Понятие о рудах, минералах и их свойствах

27.11.2019

Составные части горных пород и руд, представляющие собой самородные элементы пли природные химические соединения, называются минералами. Образуются минералы в результате разнообразных геологических процессов, происходящих в земной коре.

Минеральные образования или горная порода с содержанием полезных компонентов, обеспечивающих экономическую целесообразность и техническую эффективность их извлечения при современном состоянии технологии добычи и переработки, называются рудой. Полезные минералы обычно называют рудными.

Часть руды, которая в настоящее время не представляет промышленной ценности, считается пустой породой. Одной из основных задач обогащения и является отделение полезной части руды от пустой породы. Извлеченная из руды полезная часть, называемая концентратом, поступает затем в металлургическую переработку для производства металла.

Руды разделяются на металлические, в которых полезные компоненты представлены металлами, и неметаллические, в которых полезные компоненты представлены минералами, по содержащими металлов (графит, апатит и др.).

Металлические руды, в свою очередь, делятся на руды черных (железные и марганцевые), цветных (медные, цинковые, свинцовые, никелевые, оловянные и др.), редких (бериллиевые, титановые, циркониевые и др.) и благородных (золото, серебро, платина) металлов.

Руды бывают простые, если содержат один металл, и сложные, если содержат два и более полезных компонента. Например, руды ряда месторождении Алтая содержат одновременно медные, свинцовые, цинковые и другие минералы. Руды, содержащие один ценный металл, называются монометаллическими. Полиметаллические руды являются наиболее ценными. Комплексное использование сырья предусматривает извлечение всех ценных компонентов.

Ценность минералов, как и руд, относительна. Так, в медноколчеданных рудах основным минералом является пирит FeS2, состоящий из 50% железа и 50% серы. Если пирит экономически выгодно использовать для производства железа или серной кислоты, то он является ценным минералом, а если организация производства железа или серной кислоты па месте нецелесообразна и перевозка добытого пирита к месту переработки дорога, то пирит не может считаться ценным минералом.

Содержание различных ценных минералов в рудах колеблется в широких пределах. Например, медная руда считается промышленной, если в ней содержится более 0,4% меди, а для молибденовой руды промышленной считается руда с содержанием сотых долей процента молибдена.

Содержание металлов в рудах выражают в процентах, кроме золота, серебра и металлов платиновой группы, содержание которых выражают в граммах на тонну руды.

В некоторых рудах помимо основных ценных металлов в незначительных количествах присутствуют в виде изоморфной примеси другие полезные компоненты, химически связанные с ценным минералом. Выделить эти компоненты в самостоятельный концентрат невозможно, так как методами механического обогащения нельзя отделить их от основного минерала, и они обычно переходят в основной концентрат. Эти компоненты называются сопутствующими, или спутниками. Например, платиновые металлы в медно-никелевых рудах связаны с никелевыми минералами, рений в медно-молибденовых рудах — с молибденитом, кадмий в цинковых рудах — с сфалеритом и т. д. Иногда стоимость металлов-спутников в руде может превышать стоимость основных ценных металлов.

В зависимости от того, с какими элементами связаны металлы в минерале (серой или кислородом), все минералы делятся на две группы: сульфидные и окисленные. Большинство руд цветных металлов представлено сульфидными минералами, руды же редких металлов представлены главным образом окисленными минералами.

Наиболее важными в промышленном отношении минералами руд цветных и редких металлов являются:

меди — халькопирит CuFeS2, халькозин Cu2S, ковеллин CuS, борнит Cu5FeS4, малахит CuCO3*Cu(OH)2 и азурит 2СuСО3*Cu(OH)2;

цинка — сфалерит ZnS;

свинца — галенит PbS и церуссит PbCO3;

никеля — пентландит (Ni, Fe)S и никеленосный пирротин Fe7S8 (в состав пирротина никель входит в виде изоморфной примеси);

молибдена — молибденит MoS2;

вольфрама — шеелит CaWO4 и вольфрамит (Fe, Mn)WО4;

олова — касситерит SnO2;

титана — рутил TiO2 и ильменит FeO*TiO2;

бериллия — берилл 3ВеО*Al2O3*6SiO2 и хризоберилл BeO*Al2O3;

циркония — циркон ZrSiO4;

тантала и ниобия — колумбит (Fe, Mn)(Nb, Ta)2O5 и танталит (Fe, Mn)(Nb, Та)2О6, а также пирохлор, имеющий сложный состав.

Для технологии обогащения важнейшее значение имеют физико-химические свойства минералов — природная гидрофобность или гидрофильность (смачивание водой), плотность, магнитная восприимчивость, электропроводность, твердость и др. В том или ином процессе обогащения используются различия в свойствах минералов — составных частей горных пород и руд.

Основной метод обогащения руд цветных и ряда редких металлов — флотация, основанный на избирательном прилипании минеральных частиц к пузырькам воздуха, пропускаемого через взвешенную в воде суспензию тонко измельченной руды. Флотируемость тех или иных минералов определяется природной и искусственно регулируемой смачиваемостью минеральной поверхности водой.

Различие в плотности минералов используется в технологии обогащения руд гравитационными методами (отсадка, обогащение на концентрационных столах, шлюзах, конусных и винтовых сепараторах и в тяжелых средах). Гравитационные методы применяются главным образом для отделения минералов пустой породы, обладающих небольшой плотностью (кварц — 2,65 г/см3, кальцит — 2,7 г/см3), от полезных минералов со значительно большей плотностью (вольфрамит 6,7—7,5 г/см3 и касситерит — 7 г/см3).

Используя различие в магнитной восприимчивости, можно отделить магнитные минералы от немагнитных в специальных аппаратах — сепараторах.

Разделение минералов по электропроводности производят на электрических сепараторах. Магнитные и электрические методы широко применяют при обогащении руд редких металлов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна