Современные проблемы гидрометаллургии (стр. 1 )

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Д. Серікбаев атындағы ШҚМТУ

Министерство образования и науки Республики Казахстан ВКГТУ им. Д. Серикбаева

УТВЕРЖДАЮ

Декан горно-металлур-гического факультета

_________А. Адрышев

«___»_________2011г.

Геотехнология және химиялық байыту

Дәрістер жинағы

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ

Курс лекций

Специальность: 6D070900 – Металлургия

Өскемен

Усть-Каменогорск

2013

Курс лекций разработан на кафедре - Химия, металлургия и обогащение на основании рабочего учебного плана специальности 6D070900 – Металлургия

Программа обсуждена на заседании кафедры

Зав. кафедрой

Протокол № ____ от _______________2011

Одобрен методическим Советом горно-металлургического факультета

Председатель

Протокол № ____ от _______________2012

Разработал

Нормоконтроль

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. Серикбаева

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ

Курс лекций для магистрантов специальности 6М070900 – Металлургия

Усть-Каменогорск

2013

УДК 66.01001.57

Геотехнология и химическое обогащение. Курс лекций для докторантов специальности 6D070900 – Металлургия. - Усть-Каменогорск: ВКГТУ, 2011. - с.62

Методические указания содержат научный информационный материал, посвященный изучению методов добычи и переработки цветных, редких и благородных металлов путем их избирательного растворения химическими реагентами на месте залегания и последующего извлечения образованных в зоне реакций химических соединений. Практические занятия основаны на современной методологии организации технологических процессов подземного, скважинного, кучного и отвального выщелачивания с наилучшими экономическими показателями. Включает методики анализа действующих технологий на предмет стабильности проницаемости руды для раствора. Обсуждаются корреляционный и регрессионный методы оптимизации технологических процессов. Дается регламент постановки активного эксперимента для разработки математической модели технологического процесса, в соответствии с требованиями ГОСО РК.

Утвержден на заседании методического Совета горно-металлургического факультета.

Протокол № ____ от ___________2013

© Восточно – Казахстанский

государственный

технический университет

им. Д.Серикбаева, 2013

ВВЕДЕНИЕ

Развитие мировой экономики постоянно сопровождается ростом потребления топливно-энергетических и других видов минеральных ресурсов. Потребление цветных и легирующих металлов увеличилось за последние 100 лет в 3–5 раз. В ХХI в. будет продолжаться интенсивный рост потребления практически всех видов минерального сырья. Прогнозируется, что в ближайшие 50 лет объем горно-добычных работ увеличится более чем в 5 раз.

В то же время качество перерабатываемых руд и содержание в них металлов непрерывно снижается. За последние 20 лет содержание цветных металлов в рудах уменьшилось в 1,3–1,5 раза, доля труднообогатимых руд возросла до 40 % от общей массы сырья, поступающего на обогащение. В переработку вовлекаются руды, характеризующиеся низким содержанием ценных компонентов, тонкой вкрапленностью и близкими технологическими свойствами минералов. Поэтому в отличие от прошлых лет, когда некоторые руды с высоким содержанием свинца, меди или олова направлялись непосредственно на металлургическую плавку, руды цветных и редких металлов, добываемые в последние годы, непригодны для непосредственного получения из них металла, и переработка их экономически невыгодна без предварительного обогащения.

В настоящее время имеются новые теории и технологии извлечения ценных компонентов из руд, разработаны и апробированы на производстве более совершенные аппараты и оборудование.

В конспекте лекций дана характеристика сырьевой базы цветной металлургии, рассмотрены особенности вещественного состава руд цветных металлов, описаны технологические схемы и режимы, раскрыты вопросы подготовки руд к обогащению начиная с ранних стадий горного производства, указаны оптимальные условия предконцентрации руд, обеспечивающие повышение комплексности использования сырья в процессе горного производства и при обогащении. Кроме того, в конспекте изложены принципы организации производства и перспективы развития техники и технологии обогащения руд цветных металлов.

Л Е К Ц И Я 1

ТИПЫ РУД И МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ

План лекции

1.1. Типы руд и месторождения цветных металлов [1, 17–19].

1.2. Характеристика качества руд [3, 4, 17–19].

1.1. Типы руд и месторождений цветных металлов

Руды цветных металлов являются комплексным сырьем, в котором находятся основные металлы – медь, свинец, цинк, никель, кобальт, молибден, вольфрам, висмут. Присутствуют также золото, серебро, кадмий, индий, селен, теллур, рений, таллий, галлий, редкие земли, сера, барит, флюорит,

