Дәріс. Декрипитация. Радиометриялық сепарациялау

Декрипитация – термиялық күшпен бұзу процесі. Декрипитация процесі кезінде күйген өнімнің талдамалы түрде бұзылуы жүреді.

Декрипитация келесі операцияларға себепші болады:

1. Кристалдардың бір түрден екінші түрге өзгеруі.

2. Минералдарда кристалдарындағы су қабаты қыздыру кезінде үлкен ішкі қысым туғызады. Қысым кристалдардың тарылуына әкеп соғады.

3. қыздыру және суыту кезіндегі жылу өткізгіштің ерекшелігіне байланысты үлкен қысым пайда болып, минералдардың жарылуына әкеліп соғады.

Декрипитациямен дайындалған кендегі минералдар әртүрлі пішінді және нәзік (омырылғыш) болып келеді. Ары қарай бөлу елеу және гравитациялық әдіспен жүргізіледі.

Декрипитация әдісімен сподуменді және верминулитті байыту үшін қолданылады. Литий кендерін күйдіру процесінде 1000-1200⁰С-та сподумен альфа-модификациясынан (тығыздығы 3150-3200 кг/м³) бета модификациясына өзгереді (тығыздығы 2400 кг/м³). Қыздыру кезінде сподумен лай, ақ және нәзік, сыртқы көрінісі борға ұқсас болып келеді. 1000⁰С-ты температурада ол жарылып, көлемі едәуір үлкейеді. Жарылған жарықшақтар жеке пластина күйінде болады. Бұл пластиналар агрегаттар бөлінеді.

Жарылу. Күйдіру кезінде сподумен кристалдарының қасиеттері күрт өзгереді:

Екі қабатты сәуле сыну жоғалып, сыну көрсеткіші 1,65-тен 1,52-ге дейін төмендейді.

Сподумен кенін байыту кезінде оны 20-50мм-ге дейін ұсатып,0,2мм класты қалдыққа шығарады. Айналмалы пеште 2 сағат бойы күйдіруге -50+0,2ьь класс түседі. Суыған кенді резина футеровкалы диірменде ұнтақтайды және ұсақ түйіршікті сподумен концентратын, ірі түйіршікті бос жыныстан бөлу үшін елейді. Сөйтіп құрамында 1,85% бар кеннен 4,39% -тік концентрат алады. Е-85%. Кен құрамында көп мөлшерде флюорит, альбит, кальцит, мусковиттің болуы, сапасы жоғары (кондициялы) концентрат алуды қиындатады.

Кенде сподумен үлесі жоғары болса, кейде еріту жүреді. Бұл әдіске зор көңіл бөлініп отыр, өйткені сподумен концентрат тын күкірт қышқылымен өңдеу әдісі қолданылады. Декрипитация бай литий концентратын алуды қамтамасыз етіп, сонымен қатар ол сподуменді модификациясына өткізеді.

Вермикулитті декрипитациялау арасында ылғал бар жұқа пластиналардан тұратын кен кесектерін қыздыруға негізделген. Будың пайда болуы кен кесектерін бұзып, қалыңдығы 0,5мм-лік жарықшақтың пайда болуы әкеліп соғады. Қыздыру процесі 5-8сек. 250⁰С-тан басталып, 1500⁰С-қа дейін жетеді. Қызған кенді 400⁰ -қа дейін баяу суытады.

Вермикулитті жарықшақ болу үшін шахталы немесе айналмалы пештер қолданылады.

Вермикулиттің ерекшелігі қыздыру кезінде көлемі ұлғаяды, ал бос жыныс көлемін өзгертпейді. Елеуден кейін «+» фракциясында вермикулит, ал «-»-та бос жыныс қалады.

Үйкелуі мен пішініне байланысты байыту, бөлінетін түйіршіктің көлбеу жазық бетте қозғалу жылдамдығының айырмашылығына негізделген. Ол жылдамдық түйіршік беттерінің күйіне, олардың пішіндеріне ылғалдылығына, тығыздығына, ірілігіне және түйіршіктер жылжитын беттердің қасиеттеріне және де қозғалыс сипатына (тербеліс не сырғу) байланысты.

Көлбеу бетпен минерал түиіршіктер жылжуын сипаттайтын негізгі параметр – үйкеліс коэффиценті. Ол шама негізінде түйіршіктер пішінімен анықталады.

Түйіршіктердің үйкеліс күштері айырмашылығын қолданумен байыту мысалы ретінде көлбеу беттерді (қозғалмайтын және қозғалатын) пайдалану жатады. Көлбеу бетпен қозғалу жылдамдығына байланысты түйіршіктер белгілі бункерге түседі. Ондай сепаратор түрлері жазықты не ленталы деп аталады. Оларды слюда кендерін байыту үшін қолданады.

Сепаратордың екі жазық беті бар: ұзындығы 1350мм және ені 1000мм. Төменгі жағы беттің көлбеулік бұрышы жоғарғыға қарағанда артық болады. Ол беттің жарықтары бар, төменгінің жарықтары жоғарғыдан үлкен. Бетке құрғақ, сұрыпталған ірілігі 70+25мм кен түседі. Жарық алдында үшбұрыш пішінді ернеу орналасқан. Ол қозғалыстағы бос жынысты жазық беттен ажыратып алу үшін керек. Бос жыныс кесектері жырық тан өтіп, жазық беттің соңында түсіріледі. Пластинка пішінді слюда кесектері бос жыныс кесектеріне қарағанда баяу жылжып, жарықтарға құлап келесі жазық бетке түсіп, тазалау операциясынан өтеді. Сепаратор өнімділігі 3,5-3,7м³/сағ. Слюданы концентратқа бөліп алу дәрежесі 90-92% концентратта бос жыныс үлесі 26-32%.

Кенді серпімділігі бойынша байыту. Жазық бетке не айналып тұрған барабан бетіне әр түрлі серпімділік қасиет көрсететін минералдардың құлауы ұшу траекториясының айырмашылығына байланысты кеннің серпімділік бойынша байытылу процесіне негізделген. Байытудың көмегімен бөлініп алынған майда түйіршік кендері құрылыстық материалдар ретінде қолданылады (ұсақ тас, қиыршық тас). Байыту үлкен негізгі аппарат ретінде болаттан жасалған көлбеу бойына орнатылған плата және болаттан жасалған айналмалы барабан қолданылады. Бұл жабдықтарға байытылатын өнімдер түседі.

Қаттылығы және серпімділігі төмен түйіршіктерге қарағанда қатты және серпімді түйіршіктер (гравий т.б.) плитадан алысқа ұшады. Плита астында минералды бөлуге арналған қалқа орнатылған. Классификациялау шартына байланысты оның тұратын орнын өзгертіп отырады. Плитаның көлбеулік бұрышы 20-22⁰. Қондырғының құны шайғыш скруббердің құнынан 10-12 есе арзан. Сыз плитаның жазылды бетіне жабысып қалмау үшін судың ақырын ағысымен жуып отыру қажет. Айналып тұрған болаттан жасалған барабанға ұсақ тас және қиыршық тас кесектері құлау кезінде, олардың арасындағы серпімді кесектері барабанның айналу бағытына қарсы құлайды.

Кенді серпімділігі бойынша байыту процесін тек руда емес шикізат байытуға қолданып қана қоймай, сонымен қатар кенді үйінді түрде байытуға дайындық кезінде әсіресе алтын құрамды кварцты өнімдерді бөлуге қолдануға болады.

Радиометриялық сепарация. Радиометриялық сепарация минералдың табиғи радиоактивтілігін қолдануға негізделген. Радиометриялық байыту уран өндірісінде қолданылады. Оны уранның проценттік үлесін жоғарылату үшін гидрометаллургиялық процестерінің алдында жүргізеді. Сепаратордың конструкциясы әртүрлі болып келеді, бірақ оларды пайдалану принципі бірдей. Кенді байыту, өндірісте қолданылатын қондырғыларда келесі тәсілмен жүргізіледі. Кен алдын-ала елеуіште кластарға бөлініп, шайылғаннан кейін бункерден арнайы конусты тиегішке (питательге) жіберіледі.

