Что понимают под обогащением руд?

Металлы встречаются в рудах в комплексах с другими элементами. Процесс удаления металла из руды известен как извлечение металла. Методы извлечения металлов из их руд и их очистки называются металлургией. Все металлы не могут быть извлечены с использованием одного процесса. В зависимости от металла используемые процессы различаются. Одним из наиболее важных этапов извлечения металла из руды является обогащение руды, также известное как обогащение руды.

Что такое руда?

Ore is defined as a solid substance (such as a rock) that includes minerals or a combination of minerals, from which metal can be recovered by a series of procedures such as ore concentration, metal isolation, and metal refining. Ores are broadly categorized into four types:

1. Самородная руда: это нереакционноспособные руды, содержащие металл в свободном состоянии. Примеры включают серебро, золото и платину.
2. Окисленная руда: содержит оксиды или оксисоли, которые представляют собой карбонаты металлов, фосфаты и силикаты. Оксидные руды (Fe ₂ O ₃ ) и карбонатные руды являются двумя примерами (CaCO ₃ ).
3. Сульфидированная руда: содержит сульфиды металлов, такие как железо и свинец. Примеры включают FeS ₂ (железный пирит), PbS (галенит) и HgS (киноварь).
4. Галогенная руда: в ней присутствует галогенид металла. Хлоридная руда: AgCl (роговое серебро), CaF ₂ (плавиковый шпат) и так далее.

Что такое концентрация?

Concentrating ore is a method of removing gangue particles and other impurities. Alternative names for ore concentration include ore-dressing and benefaction. The procedure of ore concentration is a critical stage in obtaining pure metal from ore. Separating ore from gangue particles is required for metal extraction. 

Руда, обнаруженная в почве, содержит несколько примесей, таких как песок, щебень, галька и т. д., которые в совокупности называются «пустой породой». Начальным этапом извлечения металлов является обогащение руды. Существует несколько форм руды, таких как самородная, окисленная, сульфурированная и галоидная, которые можно концентрировать с использованием различных физических и химических процессов.

Методы обогащения руды

Поскольку руда находится на поверхности земли, она содержит нежелательные землистые компоненты, такие как валуны, песок, ил и множество других примесей, известных в просторечии как пустая порода. Концентрация — это отделение чего-то полезного от чего-то бесполезного. Таким образом, мы можем извлекать и очищать металлы путем концентрирования руды из таких загрязнителей. Для обогащения или извлечения руды из пустой породы используются различные физические и химические процессы.

Физические методы обогащения руды

К физическим методам обогащения руд относятся ручной отбор, гидравлическая промывка, магнитная сепарация и пенная флотация.

Ручной сбор

Это был традиционный способ непосредственного обогащения руды руками. В этом методе молоток используется для удаления пустой породы или прилипшей твердой матрицы из руды. Разделение пустой породы и ее идентификация основаны на различиях в цвете или форме комков.

Гидравлическая мойка

Это также известно как «гравитационное разделение» или «левигация». Этот процесс концентрирует руду, пропуская ее через восходящий поток воды, отделяя более легкие частицы пустой породы от более тяжелой металлической руды. Это тип гравитационного разделения.

Магнитная сепарация

Сюда входит разделение руды и пустой породы с использованием магнитных характеристик либо руды, либо пустой породы. Руда сначала дробится на мелкие частицы, а затем транспортируется по ленточному конвейеру, который проходит мимо магнитного ролика. Магнитная руда остается на ленте, а пустая порода отваливается.

Метод пенной флотации

Этот метод в основном используется для извлечения пустой породы из сульфидных руд. Руда измельчается, и образуется взвесь в воде. Это дополняется коллекторами и стабилизаторами пены. Собиратели (сосновые масла, жирные кислоты и др.) повышают несмачиваемость металлической составляющей руды и позволяют ей образовывать пену. Крезолы, анилин и другие стабилизаторы пены удерживают пену на месте. Металл смазывается маслом, а пустая порода смазывается водой. Пена создается за счет постоянного перемешивания суспензии лопастями и воздухом. Вспененный металл снимают сверху и сушат, чтобы восстановить металл. Выделяют следующие этапы флотации:

1. Начальный этап флотации – черновой. При этой операции извлекается наибольшее количество полезного материала. Перед черновой обработкой иногда применяют процедуру предварительной флотации. Это делается для того, чтобы избавиться от загрязняющих веществ, таких как органический углерод.
2. Очистка является следующим этапом процесса флотации. Во время этого процесса нежелательный контент удаляется. Выход этого шага известен как более чистый концентрат.
3. Завершающим этапом процесса флотации является продувка. Это делается для восстановления критических материалов, которые не были собраны во время черновой обработки.

Chemicals of flotation process

1. Anionic Sulphur ligands serve as collectors. For instance, xanthate salts. Fatty acids and fatty amines are also utilised as collectors.
2. Frothers are employed to keep the froth stable. For example, pine oil, alcohols, and so on.
3. To optimise the separation process, modifiers are utilised. Lime (CaO), Caustic soda (NaOH), and other pH adjusters are available. Phosphates, silicates, and carbonates are examples of anionic modifiers. Organic modifiers include thickeners such as dextrin, starch, glue, and others.

Выщелачивание

Когда руда растворяется в растворителе, проводят выщелачивание. Измельченная руда растворяется в химическом веществе, часто в сильном растворе NaOH. Металл в руде растворяется химическим раствором, и его можно извлечь и отделить от пустой породы путем извлечения химического раствора. Этот метод используется для извлечения металлического алюминия из бокситовой руды.

Химические методы обогащения руды

Для большей концентрации используются химические процессы, такие как прокаливание, обжиг и выщелачивание.

Прокаливание

Кальцинирование — это процесс превращения руды в оксид путем ее быстрого нагрева. В отсутствие воздуха или при ограниченной доступности руда нагревается ниже точки плавления. Этот процесс часто используется для преобразования карбонатов и гидроксидов в соответствующие оксиды. Во время прокаливания также удаляются влага и летучие загрязняющие вещества. Прокаливание — это термический процесс, который используется для преобразования руд и других твердых материалов путем их разрушения под действием тепла. Реакция прокаливания в большинстве случаев происходит при температуре термического разрушения или выше. В результате кальцинирование в основном используется для преобразования известняка (карбоната кальция) в известь (оксид кальция) и диоксид углерода.

СаСО ₃ СаО + СО ₂

Жарка

Это металлургический процесс, в котором руда превращается в оксид путем нагревания ниже точки плавления в присутствии дополнительного воздуха. В то время как кальцинирование обычно используется для окисления карбонатов, обжиг представляет собой процесс преобразования сульфидных руд. Влага и неметаллические примеси выделяются в виде летучих газов во время обжига. Термические процессы твердого газа, такие как окисление, восстановление, сульфатирование, хлорирование и пирогидролиз, составляют процесс обжига. Однако обжиг на основе сульфидов является основным источником загрязнения воздуха, а основным недостатком этого метода является то, что он выделяет большое количество металлических, ядовитых и кислотных веществ, которые воздействуют на окружающую среду.

2ZnS + 3O ₂ ⇢ 2ZnO + 2SO ₂

Выщелачивание

Это химический процесс, при котором руда обрабатывается соответствующим реагентом для ее растворения. Возможно отделение растворимой руды или минерала от нерастворимой пустой породы. После разделения руды ее можно извлечь с помощью различных химических методов.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Что такое подбор?

Отвечать:

It was the old way of directly concentrating ore with the hands. With the use of a hammer, the gangue or adhering solid matrix is removed from the ore in this procedure. The separation and identification of gangue is based on colour or lump form differences.

Вопрос 2: Что такое выщелачивание?

Отвечать:

It is a chemical process in which the ore is treated with the appropriate reagent to make it soluble. Separating the soluble ore or mineral from the insoluble gangue is possible. Several chemical processes can be used to recover ore once it has been separated.

Вопрос 3: Какие три этапа флотации?

Отвечать:

1. Roughing is the initial step in the flotation process. The largest amount of useful material is extracted during this operation. Before roughing, the pre-flotation phase is sometimes used. This is done to get rid of contaminants like organic carbon.
2. The next phase in flotation is cleaning. Unwanted content is deleted during this process. Cleaner concentration is the end result of this stage.
3. The final phase in the flotation process is scavenging. This is done to recover essential materials that were not recovered during the roughing process.Scavenging is the last step of the flotation process. This is done to recover essential materials that were not recovered during the roughing process.

Вопрос 4: Что такое руда?

Отвечать:

Ore is a solid substance (like a rock) that includes minerals or a combination of minerals from which metal can be recovered using a variety of procedures such as ore concentration, metal isolation, and metal refining.

Вопрос 5: Что такое магнитная сепарация?

Отвечать:

Magnetic properties of either the ore or the gangue are utilised to separate the ore and gangue. The ore is first finely processed before being conveyed on a conveyor belt that passes past a magnetic roller. The magnetic ore stays on the belt, while the gangue slides off.