Практическая работа №1 по МДК.01.01 Основы горного дела (обогащение) по теме: «Цели и задачи обогащения полезных ископаемых» для обучающихся специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Цель: Ознакомление с основными целями и задачами процессов обогащения полезных ископаемых.

Образовательная: Формирование навыков использования основных задач обогащения полезных ископаемых.

Воспитательная: Воспитание аккуратности в работе, высокой ответственности, качества выполнения работ.

Развивающая: Научить обучающихся правильному использованию и применению основных понятий и задач, стоящих перед горнообогатительной промышленностью.

Материально-техническое оснащение: учебник (1), инструкционно-технологические карты, схемы, таблица.

Кроме того, в добытых полезных ископаемых часто содержатся вредные компоненты. Например, кремнезем, сера и фосфор в железных рудах, фосфор — в рудах титана и ниобия, железо — в циркониевых рудах, сера — в углях и т.д. Вредные примеси должны быть максимально удалены из руды до металлургической переработки, так как они ухудшают качество получаемого металла.

В связи с отмеченными обстоятельствами более 80 % добываемых полезных ископаемых подвергается обогащению.

Обогащение полезных ископаемых — это совокупность методов и процессов первичной переработки минерального сырья с целью концентрации ценных компонентов в кондиционных продуктах путем удаления пустой породы и разделения минералов.

При обогащении полезных ископаемых решаются следующие основные задачи:

повышается содержание полезного компонента в сырье;

из сырья удаляется большая часть вредных примесей;

достигается однородность сырья по крупности и вещественному составу.

Обогащение полезных ископаемых осуществляется на обогатительных фабриках, которые являются самостоятельными структурами или входят в состав горно-обогатительных или горно-металлургических комбинатов.

В результате обогащения природного минерального сырья получают один или несколько концентратов и отходы (хвосты).

Концентратом называется продукт обогащения, имеющий более высокое по сравнению с рудой содержание полезного компонента и пригодный для дальнейшей переработки или непосредственного применения в народном хозяйстве. По содержанию основного полезного компонента, примесей, влаги и по гранулометрическому составу концентраты должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов, ОСТов или технических условий. Концентраты получают свое название по основному металлу или минералу (медный, свинцовый, рутиловый, лопаритовый и т.д.), концентрирующемуся в них в процессе обогащения.

Отвальными хвостами называются отходы обогащения, состоящие в основном из пустой породы с незначительным содержанием полезных компонентов, извлечение которых технологически невозможно или экономически невыгодно. 

Качество продуктов обогащения (концентратов) определяется содержанием в них ценных компонентов (полезных минералов), примесей и гранулометрическим составом.

На обогатительных фабриках, обрабатывающих некоторые неметаллические ископаемые, часто получают концентраты, представляющие собой окончательные товарные продукты (известняк, асбест, графит и т.д.), но в большинстве случаев процесс обогащения является промежуточным звеном между добычей сырья и металлургической плавкой (или химической переработкой) концентратов.

В результате обогащения достигается значительное повышение содержания полезных компонентов в концентратах по  сравнению с рудой

При обогащении полезных ископаемых важным является правильное установление глубины обогащения, определяющей содержания ценных компонентов в хвостах и продуктах обогащения. Для каждого вида сырья оптимальная глубина обогащения определяется путем технико-экономического обоснования с учетом технологических, экономических и экологических факторов.

На обогатительных фабриках полезные ископаемые подвергаются ряду последовательных процессов обработки, которые по своему назначению делятся на подготовительные, основные обогатительные, вспомогательные и процессы производственного обслуживания.

Подготовительные процессы. К подготовительным относятся процессы дробления и измельчения, при которых достигается раскрытие минералов в результате разрушения сростков полезных минералов с пустой породой (или сростков одних полезных минералов с другими) с образованием механической смеси частиц и кусков разного минерального состава, а также процессы грохочения и классификации, применяемые для разделения по крупности полученных при дроблении и измельчении механических смесей. Задача подготовительных процессов — доведение минерального сырья до крупности, необходимой для последующего обогащения, а в некоторых случаях — получение конечного продукта заданного гранулометрического состава для непосредственного использования в народном хозяйстве, (сортировка руд и углей).

Основные обогатительные процессы. К основным обогатительным процессам относятся те физические и физико-химические

процессы разделения минералов, при которых полезные минералы выделяются в концентраты, а пустая порода— в хвосты.

Процессы разделения минералов при обогащении полезных ископаемых весьма многочисленны и классифицируются по их принадлежности к тому или иному методу обогащения, разделительному признаку, характеру разделяющих сил и конструктивному исполнению аппаратов.

Методы обогащения классифицируют в зависимости от того, какое свойство минералов используется в качестве разделительного признака и каковы основные разделяющие силы. Различают следующие методы обогащения:

Метод гравитационного обогащения (гравитационное обогащение), основанный на различии в плотности разделяемых зерен минералов, осуществляемый в поле гравитационных сил.

Метод магнитного обогащения (магнитное обогащение), основанный на различии в магнитной восприимчивости разделяемых минералов, осуществляемый в поле магнитных сил.

Метод электрического обогащения (электрическое обогащение), основанный на различии электропроводности разделяемых минералов, осуществляемый в поле электрических сил.

Метод флотационного обогащения (флотационное обогащение, или флотация), основанный на различии физико-химических свойств (смачиваемости) разделяемых минералов.

Специальные методы обогащения, основанные на различии комбинаций свойств разделяемых минералов. К последним относятся разделение по различию радиоспектроскопических свойств, растворимости, механической прочности, декрипитации, форме и трению, упругости отскока и др. Наибольшее значение имеют методы радиометрического и химического обогащения.

Метод радиометрического обогащения (радиометрическое обогащение), основанный на различии радиоспектроскопических свойств разделяемых минералов, осуществляемый с использованием механических разделяющих сил.

Метод химического обогащения (химическое обогащение), основанный на различии химических свойств (растворимости) разделяемых минералов или вредных примесей.

Метод механического обогащения (механическое обогащение), основанный на различии физико-механических свойств минералов (механической прочности, форме и трению, упругости отскока и др.).

Процессы обогащения, относящиеся к тому или иному методу обогащения, отличаются разнообразием дополнительно используемых разделяющих сил, а также конструктивным исполнением машин и аппаратов (см. рис. 2.1).

Вспомогательные процессы. К вспомогательным относятся процессы обезвоживания продуктов обогащения (путем их сгущения, фильтрования и сушки) для доведения их влажности до установленной нормы или для получения оборотной воды; процессы облагораживания продуктов и подготовки их к металлургическому или химическому переделу (агломерация, окомкование, брикетирование и др.).

Рисунок 1.1 – Классификация методов и процессов обогащения

полезных ископаемых

2. Текущий инструктаж

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ответить на контрольные вопросы

Вредные природные компоненты в составе железной руды и угле.

Привести определение обогащения полезных ископаемых.

Перечислить основные задачи, стоящие при обогащении полезных ископаемых.

Продукты обогащения:

Концентрат

Отходы

Какими показателями определяется качество продуктов обогащения?

Подготовительные процессы обогащения полезных ископаемых.

Вспомогательные процессы обогащения полезных ископаемых.

Основные процессы обогащения полезных ископаемых.

3. Заключительный инструктаж

Определение вывода, с отражением главной цели, стоящей перед выполнением данной практической работы.

Сдача отчетов о выполненной работе. Выставление оценок. Выдача домашнего задания.