Обогащение. Лекция №1. Введение. Роль полезных ископаемых в народном хозяйстве

• Название: Введение. Роль полезных ископаемых в народном хозяйстве
• Анкор: Обогащение
• Дата: 20.09.2022
• Размер: 22.19 Kb.
• Имя файла: Лекция №1.docx
• Тип: Лекция; #687431

Лекция №1

Тема: Введение. Роль полезных ископаемых в народном хозяйстве
План учебного занятия:

1. Классификация полезных ископаемых.

2. Роль горнодобывающей промышленности в экономики страны.

3. Поиск и разведка месторождений и добыча руд.
Ключевые слова: полезные ископаемые, руда, ценный компонент, полезные примеси, сопутствующие компоненты, вредные примеси, минерал.
1. Экономический потенциал страны, развитие производительных сил, наше сегодняшнее благосостояние и благополучие будущих поколений во многом зависят от минерально–сырьевой базы, масштабов добычи и переработки полезных ископаемых.

Полезные ископаемые – это природные минеральные вещества неорганического и органического происхождения, которые при данном уровне и состоянии техники могут быть с достаточной эффективностью использованы в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной обработки. Источниками получения полезных ископаемых служат месторождения, т.е. участки земной коры, в которых под влиянием геологических процессов произошло скопление полезного ископаемого.

Полезные ископаемые в зависимости от характера и назначения ценных компонентов принято подразделять на: рудные, нерудные и горючие.

Рудами называют полезные ископаемые, которые содержат ценные компоненты в количестве, достаточном для того, чтобы их извлечение при современном состоянии технологии и техники было экономически выгодным. Руды делятся на металлические и неметаллические.

К металлическим относятся руды, являющиеся сырьем для получения черных, цветных, редких, драгоценных и других металлов.

К неметаллическим – асбестовые, баритовые, апатитовые, фосфоритовые, графитовые, тальковые и другие.

К нерудным относится сырье для производства строительных материалов (песок, глина, гравий, строительный камень, цементное сырье и другие).

К горючим относятся ископаемое твердое топливо, нефть и природный горючий газ.

Ценными компонентами называются отдельные химические элементы или минералы, входящие в состав полезного ископаемого и представляющие интерес ля их дальнейшего использования.

Полезными примесями называют отдельные химические элементы или их природные соединения, которые входят в состав полезного ископаемого в небольших количествах и могут быть выделены и использованы совместно с основным ценным компонентом, улучшая его качество. Например: полезными примесями в железных рудах являются хром, вольфрам, ванадий, марганец и другие.

Сопутствующими компонентами называются ценные химические элементы и отдельные минералы, содержащиеся в полезных ископаемых в сравнительно небольших количествах, выделяемые при обогащении попутно в самостоятельный или комплексный продукт совместно с основным ценным компонентом, и извлекаемые из него в дальнейшем в процессе металлургической плавки или химической переработки. Например: в некоторых рудах цветных металлов сопутствующими являются золото, серебро, молибден и другие.

Вредными примесями называют отдельные примеси и элементы, или природные химические соединения, содержащиеся в полезных ископаемых и оказывающие отрицательное влияние в полезных ископаемых на качество извлекаемых ценных компонентов.

По составу руды бывают простые (полезный компонент представлен одним минералом) и сложные (полезный компонент представлен различными по свойствам минералами).

Руды, содержащие один ценный компонент, называются монометаллическими, руды, содержащие два или несколько ценных компонента, соответственно биметаллическими и полиметаллическими.

Минералы, не содержащие ценных компонентов, называют пустой породой. При обогащении они удаляются в отходы (хвосты) совместно с вредными примесями.

В результате обогащения основные составные компоненты полезного ископаемого могут выделяться в виде самостоятельных продуктов: концентратов (одного или нескольких) и хвостов. Кроме того, в процессе обогащения из полезного ископаемого могут выделяться так же промежуточные продукты.

Источниками добычи цветных и редких металлов являются месторождения руд или полезных ископаемых, содержащие один или несколько ценных металлов (компонентов), представленных со­ответствующими минералами в сочетании с вмещающей породой. В очень редких случаях в земной коре встречаются самородные эле­менты (медь, золото, серебро) в виде зерен, имеющих кристалличе­ское или аморфное строение. Содержание золота и серебра в руде очень низкое, всего несколько граммов на 1 т руды. На 1 г золота в земной коре приходится около 2 т породы.