Тиегіш үлкен жылдамдықпен айналады және кен кесектерін (секундына 150 кесек кен) ұзындығы 0,9 м және қозғалу жылдамдығы 0,95 м/с ленталы конвейерге лақтырады. Конвейер үстінде кен кесектері бір қатар бойына жатады және бір-бірінен бірдей қашықтықта (150 мм) қалып отырады. Әр кесек конвейерден құлаған кезде лазер сәулесі түсетін жарықтандырылған учаскеден өтеді. Лазерлік сәуле өзіне сай дәлденген фотоэлементке фокус тандырылған. Осы кезде кесектің ені мен ұзындығы өлшеніп, содан кейін оның ауданын ЭВМ есептеп шығарады. Кесектің ауданын анықтайтын белгі басқару пультында монтаждалған арнайы есте сақтайтын қондырғы да сақтаулы. Онан арғы құлау кезінде кен кесегі «санауыш» жанынан өтеді. Тиісті белгі бөлек каналға жіберіледі. Кесектің ауданын және оның сәулеленуін анықтайтын сигналдар жинақталады және берілгендермен салыстырылады. Егер кесек берілген кеннің құрамымен сортымен сәйкес болса, (егер кеннің радиоактивтілігі бекітілген минимумынан жоғары болса) онда оның құлау траекториясы өзгермейді, сондықтан ол конвейерге немесе концентрат бункеріне түседі. Егер уранның үлесі кесекте берілгеннен аз болған жағдайда, белгілі бір уақытқа автоматты түрде ауа жіберетін тетік қосылып, сол ауамен кесек бос жыныс бункеріне лақтырылады. Өңделмейтін ағаш заттармен темір заттары бос жыныс бункеріне келіп түседі.

Жарықтың лазерлік көзінен ауа тетігіне дейін кесектің ұшатын ара қашықтығы 760 мм.

Автоматты сепаратордың өнімділігі -60+30 мм классты байыту кезінде 60 т/сағ, ал -200+70 мм класын байыту кезінде 200 т/сағ.

Радиометриялық сепарацияға жарамды кенді анықтау үшін қазып алынатын тау-кен массасы радиометриялық және бақылау станциясында алдын-ала талдаудан өтеді. Кен – 150 мм-ге дейін ұсатылып, одан кейін 0-30 мм және 30-150 мм кластарға еленеді. 30-150 мм-дегі өнім шайылып, содан кейін 80-150, 50-80 және 30-55 мм кластарға еленеді.

Осы кластардың әрқайсысы жеке-жеке радиометриялық сепарацияға түседі де, одан кейін концентратқа және қалдыққа бөлінеді.

Радиометриялық сепарацияның концентраты 25-250 мм өнімді шайғаннан алынған -30 мм сусыздандырған шлам бірігіп, байытылған өнім құрайды. Радиометриялық байыту процесін келесі этаптарға бөлуге болады:

өндірілген тау-кен массасын радирметриялық станциясында (РКС) сорттау, кенді радиометриялық сепараторларда алдында өңдеу кенді дайындау, радиометриялық сепарация.

Радиометриялық сепарацияны тек қана уран кенін байыту үшін ғана емес, сонымен қатар алтынды кендерді өңдеу үшін де қолданады. Алтын және уран минерализацияларының тығыз корреляциялық байланысына орай бөлінуді уран арқылы жүргізеді. Радиометриялық сепарация көмегімен алтын-уран кенін өндіретін ЮАР рудниктерінде -65+25 мм іріліктегі (материалдан) өнімдерден қалдыққа құрамында 0,04 кг/т U₃O₈ және 0,5 кг/т алтын бар 62-67 % материял, яғни өнім кетеді. Концентратта уранның бөліп алу дәрежесі 91-94 %. Бұл қондырғыларда таза уран кенін байытудан айырмашылығы, эжектрлы жүйе уранмен байытылған кен кесектерін бөлуге жұмыс істеуінде. Сорттайтын конвейерден түсіру кезінде металл үлесі төмен уран (алтын) кесектері өзінің траекториясын өзгертпейді.

Бай кен орындары қорының азаюы мен асыл және түсті металдарға сұраныстың өсуіне байланысты байытуға (өңдеуге) бағалы зат үлесі төмен және забалансты кен пайдаланылуда. Осы өнімдерден металдарды бөліп алуда экономикалық тиімді әдіс – ол үйінді түрде еріту әдісі.

Ол әдіс асыл металл мыс және уран кендерін бөліп алу үшін қолданылады. Соңғы кездерде үйінді түрде еріту технологиясы қарапайым әдісті – жоғары бағалап отыр. өйткені ұнтақтау мен флотация кезінде ерітуге жұмсалатын капиталдық шығымдар болмайды. Ол қалдықты пульпаны тасымалдауды және қалдық қоймасын болдырмайды.

Осы артықшылықтарына қарамастан үйінді түрде еріту кемшіліктері де бар:

Басқа байыту әдістерімен салыстырғанда металды бөліп алу дәрежесі төмен және процесте сенімді (тұрақты) технологиялық басқару жоқ. Экология жағынан процестің келтіретін зияны аз.

Әдебиет: 1-нег. [138-150]