WUT Mining Engineering

TECHNOLOGIE PRZERÓBKI

SUROWCÓW

MINERALNYCH

dr hab. inż. Andrzej Łuszczkiewicz

Instytut Górnictwa, Zakład Przeróbki Kopalin i Odpadów

Wydział Geoinżynierii, Górnictwa

i Geologii

WYMAGANIA WSTĘPNE:

zaliczenie kursów z podstaw

mineralurgii (wykłady i egzamin)

WUT Mining Engineering

Zadaniem kursu

jest zapoznanie przyszłego

inżyniera górnika (

specjalisty z zakresu

inżynierii mineralnej

) z zasadami tworzenia

technologii przeróbki i uszlachetniania kopalin tj.

rud metali i innych surowców mineralnych, a także

surowców wtórnych, w celu pozyskania składników

i produktów użytecznych,

stanowiących produkt

finalny (sprzedażny) górnictwa

(przemysłu

mineralnego)

i wykorzystywanych w przemysłach

przetwórczych takich jak: hutnictwo, przemysł

chemiczny, materiałów budowlanych i inne.

WUT Mining Engineering

•

Program wykładów

2 godz./raz na 2

tygodnie (15 godz./semestr)

•

Program ćwiczeń laboratoryjnych

2 godz.

tygodniowo (30 godz./semestr)

•

Ćwiczenia laboratoryjne

mają za zadanie

praktyczne przybliżen

ie elementów wiedzy

wykładanej zarówno w ramach przedmiotu

„Podstawy mineralurgii” jak i „Technologie

przeróbki surowców mineralnych”

Zaliczenie

ćwiczeń jest warunkiem dopuszczenia do

egzaminu.

•

Przedmiot kończy się egzaminem

PRZEDMIOT OBEJMUJE WYKŁADY I ĆWICZENIA

LABORATORYJNE

WUT Mining Engineering



Wprowadzenie. Kryteria

technologiczne wykorzystania

surowców mineralnych. Podstawowe

definicje. Operacje przeróbcze,

systemy operacji: schematy

technologiczne jakościowe,

jakościowo-ilościowe, maszynowe.



Wykorzystanie wyników badań

surowców mineralnych i odpadów

mineralnych do opracowania podstaw

technologii ich przeróbki i

wykorzystania: skład ziarnowy, krzywe

wzbogacalności, krzywe rozdziału,

krzywe sedymentacji.

Tematyka wykładów

WUT Mining Engineering



Woda w przeróbce kopalin i jej właściwości.

Zawiesiny. Parametry składu zawiesin:

gęstość, zagęszczenie części stałych,

rozcieńczenie, porowatość, wilgotność.

Rozdzielanie zawiesin: zagęszczanie,

odwadnianie, bilanse masowe i objętościowe

składników. Schematy wodno-mułowe

(ilościowe).



Maszyny i operacje. Standardowe, specjalne i

kombino-wane sposoby przeróbki surowców.

Metody hydrometalur-giczne. Główne typy

maszyn w przeróbce kopalin. Budowa

schematów technologicznych (systemy

operacji)



Podstawy technologii przeróbki wybranych

surowców pierwotnych (w relacji do tematów

seminariów z innych przedmiotów, jako ich

uzupełnienie)

Czynniki decyduj

ce o

yteczno

ci z

a kopaliny



1. Wyniki bada

i odkry

geologicznych,

koncesje na

badania geologiczne,



2. Lokalizacja (infrastruktura terenu, regionu) i

rozmiary

a, sposób zalegania (geologia

ynierska),



3. Jako

ść

kopaliny

(mineralogia, petrografia,

analityka

chemiczna, badania

technologiczne)



4. Metody i koszty górnicze: koszty

udostępnienia z

przygotowania i

eksploatacji



5. Zakres i koszty, dostosowania

(przetwarzania)

ciwo

ci i

jako

ci kopaliny do potrzeb dbiorców.

