Что относится к рудным полезным ископаемым


Рудные полезные ископаемые - какие существуют виды

 

Нельзя представить жизнь человека без металлических предметов – техника, посуда, здания, все это изготовлено благодаря постоянному производству. Но где этот процесс берет свое начало? Изначально, для получения сырья, используются минеральные руды, которые добываются в карьерах и шахтах.

Руда – это минеральные ресурсы, которые имеют в составе большое количество металлов. Из нее выплавляют сплавы, которые в дальнейшем используются в производстве. Внешним видом они напоминают камни, на которых есть блестящие вкрапления. Некоторые люди даже не догадываются, как выглядит стальная ложка, прежде чем она попадает в плавильные печи для переработки руды. Полезные ископаемые залегают глубоко под землей, поэтому их добывают шахтным и карьерным способом.

Какие существуют виды рудных ископаемых

В мире насчитывается более 200 категорий металлической руды, по типу превалирующего компонента, но ученые выделили обширную классификацию. Она меньше, поэтому пользоваться ей намного удобнее.

Стандартная классификация видов металлических руд, которая общепринята всеми странами выглядит так:

  1. Черные
  2. Цветные
  3. Драгоценные
  4. Редкие

Еще есть классификация по насыщенности – богатые и бедные. Она считается по количеству металлической части в руде. В железной – богатые от 50%, бедные от 20%. Цветные металлы добывать намного сложнее, а богатыми породы считаются от 6%. Бедные полезные ископаемые относятся к нерудным, ведь порода может оказаться источником силикатов, кремния или серы.

Цветная металлургия – одна из самых опасных для экологии Земли. Во время производства в воздух выбрасывается огромное количество вредных химических веществ, поэтому такие предприятия располагаются в дали от городов.


Железная руда – основа основ

Железная руда – это горная или вулканическая порода, которая имеет в своем составе большое количество метала, а ее переработка на производстве выгодна. Другими словами, если в камне меньше 20% железа, он не может считаться металлической рудой. Ее используют для выплавки металлов – стали, чугуна, сплавов.

Образуется железная руда тремя путями:

  • Магматический;
  • Метаморфизм;
  • Осадочный.

Первый объясняется тем, что во время извержения вулканов, металлы расплавляются и смешиваются с горными породами, а вследствие текучести магмы, они вырываются на поверхность и застывают. Большинство примесей, которые имеют низкую огнеупорность, выгорают при высоких температурах, поэтому процент содержания железа в таких рудах очень высокий. Магматические полезные ископаемые – самые распространенные в мире, их месторождения находят в окрестностях вулканов, что потухли еще несколько тысячелетий назад.

Метаморфический процесс – это тоже следствие высоких температур. Вещества, которые находятся на большой глубине, подвергаются воздействию давления и нагревания, в результате чего, их кристаллическая структура меняется. Пласты, где залегают рудные полезные ископаемые, выходят на поверхность во время движения тектонических плит. Также, горные образования, под которыми залегают полезные ископаемые, со временем разрушаются, что облегчает добычу ценных материалов.

Главную роль в осадочном процессе образования железной руды играют ветер и вода, вод воздействием которых хрупкая горная порода вымывается, остаются только металлические костяки – железняк. Процентное содержание металла в этой руде самое большое, но, встречается он намного реже.

Подобный механизм осаждения имеет и золото, которое вымывалось из горной породы проточными водами. Этот процесс стал причиной золотой лихорадки в США. Сейчас небольшие страны занимаются подобным способом добычи драгоценного метала.

Добывать руду в промышленных масштабах начали еще до нашей эры. Этот процесс археологи отслеживали очень долго. Изначально, человек научился обрабатывать изначально бронзовую руду, затем железную и драгоценные металлы.

Добыча рудных полезных ископаемых позволила человеку развивать технологии, оружие, строительство и другие сферы.


Современное производство металла из руды

Руда представляет собой камень, в котором большое количество силикатов. Чтобы отсортировать богатые камни и пустую породу, используют электромагнитный сепаратор. Для отделения метала от руды, она дробится на мелкие части и обрабатывается химикатами. Этот процесс называется обогащением.

Очистка руд черных металлов

Есть несколько способов очистить руду – магнитными устройствами, кислотами, вибрационным методом, но сейчас, чаще всего используют флотацию. Для этого используют тяжелые жидкости и суспензии. Сосуд, куда помещается измельченная руда, наполняется раствором, и через него подается большой напор воздуха под давлением, в результате чего, металл с пеной поднимается вверх, а пустая порода осаждается на дно. Для выплавки металла из руды необходимы высокие температуры, в которых сгорают мелкие частички породы.

Это самый простой и быстрый способ обогащения, он не требует большого количества операций, и относительно дешевый. Получившиеся металлические частицы расплавляют в доменных или сталеплавильных печах, делая заготовки для дальнейшего использования в производстве.

Существует и нехимическая очистка – в вибрационных бункерах, где с помощью больших частот колебания, разрушается горная порода, превращаясь в песок она просыпается сквозь сито, а на поверхности остаются частички металла. Но это не всегда помогает полностью отделить породу от железняка, поэтому его комбинируют с химическим методом.

В доменных печах выплавляются чугунные заготовки для производства, чтобы из него получилась сталь, к нему добавляют примеси других сплавов, металлолом.

Обычно, заводы располагают в местах, где залегают полезные ископаемые, чтобы не терять время на перевозку.

Очистка руд цветных металлов

Цветные металлы намного реже встречаются в природе, по сравнению с черными. Их можно разделить на тяжелые (медь, бронза, свинец, никель, цинк, кобальт) и легкие (титан, алюминий, магний).

Один из самых распространенных примеров полезных ископаемых – алюминий. Бокситы и нефелиновые руды, они обрабатываются, в результате чего образуется глинозем – белый порошок, похожий на крахмал. Его химический состав – Al2O3. Чистый алюминий получают методом электролиза, когда под воздействием направленного тока, молекула преобразуется в катионы – Al+ и O-. Они оседают на противоположно заряженных электродах, в результате чего и получается чистый алюминий.

Извлеченный из глинозема металл, заливают в миксер, где происходит его смешивание с другими материалами, для придания ему нужных пластических свойств. Из полученного состава отливают алюминиевые чушки, которые отправляются на различные производства для дальнейшего использования.

Медь выделяется из медносульфидного концентрата, добываемый на рудниках. В его состав входит огромное количество металлов. Для отделения чистого материала, на металлургических предприятиях, используют пиротехнологии, которые предусматривают применение высоких температур. Механизм получения меди не отличается от переработки черной руды – используется метод осаждения – фторирование. В дальнейшем, концентрат отправляется на завод, где и происходит его дальнейшее очищение от примесей. Его переплавляют под воздействием высоких температур, для получения черновой меди.

Более чистый продукт получают путем электролиза.

После этой процедуры остается шлам, который содержит в себе небольшие частицы драгоценных металлов (платина и золото). Этот продукт также перерабатывают, для получения чистого сырья, но их концентрация в отходах незначительная.

Более редкие металлы получают чаще всего химическим и электролитным путем. Они относятся к рудным полезным ископаемым, но их извлечение – сложный процесс. Например, титан. В природе он встречается только в виде химических соединений, черной руде и других горных породах. Материал, в котором содержится титан называется ильменит, в его состав входит и оксид железа, отделить от которого сырье достаточно сложно. Изначально, он отправляется в плавильные печи вместе с углем, где и происходит разделение смеси на чугун и диоксид титана.

Для его разделения проводят хлорирование, в результате чего, получают тетрахлорид титана, это соединение уже не такое прочное, как с кислородом, поэтому из него легко получить чистый метал. Делают это с помощью магния – реакция называется восстановление. В процессе производства получается титановая губка, которая переплавляется на производствах для изготовления деталей самолетов, ракет и других деталей.


Мировые запасы руды

Руда, которая содержит металлы, очень важна для производства и технического прогресса человечества. По подсчетам ученых, на сегодняшний день в Земле содержится около 800 миллиардов тон железной руды. 80% всех залежей содержат бедные руды, в которых небольшое количество металла, а процесс их переработки достаточно трудоемкий.

Насчитывается несколько стран, на территории которых расположены богатые рудники. Например, в Китае – 8% от всего мирового запаса.

Одни из самых богатых стран – Россия (18%), Бразилия (17%), Австралия (14%), Украина (11%). Несмотря на эти цифры, Китай является бесспорным лидером производства черных металлов. Количество цветных металлов гораздо меньше, а их распространение подсчитывают по поясам – это большие бассейны, которые вытянуты на сотни километров.

Алюминиевых рудных ресурсов больше всего в Южной Америке и Австралии. Медные находятся в окрестности Кольдирьеров и Анд, поэтому мировое первенство по добычи этого метала принадлежит Чили. Второй по размерам пояс находится в Африке, на территории Замбии. В основном рудные полезные ископаемые залегают в местах высокой тектонической активности, изучая которые, аналитики проводят поиски новых месторождений. Россия в этом списке стоит на третьем месте.

