НОВОСТИ

ОБОГАЩЕ́НИЕ ПОЛЕ́ЗНЫХ ИСКОПА́ЕМЫХ, совокупность процессов извлечения ценных компонентов из твёрдого минерального природного и техногенного сырья с целью получения продуктов для дальнейшей технически возможной и экономически целесообразной переработки либо использования. Способы обогащения основаны на разделении минералов по их свойствам: плотности – гравитационное обогащение; смачиваемости поверхностей – флотация; магнитной восприимчивости – магнитная сепарация; электрич. свойствам (электрич. проводимости, диэлектрич. проницаемости, способности заряжаться при трении) – электрическая сепарация; различию в естеств. и наведённой радиоактивности – радиометрическое обогащение и др. Для повышения контрастности (отличий) технологич. свойств минералов применяют разл. способы (УЗ, электрохимич., радиац., термич. и др.) воздействия на руды и продукты обогащения. О. п. и. осуществляют на обогатит. фабриках.

О. п. и. известно с древнейших времён. Первое, опубликованное в 1556, обстоятельное описание многих (естественно, примитивных) процессов обогащения дал Г. Агрикола. В России зарождение О. п. и. связано с выделением золота из руд; в 1748 на р. Исеть построена первая обогатит. фабрика для извлечения золота. В 1763 М. В. Ломоносов дал описание ряда обогатит. процессов в труде «Первые основания металлургии или рудных дел». С сер. 19 в. началось интенсивное развитие осн. механич. методов (рудоподготовка, гравитац. методы и др.), на рубеже 19–20 вв. – магнитных и электрич. методов; в 1930-х гг. получил распространение флотац. метод обогащения, который является основным при переработке руд цветных и редких металлов, горно-химич. сырья. С сер. 20 в. для переработки бедных и окисленных руд широко используются процессы выщелачивания (напр., бактериальное выщелачивание). Для руд сложного вещественного состава (в связи с вовлечением в переработку труднообогатимых руд и техногенного минер. сырья, характеризующегося низким содержанием ценных компонентов и тонкой вкрапленностью минералов) комплексное извлечение ценных компонентов достигается сочетанием обогатит. процессов с использованием гидрометаллургич., химич. и биологич. переработок (комбиниров. схемы), т. н. обогатительно-химико-металлургич. технологии (Mineral processing).

В результате О. п. и., помимо концентратов, образуются т. н. хвосты (отходы процесса обогащения с содержанием ценных компонентов значительно ниже, чем в исходном сырье), которые, в зависимости от минер. состава пород, поступают в отвал или на переработку в целях комплексного использования сырья (напр., для доизвлечения ценных компонентов) либо их применяют в качестве флюсов, строит. материалов и др. При содержании в руде нескольких полезных компонентов из неё получают селективные концентраты, содержащие преим. один ценный компонент, или комплексные концентраты (напр., медно-золотые, никель-кобальтовые), которые разделяются на ценные компоненты в металлургич. процессе. Важное значение О. п. и. определяется тем, что металлургич., химич. и др. пром. процессы основаны на переработке концентратов.

Разнообразие видов и минералого-петрографич. характеристик полезных ископаемых почти полностью исключает возможность применения однотипных схем и режимов О. п. и. В каждом конкретном случае схема О. п. и. определяется в зависимости от состава и размеров вкраплений минералов в сырье, лабораторных и полупром. исследований на обогатимость (оценка возможности и полноты извлечения, концентрации минер. компонентов).

Схема обогащения рудного сырья состоит из ряда последоват. процессов – подготовит. процессы (дробление, измельчение, грохочение и классификация сыпучих материалов), собственно обогащение и вспомогат. процессы (обезвоживание, отстаивание, фильтрование, сушка) для достижения необходимого содержания влаги в концентратах.

На обогатит. фабрике поступившая с рудника или карьера горная масса (руда, уголь) после крупного дробления (60–40 мм) подвергается рудоподготовке, которая состоит из процессов дробления (крупностью менее 30–20 мм), грохочения и классификации (усреднение материала). Дроблёный продукт может подвергаться предварит. обогащению в тяжёлых средах или методами радиометрии. Данные методы позволяют удалить до 20–50% отвального продукта (пустой породы), повысив содержание ценных компонентов в 1,5–2 раза, что обеспечивает снижение энергетич. и материальных затрат при последующих операциях обогащения. Дополнит. дробление и измельчение исходного материала проводят с целью доведения его до размеров, пригодных для проведения обогатит. процесса, а также для раскрытия руды (разделение сростков и образование частиц индивидуальных минералов). Применение центробежных и конусных инерционных дробилок позволяет снижать крупность до 10–6 мм. Тонкое измельчение (крупностью от 5 мм до 74–40 мкм) осуществляется в мельницах. Для вскрытия тонкодисперсных минер. комплексов используют разл. энергетич. методы воздействия (напр., мощные наносекундные электромагнитные импульсы), обеспечивающие высвобождение частиц до микро- и наноуровня. Измельчённый продукт подвергается обработке обогатит. методами или их комбинацией.

О. п. и. характеризуется двумя осн. показателями: содержанием в концентрате полезного компонента и его извлечением (в процентах). При О. п. и. из руд извлекают до 65–95% ценных компонентов, при этом по сравнению с рудами их концентрация возрастает в десятки и сотни раз. Эффективность О. п. и. определяется степенью раскрытия минер. комплексов (соотношения раскрытых частиц рудных и породообразующих минералов) и контрастностью технологич. свойств по разделительному признаку (удельный вес, радиоактивность, электрич., магнитные и физико-химич. свойства, цвет, форма минерала). Выбор технологии О. п. и. осуществляется с учётом требований охраны окружающей среды. В 2010 в РФ обогащению подверглось 680 млн. т разл. руд и 110 млн. т углей.

Гл. направления развития О. п. и.: создание новых экологически безопасных способов комплексного извлечения компонентов из труднообогатимого минер. сырья с применением обогатит. и химико-металлургич. процессов; разработка высокоэффективных нетрадиц. методов селективной дезинтеграции тонкодисперных минер. комплексов; совершенствование технологий переработки техногенного минер. сырья; разработка новых методов кондиционирования водной и газовой фаз.