Podatno

ść

na przeróbk

, wzbogacalno

ść



6. Zakres i sposoby zagospodarowania odpadów

górniczych i przeróbczych

WUT Mining Engineering

•

potrzebowanie na kopalin

lub sk

adniki

yteczne w

niej zawarte, warto

ść

kopaliny lub

substancji

ytecznej (cena na rynkach

wiatowych)

•

Aspekty finansowe:

–

koszty operacyjne: górnicze

przeróbcze,

przetwórcze

–

koszty inwestycyjne: infrastruktury,

górnicze

przeróbcze,

przetwórcze

–

uzyskany (posiadany) kapita

, koszty obs

ugi

kredytu

bankowego

–

aty koncesyjne, podatki, op

aty za

korzystanie ze

rodowiska

WUT Mining Engineering

Literatura podstawowa

1. Drzymała J.

Podstawy mineralurgii

. Oficyna Wydaw-

nicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001

2. Laskowski J., Łuszczkiewicz A.,

Przeróbka kopalin.

Wzbogacanie surowców mineralnych

. Skrypt

Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1989

3. Blaschke Z. i inni, Górnictwo Cz.V.

Zarys technologii

procesów przeróbczych

, Skrypt AGH, Kraków,

1983

4. Malewski J. ,

Przeróbka Kopalin. Zasady

rozdrabiania

i klasyfikacji

Skrypt Politechn. Wrocł., Wrocław 1981.

5. Wills B.A.,

Mineral processing technology

. Pergamon

Press 1983, 1988 i póżniejsze wydania

6. Chodyniecka L., Gabzdyl W., Kapuściński T.,

Mineralog

i petrografia dla górników

. Wyd. Śląsk, Katowice

1988.

7. Bolewski A. Mineralogia szczegółowa 1965, 68, 75, 81,

WUT Mining Engineering

Pierwiastek

kark

ppm

(g/Mg)

Zawartość w

surowcach

przemysło-

wych, ppm

Stosunek zawar-

tości przemysło-

wej do klarku

(WG) (stopień

wzbogacenia)

stosunek zawar-

tości w koncen-

tracie do klarku

(WP) (stopień

wzbogacenia)

rtęć

0.089

1000

11 200

1 120 000

platyna

0.001

1000

1000-10 000

złoto

0.003

1000

1000-10 000

ołów

40 000

3 300

200 000

chrom

110

230 000

2 100

4 200

cyna

1.7

3 500

2 000

20 000

cynk

35 000

370

7400

uran

1.7

700

350

28 000

Przeciętne rozproszenie niektórych

pierwiastków w przyrodzie (klarki) i przybliżone

wymagania jakościowe stawiane surowcom tych

pierwiastków oraz wskaźniki geochemiczne WG

i WP

WUT Mining Engineering

Pierwiastek

kark
ppm

(g/Mg)

Zawartość w

surowcach

przemysło-

wych, ppm

Stosunek zawar-
tości przemysło-

wej do klarku

(WG) (stopień
wzbogacenia)

stosunek zawarto-

ści w koncentracie

do klarku (WP)

(stopień wzboga-

cenia)

mangan

1300

250 000

190

5 700

kobalt

2 000

300

miedź

3 500

400

tytan

6 400

100 000

żelazo

50 000

200 000

glin

83 000

185 000

2.2

Przeciętne rozproszenie niektórych

pierwiastków w przyrodzie (klarki) i przybliżone

wymagania jakościowe stawiane surowcom tych

pierwiastków oraz wskaźniki geochemiczne WG

i WP

WUT Mining Engineering

Klasyfikacja surowców

mineralnych

A. Surowce metaliczne (metaliferous

minerals)

Rudy metali rodzimych (native ores)

(Au, Ag, Cu)

Rudy siarczkowe (sulfide ores)

(Cu, Zn, Pb, Ni,

Sn, As, Ag)

Rudy utlenione: (oxidized ores)

tlenkowe

(Fe, Ti, Cr, Al, Sn, )

rudy stanowiące sole trudno rozpuszczalne:

siarczanowe

(Ba, Sr, S, Mg, B)

krzemianowe

(Zr, Ni, )

węglanowe

(Cu, Ln: Ce,La,Nd,Pr...)