Карта рудных полезных ископаемых составляется на основе аналитических исследований. Ученые изучают географические и исторические данные местности, оценивают близость к тектоническим разломам. Чаще всего, большие пласты скоплений руды находят в местах вулканической активности, где магма выходила на поверхность, вынося с собой огромное количество расплавленных металлов. При застывании они остались сверху, что облегчает добычу полезных ископаемых.

Добыча металлов иногда вредит экологической системе земли. Например, при закрытии медного карьера в США, его затопило водой, которая смешалась с химикатами, и является опасной для жизни. В окрестностях нет животных, там живут только устойчивые водоросли, которые адаптировались к агрессивной среде.

Рудные и нерудные полезные ископаемые постепенно истощаются, поэтому ученые разрабатывают новые способы получения сырья для производства. Некоторые редкие металлы синтезируют посредством воздействия химических элементов, но их количество уступает карьерному и шахтному способу добычи.

Переработка полезных ископаемых | металлургия | Британника

Обработка полезных ископаемых , искусство обработки сырых руд и минеральных продуктов с целью отделения ценных минералов от пустой породы или пустой породы. Это первый процесс, которому подвергается большинство руд после добычи, чтобы получить более концентрированный материал для процессов добывающей металлургии. Основными операциями являются измельчение и концентрирование, но есть и другие важные операции на современном заводе по переработке полезных ископаемых, включая отбор проб, анализ и обезвоживание.Обо всех этих операциях рассказывается в этой статье.

Британская викторина

Викторина о твердой Земле

Как геологи называют широкий вулканический кратер в форме чаши?

Отбор проб и анализ

Регулярный отбор проб и анализ обрабатываемого сырья проводятся с целью получения информации, необходимой для экономической оценки руд и концентратов.Кроме того, современные заводы имеют полностью автоматические системы управления, которые проводят анализ материала в процессе его обработки и вносят коррективы на любой стадии, чтобы производить максимально богатый концентрат при минимально возможных эксплуатационных расходах.

Отбор проб - это удаление из данной партии материала части, которая является репрезентативной для всего материала, но имеет удобный размер для анализа. Это делается вручную или машинным способом. Ручной отбор проб обычно является дорогостоящим, медленным и неточным, поэтому он обычно применяется только там, где материал не подходит для машинного отбора проб (например, слизистая руда) или где оборудование либо недоступно, либо слишком дорого в установке.

Доступно множество различных устройств для отбора проб, включая лопаты, пробоотборники для труб и автоматические пробоотборники. Для этих пробоотборных машин, обеспечивающих точное представление всей партии, решающее значение имеют количество одной пробы, общее количество проб и тип отобранных проб. Был разработан ряд математических моделей выборки, чтобы прийти к подходящим критериям выборки.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.Подпишитесь сегодня

Анализ

После взятия одной или нескольких проб из некоторого количества руды, проходящего через материальный поток, такой как конвейерная лента, образцы уменьшаются до количеств, подходящих для дальнейшего анализа. Аналитические методы включают химический, минералогический и размер частиц.

Еще до 16 века были известны комплексные схемы анализа (измерения ценности) руд с использованием процедур, которые существенно не отличались от тех, что используются в наше время.Хотя традиционные методы химического анализа используются сегодня для обнаружения и оценки количества элементов в рудах и минералах, они медленные и недостаточно точные, особенно при низких концентрациях, чтобы полностью подходить для управления технологическим процессом. Как следствие, для достижения большей эффективности все чаще используется сложное аналитическое оборудование.

В эмиссионной спектроскопии электрический разряд устанавливается между парой электродов, один из которых сделан из анализируемого материала.Электрический разряд испаряет часть образца и возбуждает элементы в образце, чтобы излучать характерные спектры. Обнаружение и измерение длин волн и интенсивности спектров излучения выявляют идентичность и концентрации элементов в образце.

В рентгенофлуоресцентной спектроскопии образец, облученный рентгеновскими лучами, испускает флуоресцентное рентгеновское излучение с длинами волн, характерными для его элементов. Количество испускаемого рентгеновского излучения зависит от концентрации отдельных элементов в пробе.Чувствительность и точность этого метода низки для элементов с низким атомным номером (, т. Е. несколько протонов в ядре, таких как бор и бериллий), но для шлаков, руд, агломератов и окатышей, где большинство элементов являются в диапазоне более высоких атомных номеров, как в случае золота и свинца, этот метод в целом подходит.