кварц и другие минералы и элементы. Основная масса (80–85 %) цветных металлов в рудах представлена сульфидными минералами. Благородные металлы и примеси присутствуют в рудах главным образом в виде изоморфных примесей и тонкодисперсных включений в минералы основных и сопутствующих полезных компонентов, таких, как пирит, халькопирит, галенит, барит, молибден. Несульфидные минералы представлены окислами, силикатами, карбонатами, фосфатами и другими минералами в различном соотношении. Руды весьма разнообразны и изменчивы по химическому и минеральному составу, характеру вкрапленности и текстурно-структурным особенностям, степени окисленности, обогатимости. По классификации баланса запасов к важнейшим промышленным типам медных руд относятся: медистые песчаники; медно-порфировые; медноколчеданные, кварцево-сульфидные (жильные), ванадиево-железомедные (магматические); медно-вольфрамовые, медно-никелевые; медно-висмутовые; медно-оловорудные; медно-золоторудные. В свою очередь, руды свинца и цинка подразделяют на полиметаллические (медно-свинцово-цинковые); барито-полиметаллические; свинцово-цинковые; барито-свинцово-цинковые; свинцовые; барито-свинцовые, колчеданные медно-цинковые. Промышленные типы руд выделяются главным образом по содержанию в них основных и сопутствующих компонентов, а также по форме руд ных тел и генезису. Дальнейшее дифференцирование руд как объектов обогащения производится путем выделения подтипов и разновидностей их по степени окисленности, крупности и характеру вкрапленности рудных минералов, крепости, текстурно-структурным особенностям и другим признакам. Так, в зависимости от соотношения сульфидных и окисленных минеральных форм основных металлов руды подразделяют на сульфидные, смешанные и окисленные. Если основные металлы в медных и медно-молибденовых рудах более чем на 90 %, а в полиметаллических – более чем на 80 % представлены сульфидными минералами, то руды считаются сульфидными. Если содержание сульфидных фракций основных металлов меньше 50 %. При промежуточных содержаниях сульфидных форм основных металлов руды считаются смешанными. Основная масса (80–85 %) цветных металлов сосредоточена в сульфидных орудинениях, и сульфидные руды являются основным источником их производства. По содержанию сульфидов в руде различают вкрапленные (менее 25 % сульфидов) и массивные (более 50 % сульфидов). Сульфидные медные руды при этом разделяются на первичные и вторичные в зависимости от соотношения первичных и вторичных сульфидов меди. По крупности вкрапленности различают руды: крупновкрапленные размер включений извлекаемых минералов более 0,4 мм, средней вкрапленности – размер включений составляет 0,15–0,4 мм, тонковкрапленные – размер вкрапленности менее 0,15 мм. По характеру вкрапленности различают равномерно вкрапленные, неравномерно вкрапленные и руды с агрегативной вкрапленностью минералов. По крепости руды классифицируют таким образом: мягкие, если коэффициент их крепости по шкале проф. не превышает 10; средние – при значении коэффициента 10–14;твердые – 14–18;весьма твердые > 18.

По содержанию минералов руды делятся на богатые, бедные и забалансовые (не промышленные), границы между которыми определяются состоянием техники и технологии обогащения, экономическими интересами и потребностями государства в производстве металлов. Приведенная выше классификация промышленных типов руд не полностью раскрывает их обогатимость, зависящую от сочетания многих природных факторов. Различные сочетания свойств руд создают большое многообразие их типов и разновидностей, отличающихся между собой важными технологическими свойствами по отношению к процессам дробления, из технологическими свойствами по отношению к процессам дробления, измельчения, обогащения

1.2. Характеристика качества руд

Качество рудного сырья является определяющим фактором большинства технологических и экономических показателей обогатительных фабрик и металлургических заводов. Снижение качества руд отрицательно влияет как на уровень технико-экономических показателей переработки, так и на качество конечной продукции. Качество рудного сырья в зависимости от направлений его дальнейшего использования характеризуют по следующим признакам: химическому составу (содержанию полезных основных и вредных компонентов), минералогическому составу, структурно-текстурным особенностям рудных минера Результаты флотации сульфидных (а также окисленных) руд находятся в определенной зависимости от того, каким минералом представлен металл или его соединение. В частности, для медных руд различные показатели извлечения металлов получаются при флотации первичных и вторичных сульфидов. Для обогащения руд вольфрамовых месторождений важное значение имеет соотношение в них металлов вольфрамита и шеелита, для молибденовых – молибденита и повеллита. Некоторые из сульфидных и большинство окисленных природных соединений цветных металлов обогащаются с очень низким извлечением в концентраты. Поэтому для отдельных руд содержание труднофлотируемых сульфидных и окисленных форм в товарной продукции ограничивается определенными пределами. Наличие окисленных минералов сверх допустимого количества вызыов, физико-химическим свойствам, гранулометрическому составу, влажности, прочим свойствам. Одним из важнейших параметров качества является содержание в рудах основных металлов (полезных компонентов). При ухудшении этого показателя уменьшается выход концентрата, содержание в нем металла, извлечение, увеличиваются затраты на переработку руд, растет себестоимость товарной продукции. Особое значение имеет содержание металлов в рудах, поступающих непосредственно в металлургическую переработку. К таким рудам относятся, например, окисленные никелевые руды, перерабатываемые пирометаллургическим или гидрометаллургическим способами. Снижение содержания никеля в них на 0,1 % (при общем содержании металла около 1 %) равнозначно увеличению объекта переработки материала на 10 % с соответствующим ростом затрат на передел.