Минералды шикізаттарды байытудың мақсаты мен міндеттері. «Минералды шикізатты байыту технологиясы»

ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

«Минералды шикізатты байыту технологиясы»

 

5В072000 – «Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы»

 

 

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

 

СЕМЕЙ

 

МАЗМҰНЫ

 

1.	Дәрістер............................................................. 4-44
2.	Практикалық және зертханалық сабақтар........45-73
3.	Студенттің өздік жұмысы.................................74-124

 

 

Дәріс

Минералды шикізаттарды байытудың мақсаты мен міндеттері.

Мазмұны:

1.Минералды шикізаттарды байытудың мақсаты мен міндеттері.

2. Пайдалы қазбалар және оларды қайта өңдеуде байыту процесінің рөлі.

 

1. Пайдалы қазбалар – нақты экономикалық салаларда пайдалануға болатын табиғи минералды түзілімдер. Пайдалы қазбалар физикалық жағдайына байланысты: қатты (кендер, өнеркәсіптік пайдалы қазбалар, көмір), сұйық (мұнай, минералды сулар) және газ тәрізіді (табиғи жанғыш газ) болып бөлінеді (1 – сурет).

 

	Пайдалы қазбалар

Табиғи жанғыш газ

Минералды сулар

Мұнай

Көмір

Өнеркәсіптік пайдалы қазбалар

Кендер

Сұйық

Газ тәріздес

Қатты

1 – сурет. Пайдалы қазбалардың жіктелуі

 

 

Кендер – экономикалық тиімді технологияда оларды алу үшін құрамында жеткілікті мөлшерде құнды компоненттері (минералдары) бар пайдалы қазбалар. Кендер минералдардан тұрады.

Минералдар – құрамы жер қыртысында физикалық және химиялық процестер нәтижесінде физикалық қасиеттері ұқсас табиғи химиялық қосылыстар.

 

Кендерде: пайдалы компоненттері металдар болып табылатыны металл және пайдалы компоненттері минералдар немесе химиялық қосылыстар болып табылатыны металл емес болып бөлінеді.

Металл кендеріне: қара (темір, марганец, хорм, титан, никель, кобальт), түсті (алюминий, вольфрам, висмут, мыс, молибден, қалайы, сынап, қорғасын, мырыш, сурьма), сирек (тантал, ниобий, цирконий, бериллий, стронций, лантаноидтар), бағалы (алтын, күміс, платина) металдар жатады.

Металл емес кендерге – апатит, асбест, барит, гранит, графит, кианит карбонатты, кварц, мусковит, магнезит, шпат, тальк, флогопит, флюорит және басқалар.

Кенді емеске құм, қиыршық тас, саз, құрылыс тастары кіреді.

 

Кендер мен көмірді байыту. Кенді байыту процестерін көмірді байыту процестерінде пайдалануға негізделген. Көмір байыту іс жүзінде тәуелсіз тау – кен болғандықтан «Пайдалы қазбаларды байыту» және «Кенді байыту» тұжырымдамасы баламалы болып саналады.

Кенді байыту – қалдықтар мен ластаушы заттарды жойып, бір немесе бірнеше минералды компоненттерді алу үшін механикалық өңдеу әдістерінің жиынтығы.

Байыту процесінің тұрғысынан барлық компоненттер (минералдар): пайдалы компоненттер, байланысқан компоненттер, қалдық және зиянды ластаушы заттар болып бөлінеді.

Пайдалы компонентер деп оларды одан әрі пайдалану үшін кенді құрайтын жеке минералдар немесе химиялық қосылыстарды айтады. Мысалы, магнетиттің пайдалы компоненті магнетит (немесе олардағы компоненттер темір; апатит – нефелин – апатит (немесе фосфор бес оксиді) және нефелин (немесе Al₂O₃) және т.б. болып табылады. Пайдалы компоненттерді (минералдарды) байытуда жеке өнім бөлінеді. Кен бір немесе бірнеше компоненттерден тұруы мүмкін.

Байланысқан компоненттер – минералдар немесе салыстырмалы түрде шағын мөлшерде кен құрамындағы белгілі бір химиялық қосылыстар. Кейбір түсті металл кендерінде негізгі компоненттер алтын, күміс, платина, ал темір кендерінде – кобальт және т.б.

Қалдық – бұл кенді құрайтың нақты экономикалық жағдайда практикалық маңызы жоқ минералдар. Байыту кезінде қалдықтар жойылады.

Зиянды ластаушы – кен құрамындағы кейбір минералдар немесе химиялық қосылыстар немесе элементтер және өндірілген бағалы компоненттердің сапасын төмендетеді. Мысалы, темір кендерінде зиянды қоспаларға күкірт, фосфор, кианитта – титан және темір, т.б.

 

2. Кендегі компоненттерді байыту нәтижесінде өнімдер: концентраттар (бір немесе бірнеше) және қалдықтар болып бөлінеді (2 – сурет). Егер кенде екі немесе оданда көп концентраттар алынса, онда байыту кешенді деп аталады.

Кен

 

 

Байыту

 

 

Концентрат Қалдықтар

 

2 – сурет. Екі өнім шығуының принципті сызбасы – концентрат және қалдық

 

Концентраттар – ол минералды өнімдер, мемлекеттік стандарттар, техникалық немесе салалық стандарттарға сәйкес келетін мөлшерде пайдаланады.

Қалдықтар – минералды қалдықтар шоғырланған өнімдерді, ластаушы заттар мен қалдықтардың пайдалы компоненті.

Негізінен байыту процесінің көбі сулы ортада жүреді. Оның құрамында судың минералды бөлшектердің болуын қорытпа (пульпа) деп аталады.

Дәріс

 

	Процестің технологиясы

Қосалқы

Негізгі

Дайындау

 

3 – сурет. Байыту процесінің жіктелуі

 

Дәріс

Мазмұны:

1.Процестің жалпы түсінігі

2. Елеуіштер құрылысы мен классификациясы

3.Електі анализ.

 

 

4 - сурет. Елеуіштердің жұмысшы бетінің түрлері

 

2. Елеуіштер құрылысы мен классификациясы Елеуге арналған аппарат елеуіш деп аталады. Елеуіштің жұмысшы беті тегіс, жартылай төңгелек, цилиндр формалы болады.

Бастапқы өнім     n санатты елеу, мм           - +             тор үстіндегі өнім тор астындағы өнім       5 – сурет. Елеу сызбасы (n) – елеуіш тесігінің мөлшері (+) – тор үстіндегі өнім – түйіршік мөлшері ˃n (-) – тор астындағы өнім – түйіршік мөлшері <n

 

Елеуіштің жұмысшы беті қозғалматын, қайтымды қозғалыс жасайтын, дірілдеткіш болуы мүмкін.

Жел тартқыш қозғалмайтын елеуіш 40-45° бұрышпен орналасқан жел тартқыш торлары бар (6 – сурет). Бастапқы материалтордың алдынғы бөлігіне салынып, өздігінен төмен қарай қозғалады. Бұл кезде ұсақталған бөлшектер желтартқыш саңылауларынан өтеді. Бұл елеуіштің кемшілігі болып материалдың әлсіз ұсақталуы болып табылады, сондықтан елеуіштің елеу тиімділігі 50-60%-тан аспайды. Қозғалмайтын желтартқыш елеуіштер кен ошағынан байыту фабрикасына ұсақтаудың бірінші сатысынан бұрын түсетін кендерді елеу үшін қолданылады..

Доғал елеуіш ұсақ материалдарды елеуге арналған. Бастапқы пульпа қысыммен жүктеу құбыршасы арқылы доғал тәріздес елеуішке түседі. Жіңішке шламдар сумен бірге елеуіш арқылы жүктейтін бөлікке түседі. Тор үстіндегі өнім арнайы астаушаға жүктеледі.

Екпінді елеуіш серіппелі тірекке орнатылған елеуішті қораптан тұрады. Арнайы вибратор көмегімен қораптар қозғалады. Қорап айналма траекториямен қозғалып, материал елеуіште араласады. Қорап 25° бұрышпен орналасқандықтан, елеуіштегі материал төмен қарай қозғалып, себіледі.

Елеуіш эксплуатациясында келесі ережелерді сақтау қажет. Елеуіштің торлары бүлінген болмауы керек. Бастапқы өнім біркелкі берілу қажет. Елеуішті тоқтату қуат көзінен өшірілгеннен кейін және елеуіш материалдан толығымен босаған соң жүргізіледі. Құрғақ материалды елеген кезде өте көп мөлшерде шаң пайда болады, сондықтан елеуәш қаптамамен жабдықталған болуы керек.