Минералогический анализ

Успешное отделение ценного минерала от его руды может быть определено путем испытания тяжелой жидкости, при котором фракция измельченной руды одного размера взвешивается в жидкости с высоким удельным весом.Частицы меньшей плотности, чем жидкость, остаются на плаву, а более плотные частицы тонут. Могут быть получены несколько различных фракций частиц с одинаковой плотностью (и, следовательно, схожим составом), а затем можно определить ценные минеральные компоненты с помощью химического анализа или микроскопического анализа шлифов.

Анализ размеров

Крупноизмельченные минералы можно классифицировать по размеру, пропустив их через специальные сита или грохоты, для которых приняты различные национальные и международные стандарты.Одним из старых стандартов (ныне устаревших) была серия Tyler, в которой проволочные экраны определялись размером ячеек, измеряемым в проволоке или отверстиях на дюйм. Современные стандарты теперь классифицируют сита в соответствии с размером отверстия, измеряемым в миллиметрах или микрометрах (10 -6 метр).

Минеральные частицы размером менее 50 микрометров можно классифицировать с помощью различных оптических методов измерения, в которых используются световые или лазерные лучи различных частот.

Чтобы отделить ценные компоненты руды от пустой породы, минералы необходимо физически высвободить из заблокированного состояния путем измельчения.Как правило, измельчение начинается с измельчения руды до размера ниже определенного и заканчивается измельчением ее в порошок, конечная крупность которого зависит от тонкости вкрапленности желаемого минерала.

В первобытные времена дробилки были маленькими ручными пестами и ступками, а измельчение производилось с помощью жерновов, вращаемых людьми, лошадьми или водной силой. Сегодня эти процессы осуществляются на механизированных дробилках и мельницах. В то время как дробление происходит в основном в сухих условиях, мельницы могут работать как в сухом, так и во влажном режиме, при этом преобладает мокрый помол.

Некоторые руды встречаются в природе в виде смесей дискретных минеральных частиц, таких как золото в гравийных пластах и ​​ручьях и алмазы в шахтах. Эти смеси требуют небольшого дробления или совсем не требуют его, так как ценные вещи можно извлечь с помощью других методов (например, дробление россыпного материала в моечных машинах для бревен). Однако большинство руд состоит из твердых и твердых пород, которые необходимо измельчить, прежде чем можно будет высвободить ценные минералы.

Для производства измельченного материала, пригодного для использования в качестве корма для мельниц (100 процентов кусков должны быть меньше 10-14 миллиметров, или 0.Диаметром от 4 до 0,6 дюйма) дробление осуществляется поэтапно. На первом этапе используются в основном щековые дробилки с шириной проема до двух метров. Они измельчают руду до размера менее 150 миллиметров, что является подходящим размером для использования в качестве сырья для стадии вторичного дробления. На этом этапе руда измельчается в конусных дробилках до размера менее 10-15 миллиметров. Этот материал является кормом для мельницы.

Шлифовальный

На этой стадии процесса измельченный материал может быть дополнительно измельчен в цилиндрической мельнице, которая представляет собой цилиндрический контейнер, построенный с различным соотношением длины к диаметру, установленный с осью по существу горизонтально и частично заполненный мелющими телами ( e.g., кремневые камни, железные или стальные шарики), которые падают под действием силы тяжести при вращении контейнера.

Особой разработкой является автогенная или полусамогенная мельница. Автогенные мельницы работают без мелющих тел; вместо этого более крупная часть руды просто измельчает себя и более мелкие фракции. В полуавтогенные мельницы (получившие широкое распространение) добавляют от 5 до 10 процентов мелющих тел (обычно металлических сфер).

Дробление / измельчение

Еще одна разработка, сочетающая процессы дробления и измельчения, - валковая дробилка.Он состоит в основном из двух цилиндров, установленных на горизонтальных валах и приводимых в противоположных направлениях. Цилиндры прижимаются друг к другу под высоким давлением, так что измельчение происходит в слое материала между ними.

.

руды | добыча | Britannica

Руда , естественное скопление одного или нескольких полезных ископаемых, которые можно добывать, обрабатывать и продавать с прибылью. Старое определение ограничивало использование слова руда металлическими месторождениями полезных ископаемых, но в некоторых случаях термин был расширен за счет включения неметаллических веществ.