fosforanowe

(F, P, Y, Ln: Ce,La,Nd,Pr...)

inne

Rudy kompleksowe (complex ores)

polimetaliczne

(np. Cu-Pb-Zn)

polimetaliczne siarczkowe, utlenione

(Zn-Pb, Cu)

WUT Mining Engineering

Klasyfikacja surowców

mineralnych (c.d)

B. Surowce niemetaliczne (industrial

minerals)

SUROWCE :

budowlane

, np. kruszywa, wapień, piaski itp.

ceramiczne

i szklarskie, iły, gliny, skaleń,

piaski kwarcowe

ogniotrwałe

, chromit, magnezyt, cyrkon

chemiczne

, np. baryt, fluoryt, sól kamienna,

sole potasowe, fosforyty, saletry itp.

materiały ścierne

, np. korund, granaty

metalurgiczne

, np. dolomit, wapień, fluoryt

dla rolnictwa

, np. dolomit, iły, wapień, sole

potasowe i magnezowe, fosforyty

dla elektroniki

i optyki, np. kwarc,

WUT Mining Engineering

B. Surowce niemetaliczne (industrial

minerals)

c.d

SUROWCE :

skalne:

granity, sjenity, gabra, bazalty,

wapienie, dolomity itp.

ilaste

np. iły i gliny kaolinowe,

montmorylonitowe,

krzemionkowe

np. kwarcyty, ziemie

okrzemkowe

, chromit, magnezyt, cyrkon :

–

ruda metalu

–

materiał ogniotrwały

–

materiał ceramiczny

WUT Mining Engineering

Klasyfikacja surowców

mineralnych, c.d.

C. Surowce energetyczne

Ropa naftowa

Łupki bitumiczne

Gaz ziemny

Węgiel kamienny

Węgiel brunatny

Surowce energetyki jądrowej

rudy uranu

surowce cyrkonu i hafnu, lantanowce,

grafit,

ciężka woda (D

O), zużyte paliwa

reaktorowe

Paliwa kopalne (fossil

fuels)

}

WUT Mining Engineering

ENERGY REQUIREMENTS FOR SELECTED METALS

METAL

PRODUCT

Energy

required

GJ /Mg

Energy relative

to steel slabs

TITANIUM

metal

430

17,2

MAGNESIUM

metal

378

15,1

ingot

wlewki

257

10,3

ALUMINIUM

rolled

walcówka

219

8,8

ingot

wlewki

2,7

COPPER

refined

miedź rafinowana

118

4,7

CHROMIUM

low-carbon
ferroalloy

żelazostopy ni-
skowęglowe

136

5,4

ZINC

ingot

wlewki

2,8

MANGANESE

electric fur-
nace

piece elektryczne

2,2

LEAD

ingot

wlewki

1,1

slabs

kęsiska,

STEEL

carbon steel
castings

stal węglowa od-
lewana

1,8

WUT Mining Engineering

Energy requirements for selected metals

related to source

METAL

SOURCE

Energy required

GJ /Mg

Prices

US$/kg

rutile

500

9,0

ilmenite

593

12,0

TITANIUM INGOT

Ti-rich soils

817

20,0

bauxite

202

1,5

ALUMINIUM INGOT

clay

261

2,0

porphyry ores 1% Cu

1,3

COPPER INGOT

rudy porfirowe 0,3% Cu

1,6

seawater (woda morska)

360

6,0

MAGNESIUM INGOT

magnesite ores

170

3,0

magnetic taconites

0,1

STEEL (RAW)

iron laterites

(lateryty żelaziste)

0,2

WUT Mining Engineering

Operacje przeróbcze

- zespół określonych

czynności wykonywanych na przerabianym

materiale. W każdej operacji wyróżnia się dwa

rodzaje strumieni materiału: wejściowy

(nadawa) i wyjściowe (produkty operacji

przeróbczej)