Руда - это такая порода, из которой на данном этапе развития техники экономически выгодно извлекать ценные компоненты. Руда состоит из отдельных минералов; те из них, которые надо извлечь, называют ценными (полезными), а те, которые в данном случае не используются, являются минералами вмещающей (пустой) породы.

Однако понятие «пустая порода» условно. По мере развития техники обогащения и способов последующей переработки получае­мых при обогащении продуктов минералы пустой породы, содержа­щиеся в руде, становятся полезными. Так, в апатитонефелиновой ру­де нефелин долгое время являлся минералом пустой породы, но по­сле того как была разработана технология получения глинозема из нефелиновых концентратов, он стал полезным компонентом.
2. Полезные ископаемые являются основой народного хозяйства, и нет ни одной отрасли, где бы не применялись полезные ископаемые или продукты их обработки.

Значительные запасы полезных ископаемых многих месторождений Узбекистана позволяют строить крупные высокомеханизированные горно–обогатительные и металлургические предприятия, добывающие и перерабатывающие многие сотни миллионов тонн полезных ископаемых с высокими технико–экономическими показателями.

Горнодобывающая промышленность имеет дело с твёрдыми полезными ископаемыми, из которых при современном уровне техники целесообразно извлекать металлы или другие минеральные вещества. Главными условиями при разработке месторождений полезных ископаемых являются повышение извлечения их из недр и комплексное использование. Это обусловлено:

• 
  значительными материальными и трудовыми затратами при разведке и промышленном освоении новых месторождений;
  
• 
  возрастающей потребностью различных отраслей народного хозяйства практически во всех минеральных компонентах, входящих в состав руды;
  
• 
  необходимостью создания безотходной технологии и тем самым предотвращения загрязнения окружающей среды отходами производства.
  

По этим причинам возможность промышленного использования месторождения определяется не только ценностью и содержанием полезного ископаемого, его запасами, географическим расположением, условиями добычи и транспортирования, другими экономическими и политическими факторами, но и наличием эффективной технологии переработки добываемых руд.

Металлургия является исключительно материалоёмкой отраслью промышленного производства. При производстве благородных металлов потребляются огромные количества различных полезных ископаемых, металлосодержащих материалов вторичного происхождения и других вспомогательных материалов.

В наибольших количествах при получении благородных металлов расходуется рудное сырьё. Расход руд на единицу товарной продукции в связи с относительно низким содержанием в сырье благородных металлов чрезвычайно велик и находится с концентрацией сильного компонента в нём в обратно пропорциональной зависимости – чем беднее перерабатываемое сырьё, тем большим будет расход руды в металлургическом производстве. Что многие предприятия металлургии для выполнения своей производственной программы вынуждены перерабатывать десятки миллионов тонн в год.

Понятие «руда» имеет геологический, технический и экономический смысл. Минимальное содержание основного металла в руде, позволяющее подвергать руду металлургической переработке, называется рентабельным минимумом.

Руды, как и другие рудные породы, состоят из минералов – природных химических соединений. Минералы, присутствующие в рудах, обычно делят на рудные, содержащие ценные компоненты, и пустую породу. К последней обычно относят минералы, не содержащие извлекаемых металлов и других ценных компонентов. Чаще всего породообразующими минералами являются кварц, карбонаты, силикаты, алюмосиликаты и т.д. Во многих случаях к пустой породе относят железосодержащие минералы, что в настоящее время нельзя признать правильным.

Понятие «пустая порода» весьма условно. Развитие металлургической технологии, направленной на создание безотходных металлургических процессов, уже создало предпосылки для полного использования компонентов пустой породы для получения ряда строительных материалов (цемента, шлаковатных изделий и т.д.).