 

3.Електі анализ.

Кен және кез келген байыту өнімі грануломерлік құраммен сипатталады - бастапқы өнім массасындағы әр түрлі іріліктегі бөлшектердің (түйіршік, бөлшек) мөлшерінің сандық қатынасы.

Сусымалы заттардың гранулометриялық құрамын анықтау әдісі електі анализ (ситовой анализ) деп аталады.

Електі анализ зертханалық әдіс болып табылады, електі анализатор көмегімен жүзеге асырылады (7 – сурет). Өнім ірілігі миллиметр және микронмен өлшенеді.

Өнімді себі уақытын алынған үлгіге байланысты тағайындалады. Егер уақыт өткен сайын жұқа електе материал салмағы 5%.-тан аспаса, себу аяқталған болып саналады.

 

Материалды сепкеннен кейін, електе қалған қалдықты өлшейді. Електегі қалдық ірілігі келесідей көрсетіледі:

-n+m, мұндағы

 

n – беткі електегі тесік өлшемі, мм (мкм);

m – осы қалдық қалған електегі тесік өлшемі, мм (мкм).

–n+m ірілікті материал дегеніміз - n мөлшерлі тесікті електен өткен, m мөлшерлі тесікті електе қалған түйіршік.

 

Байыту үшін сол өнімнің гранулометрлік қасиетін ғана біліп қоймай, ондағы сол компоненттің мөлшерін білу де маңызды. Бұл жағдайда електі анализде алынған барлық материалға химиялық және минералдық анализ жүргізіледі.

Електі анализ нәтижесін кестеге толтырады (2 – кесте қарау). Мысал оетінде кестеде стандартты жинақтағы електегі магнетитті концентраттың електі анализ қорытындысы көрсетілген.

Есептеу келесідей жүргізіледі:

Електі анализ нәтижесінде алынған өнім салмағын 3 – бағанға жазамыз.

1. Бастапқы өлшемді 100%-ке (200г) деп қабылдап, өнім шығымын есептейміз (4 - баған).

2. Химиялық анализ нәтижесінде алынған Fe₂O₃ мөлшерін 5 – бағанға жазамыз.

 

3. Іріліктің әр фракциясына γβ мәнін есептейміз (6 - баған).

 

4. γβ жиынтық мәнін анықтаймыз:

 

Σγβ=6349,31

6. Жалпы концентрат сынамадағы Fe₂O₃ мөлшерін келесі формуламен есептейміз:

7. Ірілік фракциясынан Fe₂O₃ бөлінуін келесі формуламен есептейміз:

+0,315 мм фракциясы үшін:

-0,315+0,2 мм фракциясы үшін:

-0,2+0,16 мм фракциясы үшін:

-0,16+0,1 мм фракциясы үшін:

-0,1+0,063 мм фракциясы үшін:

-0,063 мм фракциясы үшін:

Алынған нәтижелер 7 – бағанаға жазылады.

Тексеру: Бөліну мәні 100-ге тең болуы қажет.

2 – кесте. Електі анализ нәтижелері және пайдалы компоненттерді магнетитті концентраттың ірілік фракциясымен бөлу

№	Ірілік класы, мм	Шығым,	Fe2О3 мөлшері β, %	γβ	ε,%
г	γ,%
	+0,315	2,8	1,4	22,25	31,15	0,5
	-0,315+0,2	11,8	5,9	55,44	327,10	5,15
	-0,2+0,16	11,6	5,8	62,03	359,77	5,67
	-0,16+0,1	37,4	18,7	63,77	1192,50	18,78
	-0,1+0,063	48,0	24,0	64,56	1549,44	24,40
	-0,063	88,4	44,2	65,37	2889,35	44,50
Барлығы			63,5	6349,31

 

Берілген кесте анализ нәтижесінде келесідей қорытынды жасауға болады.

 

Пайдалы компонент ірілік фракциясы бойынша біркелкі емес таралған: +0,315 фракциясында оның мөлшері ұсақ кластарға қарағанда төмен (5 – баған). Концентрат сапасын арттыру үшін +0,315 фракциясын алып, концентрат классификациясын жүргізуге болады. Бұл жағдайда концентраттағы Fe₂О₃ мөлшері:

 

 

Егер +0,2 мм ірілік бойынша классификация жүргізсе, концентрат сапасы одан әрі жоғарылайды:

 

Дәріс