System przeróbczy

(system operacji = układ

technologiczny, schemat przeróbczy) - zespół

powiązanych ze sobą pojedynczych operacji

przeróbczych

Przeróbki kopaliny (surowca mineralnego)

dokonuje się w wyniku wielu różnych operacji

przeróbczych, które podzielono na

jakościowe

i ilościowe

WUT Mining Engineering

Opreracje jakościowe

- w wyniku których

następuje zmiana struktury ziarnowej lub

mineralnej materiału:

–

rozdrabianie

(pomniejszanie wymiarów ziarn)

–

uwalnianie minerału

(wyswobodzanie

wyróżnionego minerału z masy skalnej, zwykle

przez rozdrabnianie)

–

klasyfikacja

(wydzielanie ziarn o określonych

rozmiarach)

–

wzbogacanie

(zwiększenie lub zmniejszenie

udziału wyróżnionego minerału lub składnika w

produkcie operacji)

–

mieszanie

- operacja odwrotna do klasyfikacji lub

do wzbogacania (często ma na celu uśrednianie

materiału)

WUT Mining Engineering

Operacje jakościowe dzielimy na

operacje główne

w wyniku których powstają

końcowe (handlowe) produkty systemu

przeróbczego. Są to produkty o silnie

zróżnicowanych właściwościach, np.

granulacjach, gęstościach, własnościach

magnetycznych, fizykochemicznych,

chemicznych

przygotowawcze

poprzedzające operację główne.

Co nazwiemy operacją przygotowawczą zależy

od rodzaju surowca i związanego z jego

przeróbką systemu operacji

uzupełniające

stosowane do poprawienia jakości

produktu finalnego np. odwadnianie,

formowanie itp.

WUT Mining Engineering

NADAWA

klarowanie wód

odwadnianie

Zakład przeróbki

kopalin

produkty handlowe

woda obiegowa

parowanie

i inne straty

wody

uzupełnienia wody świerzej

staw osadowy

odpady przeróbcze

obwałowanie

Schemat blokowy obiegu produktów i wody w

zakładach przeróbczych

WUT Mining Engineering

Schemat procesów odwadniania produktów w

zakładach przeróbczych (schemat maszynowy)

wzbogacanie

odpady flotacyjne do zbiornika terenowego

zawiesina koncentratu flotacyjnego

suszarnia
termiczna rurowa

prasa filtracyjna

do huty

osadnik promieniowy

gaz opałowy

filtrat

maszyny flotacyjne

sklarowana

woda

NADAWA

woda obiegowa

WUT Mining Engineering

nadawa: Q, 





100

produkty:

koncentrat, C, 

odpady

T, 

operacja

Schemat węzła technologicznego

(ilościowy)

WUT Mining Engineering

Operacja główna

Operacja I czyszcz.

Operacja II czyszcz.

Operacja kontrolna

Schemat jakościowy wzbogacania

(system operacji)

odpad

koncentrat

WUT Mining Engineering

legenda:

produkt

 %

100,00

Cu, % 

, %

3,220 100,00

O k.

42,64

K gł.

57,36

0,36

4,77

5,35

95,23

Pp 1

42,28

K cz.I

15,08

4,54

59,61

7,61

35,63

Pp 2

9,90

K cz.II

5,18

5,94

18,26

10,79 17,36

Flotacja główna

Flotacja I czyszcz.

Flotacja II czyszcz.

Schemat jakościowo-ilościowy

wzbogacania (system operacji)

WUT Mining Engineering

nadawa: Q

. . .

produkty: Q'

Schemat węzła technologicznego

WUT Mining Engineering

m 10m 100m 1000m 1cm 10cm

100

1 000

10 000

100 000

Wielkość ziarna,

m

Klasyfikacja hydrauliczna

Hydrocyklony

(węgiel)

Stoły koncentracyjne

Kolor, postać

Wielkość ziarn

Gęstość (ciecze ciężkie)

Stoły szlamowe

Płuczki strumieniowe, stożki Reicherta

Gęstość i wilkość ziarn

Separator Bartles-Mozley

Separatory wirówkowe

Flotacja

(węgiel)

Flokulacja selektywna

Mokra separacja magnetyczna LI

Mokra separacja magnetyczna HI (wysokie natężenie)

Sucha separacja magnetyczna LI

Separatory strumieniowo-zwojowe

Sortowanie (przebieranie)

Hydrocyklony

Separatory głębokie Separatory płytkie

(rudy)

Stoły powietrzne

(węgiel)

Wychwytywanie

Przewodnictwo elektrycz.

