Обогатимость

ОБОГАТИМОСТЬ полезных ископаемых (а. washability; н. Aufbereitbarkeit; ф. lavabilite, aptitude а la preparation; и. lavabilidad) — технологическая оценка возможной степени извлечения и концентрации минеральных компонентов при обогащении полезных ископаемых. Зависит от минерального состава, текстуры и структуры полезных ископаемых (характера срастаний минералов, габитуса минеральных выделений). Обогатимость — обязательная характеристика месторождения полезных ископаемых при оценке запасов, разработке технологических схем, проектировании обогатительной фабрики, выборе флотации реагентов и т.д.

Исследование обогатимости проводят на материале, полученном в результате опробования месторождения полезных ископаемых. Вещественный состав пробы изучают минералого-петрографическим, гранулометрическим, фазовым и химическим анализами. По результатам фракционного анализа строят графическую зависимость обогатимости в координатах: выход продукта обогащения — содержание и извлечение компонента. Определение обогатимости включает исследование, свойств минералов (механических, электрических, магнитных, полупроводниковых, адсорбционных, химических и др.) спектроскопическими, ядерно-магнитными и прочими методами.

С учётом петрографического состава и механических свойств выбирают схему рудоподготовки, включающую процессы дробления, грохочения, измельчения и классификации для вскрытия (высвобождения) зёрен извлекаемых минералов при возможно большей крупности частиц. К рудоподготовке относятся также обжиг (магнетизирующий, окислительный и т.п.), гранулирование (перед выщелачиванием). Методы и схему обогащения выбирают путём сопоставления физических и химических свойств минералов с учётом крупности выделенных зёрен.

В зависимости от распределения размеров вкраплений извлекаемых минералов схему обогащения разделяют на стадии с включением рудоподготовительных операций между ними. Цель первой стадии — выделение максимального количества готового вскрытого полезного минерала или пустой породы при минимальной степени измельчения. Эта стадия обусловлена содержанием в добытой горной массе сплошных оруденений или значительным количеством породы, практически не содержащей ценных минералов. На первой стадии применяют гравитационные методы обогащения (обогащение в тяжёлых средах, отсадку и др.), сухую магнитную сепарацию, коллективную флотацию. Цель второй стадии — максимальное извлечение всех ценных компонентов в черновые или коллективные концентраты. Для этого применяют флотацию, а также отсадку, концентрацию на столах, электросепарацию, мокрую магнитную сепарацию. Для некоторых руд (урановых, золотых, медных и др.) второй стадией являются выщелачивание, цианирование, сорбция и т.п. В случае использования подземного или кучного выщелачивания руд обогатимость оценивается при дроблении руды на месте её залегания.

Получаемые в результате основного обогатительного процесса черновые концентраты (коллективные или моноконцентраты) подвергают доводке или селекции. При этом применяют либо многократно повторенные те же операции (например, перечистные флотации), либо химико-гидрометаллургические процессы (при коллоидно-дисперсной, изоморфной вкрапленности и т.п.). Доводка завершается операциями обезвоживания готовой продукции. Из концентратов получают металлические продукты (например, золото, медь).

В результате исследования обогатимости разрабатывается технологическая схема, включающая комбинацию различных методов и процессов обогащения, а иногда и металлургии, приводящую к наиболее эффективному разделению компонентов. В основе разделения компонентов по их свойствам (различию в плотности, магнитной восприимчивости, электрической проводимости, адсорбционной способности, смачиваемости, растворимости и т.д.) лежит создание градиента концентрации частиц минералов, ионов или молекул в жидкой или газовой фазе, а также на границах раздела фаз с помощью различных силовых полей и воздействий (магнитных, электрических, гравитационных, адсорбционных и т.п.). Обогатимость в отдельном разделительном процессе зависит от аппаратурного оформления. Для оценки интенсивности разделения строят шкалы обогатимости минералов. Испытание обогатимости на различных обогатительных аппаратах и установках завершают обогащением пробы по выбранной схеме с технико-экономической оценкой обогатимости. При этом сравниваются такие параметры обогатимости, как извлечение, качество получаемых продуктов и их выход, а также себестоимость переработки полезных ископаемых по выбранной схеме. В зависимости от сочетания этих показателей формируются критерии обогатимости — технологические, кинетические, термодинамические, статистические и экономические, позволяющие оценить обогатимость на различных стадиях обогащения с целью их оптимизации. Исследования на обогатимость проводят в промышленных, полупромышленных и лабораторных условиях, используя методы статистического планирования и обработки результатов по соответствующим критериям.