Специальные и комбинированные методы обогащения радиоактивных руд - Курс лекций

Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Специальные и комбинированные методы обогащения Специальные и комбинированные методы обогащения: Конспект лекция для студентов специальностей 090300/ Санкт-Петербургский горный ин-т; М.В.Специальные и комбинированные методы относятся к группе основных процессов обогащения. Их задача разделить полезный минерал и пустую породу. Специальные методы включают в себя: - Ручная рудоразборка - ручная выборка материала по цвету, блеску и форме; Другие (большинство) считают, что комбинированные методы это такие, в схему которых наряду с традиционным способом механического обогащения, не затрагивающем химического состава перерабатываемого сырья, включены пиро-или гидрометаллургические операции, изменяющие химический состав сырья.Потери металлов на рудниках при ручной сортировке колеблются от 0,7 до 6%, причем величина их зависит от степени визуального различия между ценными минералами и вмещающими породами, квалификации сортировщиков, чистоты промывки материала, освещенности рабочих мест, распределения материала на конвейерной ленте и скорости ее движения. Различают два вида радиометрического обогащения: обогащение радиоактивных руд, минералы которых сами испускают излучение, и обогащение нерадиоактивных руд, минералы которых не обладают естественной радиоактивностью. Принцип всех способов радиометрического обогащения одинаков (см.рис.1): на руду, перемещаемую в пространстве (3), действует какое либо излучение от источника (1);сигнал, возникающий от взаимодействия минералов с этим излучением, улавливается приемником(4); информация передается в специальный прибор-радиометр (5), где обрабатывается и подается команда на исполнительный механизм (6), направляющий кусок или в сборник концентрата или в сборник хвостов. Следует отметить, что, если имеются сростки, в которых полезный минерал находится внутри куска, то для обогащения такого сырья применим только радиометрический способ, использующий проникающее излучение. Предположим, что содержание полезного компонента во всех кусках одинаково (руда неконтрастная), то есть содержание в хвостах будет равно содержанию в концентрате и в руде (a=b=J).Выщелачивание с химической реакцией - наиболее распространенный вид выщелачивания, осуществляемый после предварительной подготовки либо без нее; при выщелачивании могут протекать реакции между окислами и кислотами или щелочами, обменные или окислительно-восстановительные реакции: Растворение с обменной реакцией. Теория любого процесса, в основе которого лежат химические взаимодействия, должна включать рассмотрение двух аспектов: термодинамических характеристик процесса, позволяющих определить условия (температуру, давление и концентрации реагентов в растворах), при которых возможно его осуществление, рассчитать тепловой баланс процесса и максимальное извлечение при данном расходе реагента; Если реакция протекает с уменьшением энергии Гиббса, то она может протекать самопроизвольно, если с увеличением, то такая реакция протекать не будет. Если в процессе выщелачивания протекает окислительно-восстановительная реакция, то есть реакция сопровождается изменением валентности элементов (наиболее распространенный случай при выщелачивании), то константа равновесия реакции и изменение энергии Гиббса могут быть вычислены по известным значениям электрохимических потенциалов: DG0298= - NF(j0ок-j0в) и LGKP= =n(j0ок-j0в)/0,059, где n?число переходящих электронов; Если скорость химической реакции во много раз больше скорости диффузии реагента, то каждый приближающийся к поверхности твердого тела ион (или молекула) реагента немедленно вступит в химическую реакцию, и концентрация этих ионов у поверхности твердого тела будет намного меньше, чем в объеме раствора, т.е.