантирующие высокие результаты при разработке и эксплуатации нефтегазовых и горнорудных месторождений.

Основы обогащения полезных ископаемых

Основы обогащения полезных ископаемых является ключевым процессом в горнодобывающей промышленности, а именно в процессе производства горной руды. Обогащение позволяет снизить стоимость добычи полезных ископаемых и увеличить доход. Благодаря использованию обогащения уровень влаги и различные примеси можно существенно уменьшить. Хорошее качество полученной руды увеличивает прибыль и приводит к низким издержкам при обработке. Обычно обогащение полезных ископаемых включает в себя несколько ключевых этапов:

• Сортировка горной руды;
• Сортировка структуры;
• Сепарация;
• Механические очистки;
• Флотация;
• Гравитационное отделение;
• Электролитическая чистка;
• Криосорбирование.

Лучшим выходом при обогащении полезных ископаемых является использование большого количества различных процессов, каждый из которых имеет определенный набор входных данных и параметров. Данные должны анализироваться и производиться подстановка параметров для получения наиболее эффективных результатов. В дополнение к этому, необходимо учитывать политику и правила по охране окружающей среды, а иногда и законы региона при производстве.

Гравитационное разделение

Гравитационное разделение используется в минералогической промышленности для очистки руды от золы, то есть для процесса обогащения. Он базируется на различии в плотности рудных пород и их присоединённых к ним примесей. Под действием гравитационного разделения руды отделяются на две части. Одна плотнее и более близкая концентрации полезных компонентов, вторая менее плотная и содержащая более низкую концентрацию полезных компонентов. Этот процесс имеет следующие этапы:

• Смешивание руды с водой;
• Отделение легких фракций от тяжёлых;
• Сепарация разных частиц по их плотности;
• Очистка и обработка полученных продуктов.

Гравитационное разделение позволяет достигнуть достаточного уровня обогащения и исключить из обработки избыточный материал. Таким образом, он является важным этапом при получении продукции высокого качества.

Воздушная сепарация (подвид гравитационной)

Воздушная сепарация (подвид гравитационной) - это метод обогащения полезных ископаемых, на основе легкости отдельных их подвидов. Это позволяет извлекать половину по массе ископаемых, при условии, что они имеют меньшую плотность, чем другие добываемые компоненты. Этот метод предполагает отделение полезных ископаемых с помощью воздушных потоков. При этом для достижения наименьших потерь необходимо сохранять их нанизывание. Кроме того, существуют определенные самостоятельные виды циркуляционных аппаратов, такие как:

• аэростаты;
• циклоны;
• классификаторы.

Воздушная сепарация применяется для добычи таких полезных ископаемых, как: золото, серебро, углерод, цирконий, руды с серебром и другие. Такие операции необходимо проводить при поддержании высокого воздухопотока и низкой температуры легких подвидов ископаемых. При использовании этого метода возможны следующие преимущества:

• малые инвестиции;
• конструктивная простота;
• высокий коэффициент очистки после одной обработки;
• высокая выходная производительность.

Магнитное обогащение

Магнитное обогащение – один из так называемых физико-механических методов обогащения. Он базируется на использовании природных свойств некоторых минералов - редкоеталлические химические элементы, получения которого по определенным схемам процесса требует применения данного метода.

Почему этот метод так именуется? Ответ прост: магнитное обогащение использует создание магнитных полей для отделения магнитных минералов от их немагнитных аналогов. В зависимости от анализируемого минерального жидкости, используются разные аппаратуры и методы обогащения.

Наиболее распространенными типами аппаратуры для магнитного обогащения являются:

• Промышленные сортировочные машины;
• Магнитные и магнетические сепараторы;
• Дробильно-сортировочные машины;
• Шестерни с магнитными модулями, рассеивающим материал;
• Магнитные валы.

Магнитное обогащение предоставляет возможность повышения качества полезных ископаемых, производимых горнодобывающей промышленностью, путем уменьшения уровня шлама и инородных веществ. Наиболее ценные горные руды достаточно легко отделяются при помощи магнитного обогащения.

Электрическое обогащение

Электрическое обогащение - это обработка исходной смеси при помощи техники электросепарации, которая позволяет избавиться от нежелательных компонентов, таких как примеси, искривления и тучность. В последствии добытое из подземных горных пород сырье может быть сортировано. Электрическое обогащение наиболее используется для обогащения рудных смесей. Также можно использовать для обеспечения высокой производительности, низких капитальных затрат и увеличения качества полученного продукта.

