ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, совокупность процессов и методов первичной переработки твердого минер. сырья (руд, углей, горючих сланцев) с целью получения конечных товарных продуктов (асбест, графит. известняк и др.) или продуктов, пригодных для послед. технически возможной и экономически целесообразной хим., метал-лургич. либо иной переработки. При обогащении полезных ископаемых (О.) структура, хим. состав или агрегатное состояние минералов либо др. компонентов не изменяются, а происходит отделение (или взаимное разделение) всех полезных компонентов от пустой породы - горной массы, не представляющей практич. ценности. В результате О. получают один или неск. (напр., при переработке апатито-нефелиновых либо полиметаллич. руд) к о н ц е н т р а т о в, содержащих осн. массу полезных составляющих, и отходы-т. наз. х в о с т ы, включающие большую часть пустой породы. О. производят на обогатит. фабриках или в спец. цехах.
Осн. показатели О. (%): выход концентратов и хвостов; кондиционное (соответствующее требованиям дальнейших технол. переделов) содержание полезных компонентов и вредных примесей; степень извлечения (или просто извлечение) целевых продуктов в концентрат.
О. существует с древнейших времен как способ извлечения золота путем промывки золотоносных песков и подготовки руд к плавке. Первая в России обогатит. фабрика для извлечения золота была построена на Урале (1760). Описание ряда процессов и методов О. приведено в труде М. В. Ломоносова "Первые основания металлургии или рудных дел" (1763). Его современники И. И. Ползунов, К. Д. Фролов и В. А. Кулибин построили неск. механизир. обогатит. фабрик, оборудованных оригинальными машинами для промывки руд. В 19 в. возникли новые процессы и методы О. Дальнейшее развитие в мире оно получило в первой половине 20 в. До 1917 в России работало всего ок. 20 небольших обогатит. фабрик. Сейчас в СССР функционируют сотни фабрик, перерабатывающих разные руды.
Причины возникновения и развития О. обусловлены тем, что минер. сырье обычно встречается в виде, исключающем возможность его непосредств. использования вследствие недостаточно высокого содержания полезных компонентов или наличия вредных примесей. Так, среднее содержание Р2О5 в фосфоритах составляет 13% по массе, тогда как в получаемой из них фосфоритной муке оно должно быть не менее 20%, а в концентратах, которые
Рис.1. Схема обогащеняя минерального сырья.
Необходимы ДЛЯ переработкив фосфорную кислоту,-24-28% при строго регламентир. кол-ве примесей (не более 2,5% MgO и др.). Наиб. содержание ценного компонента (в расчете на данный элемент), достигаемое в концентрате, зависит от того, в виде какого хим. соед. этот компонент входит в состав обогащаемого. Напр., медные концентраты можно получить более богатыми медью. если они содержат халькозин Cu2S (79,7% Сu), чем в случае халькопирита CuFeS2 (34% Сu) и т.д.
О. осуществляется с помощью ряда последовательных подготовит., осн. и вспомогат. операций. Все эти операции составляют т. наз. схему О. (рис. 1), которая выбирается преим. в зависимости от минер. состава сырья и содержания в нем полезных компонентов.
Подготовительные операции (рудоподготовка)
Измельчение. В большинстве случаев-это основная и часто наиб. энергоемкая операция, предназначенная для разрушения до требуемых размеров сырья, а также для раскрытия взаимно сросшихся агрегатов (зерен) и образования частиц отдельных минералов. Грубое измельчение, или д р о б л е н и е, крупных кусков руды проводят в щековых, конусных или валковых дробилках; макс. размер кусков 12-18, иногда 2-4 мм. Тонкое измельчение, или п о м о л, сырья осуществляют в мельницах стержневых, шаровых или самоизмельчения, при этом макс. размер частиц достигает 0,7-0,04 мм, иногда (напр., при О. сильвинитовых руд) 1 мм. Для получения продуктов размером частиц менее 0,3 мм применяют измельчение в цикле мельница - классификатор. Чтобы "не дробить ничего лишнего" и обеспечить необходимую степень раскрытия структурных компонентов (минералов), дробление и помол сочетают соотв. с грохочением и классификацией гидравлической.
Промывка. Некоторые руды обязательно подвергают т. наз. первичному О., или промывке, под которой понимают мех. дезинтегрирование в воде смеси руды с глинистым и глауко-нитовым дисперсным материалом, обволакивающим и цементирующим отдельные куски полезного минерала, с послед. выделением дисперсного материала. Так, из фосфоритов Егорьевского месторождения (Московская область) промывкой получают концентрат, пригодный для приготовления кондиционной фосфоритной муки. Для промывки руд применяют т. наз. бутары (барабанные грохоты, скрубберы, корытные мойки, а также спиральные и башенные классификаторы).
Термическая обработка. Подготовит. операцией служит также обжиг, осуществляемый для изменения физ. свойств и хим. состава минер. сырья, перевода его полезных компонентов в извлекаемую форму и удаления вредных примесей. Обжиг заключается в нагревании руд до определенной температуры, зависящей от их вида и свойств, а также от целей О. Переработка сырья с применением обжига наиб. перспективна для труднообогатимых руд, например фосфоритов с низким содержанием Р2О5 и высоким содержанием тонковкрапленных примесей. В ряде случаев обжиг является самостоят. обогатит. операцией, наз. т е р м о х и м и ч е с к и м О. (подробнее о видах обжига и используемом для его проведения оборудовании см. Печи).
Основные операции (разделение и концентрированно полезных компонентов)
Собственно О. базируется на использовании прир. или искусственно создаваемых различий в физ. и физ.-хим. свойствах минералов либо др. компонентов. Ниже рассмотрены наиб. часто применяемые методы их разделения (сепарации) и концснтрирования.
Рудоразборка (сортировка) используется для отделения кусков руды или угля от породы благодаря их разному цвету и блеску. Ее производят либо вручную (напр., при добыче драгоценных камней) отбором кусков обычно размером не менее 50 мм, редко до 25 мм на ленте конвейера, либо с помощью автоматич. аппаратов. Различия в естественной и наведенной радиоактивности минералов используют при радиометрическом О. (см. ниже).