Osadazarki

węgiel

Mokre Przesiewanie Suche

własności powierzchniowe

podatność magnetyczna

Separacja elektryczna

węgiel

Rozpuszczalność

Sep. taśmowy Bartles

os. promieniowe

WUT Mining Engineering

Przykłady technologii

przeróbki surowców

mineralnych

WUT Mining Engineering

NADAWA

Rozdrabnianie grube
(I stadium rozdrabniania)

Gotowa klasa ziarnowa

Rozdrabnianie drobne
II stadium rozdrabniania

Klasyfikacja hydraulicz.

Klasyfikacja mech.

Ze względu na wysokie koszty rozdrabniania nie wolno

dopuszczać do rozdrabniania materiału już

rozdrobnionego

WUT Mining Engineering

PRZERÓBKA KRUSZYW NATURALNYCH

Żwir

grubo-

ziarnisty

klasyfikacja

hydrauliczna

sortymenty

żwiru

płukanego

piasek

płukan

odpady (muły

i piasek

drobnoziarnis

nadawa (materiał

wydobyty ze złoża)

piaski i

muły <

2,0 mm

PRODUKTY

HANDLOWE

Przesiewanie

suche

Przesiewanie

mokre

WUT Mining Engineering

przesiewanie

klasyfikacja

hydrauliczna

kruszeni

sortymen

ty żwiru

płukaneg

piasek

płukan

odpady (muły

i piasek

drobnoziarnis

nadawa (materiał

wydobyty ze złoża)

piaski i

muły <

2,0 mm

kamieni

PRODUKTY

HANDLOWE

PRZERÓBKA KRUSZYW NATURALNYCH

WUT Mining Engineering

O k.

K gł.

Pp 1

K cz.I

Pp 2

K cz.II

Flotacja główna

Flotacja I czyszcz.

Flotacja II czyszcz.

Typowy schemat eksperymentu wzbogacania

Schemat jakościowy wzbogacania

WUT Mining Engineering

Koncentrat

końcowy

Odpad

końcowy

Flotacja czyszcząca I

Flotacja kontrolna

Flotacja główna

Klasyfikacja

NADAWA

Schemat typowego

układu

technologicznego

przeróbki rudy metali

nieżelaznych

WUT Mining Engineering

Ługowanie

Odzysk złota z roztworu:

CIP, CIL, RIP

Rozdział faz

Wzbogacanie grawi-

tacyjne, amalgamacja

Rozdrabnianie

Ruda

do stawu osadowego,

unieszkodliwianie cyjanków

Roztwór NaCN

Ogólny schemat odzysku łatwo pozyskiwalnego złota z rud

złotonośnych

Elektroliza

Elektrorafinacja

i wytop

Topienie

i rafinacja

wymywanie złota

strącanie, rafinacja

i wytop

Czyste

złoto

Złoto

WUT Mining Engineering

k o n c e n tr a t

s k a le n i o - k w a r c u

w y d o b y c ie o d p a d ó w z e

s k la d o w is k a (o s a d n ik a )

k o n d y c j o n o w a n ie

z o d c z y n n i k a m i

fl o ta c y jn y m i

fl o ta c ja

c z y s z c z ą c a I

fl o ta c j a

c z y s z c z ą c a II

k o n c e n tr a t s k a le n io w y

> 1 2 % N a

O + K

flo ta c j a g ló w n a

s k a le n ia

fl o ta c ja m i k

k o n c e n tr a t

b io ty to w y

s e p a r a c ja

m a g n e ty c z n a

k la s y fi k a c ja

z i a r n o w a

m ie le n ie

- 0 ,1 5

+ 0 ,5

ż w ir e k

z a n ie c z y s z c z e n ia

a k c e s o r y c z n e

k o le k to r a n io n o w y

(k w a s y tłu s z c z o w e )

z a k w a s z . H F , p H ~ 1 ,6

k o le k to r k a tio n o w y

(d o d e c y lo a m in a )

Wykorzystanie odpadów granitowych

(kompleksowe wykorzystanie surowca skalnego

Granit:

~50-60% skaleni,

20-30% kwarcu,

5-10% mik (biotyt,

muskowit)

1-2% min. akcesorycznych

O b r ó b k a i

p r z e r ó b k a s k a ł

K a m i e n i o ło m

k r u s z y w a

ła m a n e

g a l a n te r i a

k a m i e n n a

o d p a d y d o

s k ła d o w is k a

Odpady

(ziarna

<2mm)

Granit:

~50-60% skaleni,

20-30% kwarcu,

5-10% mik (bityt,

muskowit)

1-2% min. akcesorycznych

WUT Mining Engineering

SKAŁY

MAGMOWE

OSADOWE

METAMORFICZNE

transport, dalsza

dezintegracja

wietrzenie chemiczne i

dezintegracja, deluwium

produkty rozkładu minerałów

mało odpornych chemicznie,

minerały ilaste

produkty rozkładu

minerałów średnio

odpornych, osady

drobnoziarniste, muły

transport (klasyfikacja w

aluwium), depozycja

górny bieg rzek

przewaga żwirów

dolny bieg rzek, delty

morskie przewaga piasków

wietrzenie

chemiczne,

eluwium

przesiewanie

żwiry

przesiewanie

żwirki

klasyfikacja

hydrauliczna

piaski

płukane

mułki i piaski
drobnoziarniste

wzbogacanie grawitacyjne

muły

koncentrat

złota

odmyte piaski
drobnoziarniste

koncentrat

minerałów ciężkich

Górnictwo surowców

okruchowych

materiał najbardziej odporny chemicznie i

mechanicznie

(surowce okruchowe)

RIU

DY:

zdr

nia

nie

DY:

zdr

nia

nie

i u

lnia

nie

ine

rałó

i u

lnia

nie

ine

rałó

siła

i n

atu

siła

i n

atu

tur

aln

e p

roc

esy

tur

aln

e p

roc

esy

oln

iły z

pie

otn

oln

iły z

pie

otn

ate

rii m

ine

rały

ate

rii m

ine

rały

naj

rdz

iej

rne

naj

rdz

iej

rne

sta

ard

e p

roc

esy

sta

ard

e p

roc

esy

tec

olo

gic

tec

olo

gic

pro

tec

olo

gic

pro

tec

olo

gic

(ko

ple

kso

(ko

ple

kso

rzy

sta

nie

)

rzy

sta

nie

)

WUT Mining Engineering

Procesy górnicze, a głównie ich finał,

czyli procesy przeróbki surowców

mineralnych

są kontynuacją oraz

częściowo naśladowaniem procesów

geologicznych. Zatem procesy

górniczo-przeróbcze są też częścią

Przyrody, i choć stanowią ingerencję

w tą Przyrodę muszą być zgodne z jej

prawami.

Naszym celem jest poznanie tych

praw i edukacja społeczeństwa jak

zgodnie żyć z nimi i chronić nasze

wspólne dobro jakim jest Przyroda

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 30
Slide 31
Slide 32
Slide 33
Slide 34
Slide 35
Slide 36
Slide 37
Slide 38
Slide 39

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
WKL 08T
WKL 02T
WKL 02P
WKL 06T
WKL 04T
WKL - Wykład.x, PWR [w9], W9, 4 semestr, aaaORGANIZACJA, OD SEBKA, Wytrzymałość konstrukcji lotniczy
WKL 03P
WKL 04P
plecy wkl, Fizjoterapia, inne
WKL 07P
WkL 05T
P-ywanie korekcyjne - plecy wklŕs-e, FIZJOTERAPIA UM, KUR
Ekonomia wkl 1 05 10 2008
WKL 11P
WKL 07T
WKL 10P
WKL 03T

więcej podobnych podstron

WkL 01T

Document Outline