К методам электрической сепарации относятся:

• Флотационное обогащение;
• Диэлектрическое обогащение;
• Индукционное обогащение;
• Резонансное обогащение.

Каждый из них может применяться с различным уровнем сложности в зависимости от разнообразия применяемой продукции. Флотационное обогащение предполагает использование пенных агентов для разделения продукта на две части: одна часть состоит из крупных фракций, а другая - из мелких частиц. Для диэлектрического обогащения предназначены магнитные субстанции, которые отличаются способностью индукционно притягивать продукт, а для индукционного обогащения используются вихревые и волновые технологии. Резонансное обогащение позволяет использовать вибрационные потоки, чтобы улучшить качество получаемого продукта.

Флотационное обогащение

Флотационное обогащение - химический процесс, базирующийся на гидрохимическом состоянии системы и разделении раствора на различные фазы. Существуют различные методы флотационного обогащения:

• Диссокация в непосредственном контракте;
• Фронтальное обогащение;
• Индиректная флотация;
• Коалиционная флотация.

Флотационное обогащение используется для отделения легких составляющих минерала от тяжелых компонентов. Подход основан на различии удельной плотности в зависимости от растворимости в воде и принципам подавления. Для максимизации процесса флотационного обогащения часто используются растворители-хайберанты, такие как дисульфиды меди/цинка или щелочные реагенты, такие как серная кислота или щелочные металлы.

Радиометрическая сепарация

Радиометрическая сепарация - это обогащение полезных ископаемых, в котором используется нейтронная активация, чтобы отделять целевые элементы среди прочистившейся породы. У этого метода прекрасная точность, в сравнении с другими методами обогащения. Также, имеется гибкость в существующих условиях, которую можно изменять для разных требований. Радиометрическая сепарация обладает преимуществами:

• Очень точные результаты сепарации;
• Низкие стоимости для установки и поддержки;
• Очистка породы от ненужных компонентов;
• Возможность работы с материалами различного состава;
• Высокая доля продукта;
• Высокая скорость обработки.

Метод предполагает использование нейтронной реакции для активации составляющих породы. После этого, активированные элементы отделяются от остальных компонентов с помощью концентрационных реакторов и детекторов. Это позволяет разделить целевые элементы от ненужных и получить чистый продукт.

Химическая сепарация

Химическая сепарация - это метод получения природных ресурсов, основанный на их химическом составе. Основное преимущество данного метода состоит в возможности получения концентрированного сырья и продуктов, которые, как правило, отвечают техническим требованиям. Данный метод поддается использованию для отделения минеральных веществ одного вида от других. Наиболее распространенным методом химической сепарации является процесс Froth Flotation.

Также химическую сепарацию можно использовать для применения химических реактивов для выделения полезных элементов. Для достижения максимальной эффективности химическую сепарацию необходимо использовать в сочетании с другими методами такими как:

• отделение минеральных веществ с помощью гравитационных технологий;
• магнитная сепарация;
• электростатическая сепарация.

Химическая сепарация подходит для обогащения полезных ископаемых, так как позволяет легко и быстро получить продукты с высоким содержанием полезных ископаемых. Она эффективно используется для извлечения концентрированного сырья, такого как золото и медь.

Обогатительные фабрики

Обогатительные фабрики являются крайне важными элементами горнодобывающей промышленности, так как они служат для разделения полезных ископаемых и материалов, извлеченных при добыче. Во время процесса обогащения породы, из которых извлекается полезные ископаемые, используется различный инструмент. Вот некоторые из них:

• шестеренные прессы
• магнитные сепараторы
• циркониевые трубы
• сита
• вакуумные фильтры

Часть инструментов используется для измельчения и обработки полезных ископаемых. Специально при этом применяется много видов гравитационного оборудования – от разделительных и малой ситовой установки до специальных шестеренных прессов.

Обогатительные фабрики могут быть различной конструкции. Самые популярные виды фабрик - транспортные конвейеры, коллекторы и гравитационные платформы. Все эти фабрики используются для того, чтобы физически разделить полезные ископаемые от нежелательного материала, включая пыль и гравий.