руда Образец золотой руды. Геологическая служба США

Хотя было идентифицировано более 2800 видов минералов, только около 100 считаются рудными минералами.Среди них гематит, магнетит, лимонит и сидерит, которые являются основными источниками железа; халькопирит, борнит и халькоцит, основные источники меди; а также сфалерит и галенит, основные источники соответственно цинка и свинца. Медь, молибден и золото обычно находятся в вкрапленных отложениях, то есть более или менее равномерно разбросаны в большом объеме породы. Медь, свинец и цинк часто встречаются в массивных сульфидных месторождениях. Считается, что многие такие отложения образовались в результате выпадения осадков из вулканических выбросов на морское дно или в результате метасоматического замещения (процесс одновременного растворения и отложения).

Нетрудное месторождение состоит полностью из одного рудного минерала. Руды всегда смешаны с ненужными или бесполезными породами и минералами, которые вместе известны как пустая порода. Обычно руда и пустая порода добываются вместе, т. Е. Извлекаются из вмещающей породы в массе механическими или ручными способами. Затем руда отделяется от пустой породы с помощью различных операций, известных под общим названием переработка полезных ископаемых или обогащение руды. Затем желаемый металлический элемент извлекается из руды с помощью различных процессов плавки, обжига или выщелачивания.Достижения в гидрометаллургии означают, что некоторые металлы, такие как медь, уран и золото, могут быть удалены из вмещающей породы без бурения и взрывных работ. Иногда в этом процессе используются специальные бактерии. После восстановления металлы могут быть дополнительно очищены (очищены) или сплавлены с другими металлами, как на медном заводе или сталелитейном заводе. Таким образом, добыча, переработка и рафинирование - это последовательные этапы использования рудного месторождения для получения металла.

.Предупреждение об ошибке

File Not Found (404)


Сожалеем, но страница, которую вы ищете, могла быть удалена, изменилось ее имя или временно недоступна.

Что делать?

  • Если вы ввели URL-адрес страницы, проверьте правописание.
  • Перейдите на нашу домашнюю страницу и просмотрите наши темы для получения нужной информации.
  • Перейдите в индекс нашего сайта, чтобы просмотреть страницу или раздел, который вы ищете.
  • Используйте нашу поисковую систему, чтобы найти нужную информацию.

Чтобы сообщить о неработающей ссылке, напишите письмо webmaster @ sec.губ.
Приносим извинения за доставленные неудобства и благодарим вас за интерес к сайту SEC.

.

Флотация | обогащение руды | Britannica

Флотация , при переработке полезных ископаемых, метод, используемый для разделения и концентрирования руд путем изменения их поверхности до гидрофобного или гидрофильного состояния, то есть поверхности либо отталкиваются, либо притягиваются водой. Процесс флотации был разработан в промышленных масштабах в начале 20 века для удаления очень мелких минеральных частиц, которые раньше уходили в отходы на установках гравитационного обогащения. В настоящее время флотация стала наиболее широко используемым процессом для извлечения многих полезных ископаемых из руд.

Принципиальная схема флотационной сепарационной камеры. Encyclopædia Britannica, Inc.

Подробнее по этой теме

разделение и очистка: пенное фракционирование и флотация

Есть несколько методов, в которых используется пена для разделения. В них принцип разделения - адсорбция на пузырьках газа или ...

Большинство минералов требуют покрытия водоотталкивающим средством для плавучести.Покрывая минералы небольшим количеством химикатов или масел, мелкоизмельченные частицы минералов остаются несмаченными и, таким образом, прилипают к пузырькам воздуха. Минеральные частицы покрывают путем перемешивания пульпы из руды, воды и подходящих химикатов; последние связываются с поверхностью минеральных частиц и делают их гидрофобными. Несмоченные частицы прилипают к пузырькам воздуха и переносятся на верхнюю поверхность пульпы, где попадают в пену; затем пена, содержащая эти частицы, может быть удалена.Нежелательные минералы, которые естественным образом сопротивляются смачиванию, можно обработать так, чтобы их поверхность смочилась и они утонули.

Эта способность изменять плавучесть полезных ископаемых сделала возможным многие сложные процессы разделения, которые сейчас являются обычной практикой на современных заводах. Флотация широко используется для концентрирования минералов меди, свинца и цинка, которые обычно сопутствуют друг другу в своих рудах. Многие сложные рудные смеси, ранее не представлявшие ценности, стали основными источниками определенных металлов благодаря процессу флотации.

.

Смотрите также