Состав руды обычно определяют химическим анализом. Однако для практических целей знание химического состава часто бывает недостаточным. Необходимо также знать ещё вид присутствующих в сырье минералов (минералогический состав) и распределение между минералами всех компонентов перерабатываемого сырья (фазовый состав). Знание минералогического и фазовых составов позволяет предсказать поведение всех компонентов данного сырья при металлургической переработке, выбрать наиболее рациональную технологию и наиболее правильно выполнить металлургические расчёты в целом.

Рентабельный минимум, т.е. то минимальное содержание основного металла, которое определяют возможность и целесообразность металлургической переработки данной руды, постоянно снижается. Снижению рентабельного минимума способствует развитие и совершенствование обогатительной и металлургической техники и повышении коэффициента комплексности использования сырья, т.е. чем больше извлекается ценных компонентов, тем с меньшим содержанием основного компонента экономически и технически выгодно добывать и перерабатывать руду.

Руды, как и другие полезные ископаемые, образуют в земной коре естественные скопления, которые называются месторождениями. Содержание ценных компонентов в месторождениях значительно выше их среднего содержания в земной коре, называемого кларком.

В наибольших количествах в настоящее время из вторичного сырья производят алюминий и основные тяжёлые металлы. Исключительно большое значение для современной экономики имеет производство вторичных драгоценных металлов. Вовлечение вторичного сырья в цикл металлургического производства позволяет экономнее расходовать природные рудные ресурсы, получать металлы более простыми и дешёвыми металлургическими приёмами, дополнительно увеличивать выпуск металлической продукции.

В перспективе вторичное сырьё должно стать основным источником получения некоторых цветных металлов, а за счёт переработки рудного сырья будет покрываться лишь дефицит баланса между потребителем и производством данного металла.
3. Геология и горное дело являются головными звеньями в общем цикле горнометаллургического производства. В их основную задачу входит обеспечение обогатительных фабрик и металлургических предприятий всеми необходимыми природными сырьевыми и вспомогательными материалами. Готовность рудных месторождений к промышленному освоению и эксплуатации определяется их геолого-экономической оценкой, осуществляемой в два этапа: после завершения предварительной разведки, детальной разведкой.

Месторождения промы40шленных руд по характеру происхожде­ния бывают коренными и россыпными. Коренными называют руды, залегающие в месте первоначального образования и расположенные внутри общего массива горных пород. Эти руды после добычи из шахты или из открытого рудника требуют пред­варительно перед обогащением дробления и измельчения. Ценные минералы и минералы пустой породы в таких рудах находятся в тесной ассоциации между собой.

Россыпями называют вторичные месторождения, образова­вшиеся в результате разрушения руд первичных коренных место­рождений и вторичного отложения материала из первичных руд. В россыпях минералы претерпели очень сильные изменения по химическому составу и физическим свойствам. Все минералы и крупные куски руды подверглись разрушению водными пото­ками, выветриванию, изменениям температуры, воздействию хи­мических соединений и т. п.

Запасы руд в месторождениях с учётом количественных и качественных характеристик, а также по степени их изученности классифицируют по категориям А, В, С₁, С₂, а по народнохозяйственному значению как балансовые и забалансовые.

К категории А относят месторождения, пригодные для непосредственной эксплуатации или обеспечены исходными геологическими данными для проектирования, разработки и составления технических проектов на строительство горного предприятия. Категория В характеризует месторождения, которые дополнительных геологических изысканий, но пригодны для разработки проектных заданий. К категории С₁ относят предполагаемые запасы, примыкающие со стороны к разведанным участкам более высоких категорий. Данные о запасах категории С₁ могут быть использованы для обоснования перспективных планов отрасли. Рудные запасы категории С₂ охватывают месторождения и минерализованные зоны, определяемые геологическими предпосылками. Они важны для народнохозяйственного планирования и планирования геологоразведочных работ.

К балансовым относятся запасы полезных ископаемых, использование которых экономически целесообразно при существующей или осваиваемой промышленностью прогрессивной технологии. Использование забалансовых запасов в настоящее время экономически нецелесообразно или технически невозможно, но они по мере развития технологий переработки могут быть переведены в категорию балансовых.

Разработкой рудных месторождений и поставкой сырья на обогатительные фабрики и металлургические предприятия занимается горнорудная промышленность. При разработке рудных месторождений применяют три способа: открытый, подземный и комбинированный.