Сырье для металлов

                                            

 

Рудой называют горную породу, содержащую в своем составе металл(металлы) в таком количестве, которое при современном уровне развитие горной обогатительной и металлургической техники позволяет экономически выгодно извлекать его в товарную продукцию. Из этого определения следует, что в понятие «руда» заложен широко обобщенный технико-экономический смысл.  

Минимальным содержание основного металла, позволяющее подвергать руду металлургической  переработки, называют рентабельным минимумом. Он  зависит от глубины залегания рудного тела и способа разработки месторождения, содержания в руде основного металла и ценных его спутников, географического размещения месторождения и уровня освоенности региона, уровня развития техники на всех этапах технологии, обогатимости руд  и ряда других.

Руды, как любая другая горная порода, состоят из минералов- природных химических соединений. Минералы подразделяют по их значимости на рудные (ценные) и пустую породу. К пустой породе  обычно относятся минералы, не содержащие извлекаемых по данной технологии металлов. Чаще всего к ней относят породообразующие минералы типа кварцитов, силикатов, алюмосиликатов, карбонатов и т.д. К сожалению в рудах цветных металлов к пустой породе до сего времени причисляют природные соединения железа.    

Понятие «пустая порода» весьма условно. Развитие металлургических технологий, направленное на создание и промышленное внедрение  безотходных  (безотвальных) металлургических процессов, создает весьма перспективные предпосылки для полного использования компонентов пустой породы для  извлечения железа и производства ряда строительных материалов- цемента, шлаковатных изделий, ситаллов, шлаковой брусчатки и т.д.

Состав руды обычно определяется химическим анализом. Однако для практических целей знания химического состава часто бывает недостаточным. Необходимо знать еще вид присутствующих в сырье минералов (минералогический состав) и распределение между минералами все химических элементов перерабатываемого сырья (фазовый состав). Знание минералогического и фазового составов позволяют предсказать поведение всех компонентов при металлургической переработке конкретного вида сырья, выбрать наиболее рациональную технологию и наиболее правильно выполнить металлургические расчеты.         

В зависимости от вида минералов, составляющих основу рудной массы, руды классифицируются на окисленные, сульфидные, самородные, смешанные, галоидные, и некоторые другие. По вещественному составу различаются руды железные, медные, полиметаллические, алюминиевые, золотые и т.д.

По числу присутствующих в рудах металлов руды подразделяются на монометаллические, содержащие только один извлекаемый металл, и сложные, полиметаллические, в которых присутствуют несколько металлов. Полиметаллические руды встречаются чаще и в большинстве случаев все содержащиеся в них металлы имеют практическое значение. Наиболее сложными по составу является медно-свинцово-цинковые и медно-никелевые руды, из которых уже сейчас извлекают соответственно 18 и 14 ценных элементов. Руды черных металлов часто содержат до 50% и более железа. Относительно богатыми являются  алюминиевые руды, содержащие от 35 до 50%. Руды большинства других цветных металлов, как правело, очень бедные и содержат всего несколько процентов, а часто и доли процента основного металла. Концентрация в них ценных элементов-спутников обычно во много раз меньше. Однако многие сопутствующие элементы по ценности часто превосходят основные компоненты руды. Попутное извлечение ценных, сопутствующих основному металлу элементов, при правильной организации технологии  всегда экономично. Именно по этой причине при оценки хозяйственной деятельности современных металлургических предприятий обязательно учитывают коэффициент комплексности использования сырья, который выражается отношением стоимости извлеченных или используемых ценных компонентов к полной стоимости исходного сырья в ценностном  выражении его состава. К сожалению на действующих предприятиях  коэффициент комплексности часто составляет всего 20-30%. С учетом перспектив дальнейшего совершенствования  металлургического производства, направленного на разработку и освоение безотходных технологий, коэффициент комплексности использования перерабатываемого сырья будет неуклонно возрастать.          

Руды, как и другие полезные ископаемые, образуют в земной коре естественные скопления, которые называются месторождениями. Содержание ценных компонентов в месторождениях значительно выше их среднего содержания в земной коре, их кларков. Различают коренные и россыпные месторождения полезных ископаемых. В коренных месторождениях руда залегает в общем массиве горных пород в месте своего первоначального образования. Россыпные месторождения образуются  в результате выветривания  (разрушения) коренных руд под воздействием внешних факторов (воды, кислорода, воздуха, перепада температур). Россыпи полезных ископаемых  могут перенесены действием природных сил на значительное расстояния от места залегания коренных руд.

Руды коренных месторождений представлены монолитными образованиями, в которых полезные минералы находятся в массиве горных парод в виде вкрапленных зерен (включений) различных размеров, обычно в тесном прорастании с пустой породой. В россыпях концентрируются минералы, устойчивые к воздействию природных факторов. Эти  минералы как правело, находятся в виде обособленных зерен, часто сцементированных глиной или другими породами. Россыпи бывают золотоносные, платиновые, оловянные и алмазные. С учетом количественных характеристик месторождения классифицируют по категориям А, Б, и С. К категории А относят месторождения, пригодные для непосредственное эксплуатации или для составление технических проектов на строительство новых горных предприятий. Категория Б характеризует месторождения, требующие детальных разведочных работ или данные о которых могут быть использованы при разработки проектных  заданий. К категории С относятся месторождения , запасы которых  имеют перспективное значение и требуют дополнительных работ. По мере углубления данных о месторождениях и развития техники добычи , обогащения полезных ископаемых и  их дальнейшей переработки месторождения низших категорий  могут приводиться в высшие.         

Запасы металлов в доступных для человека участках земной коры неуклонно истощаются. Однако природные ресурсы их могут значительно расширены. Неисчерпаемыми запасами металлов обладают моря и океаны. Морская и океаническая вода, а также воды соляных озер содержат значительное количество растворенных солей.  В наибольших количествах в морской воде содержится  натрий, калий, кальций и магний, концентраций  которых в ионной форме соответственно составляют 10.71; 0,39; 0,42; и 1,3 г/л. В морской воде содержатся также медь , алюминий, никель, золото, серебро, многие редкие и рассеянные элементы . И хотя их концентрации ничтожно малы, запасы этих элементов в морской воде огромны, и человек может и должен научится их  извлекать. Дно морей и океанов устилают безграничные залижи металлосодержащих  конкреций- минеральных образований округлой формы. Образование и рост конкреций идет центра, где обычно находится посторонние тело, к периферии за счет  кристаллизации минеральных веществ из водных растворов. Размеры конкреций колеблются в широких пределах от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. В следствие непрерывного образования и роста конкреций запасы их неистощимы и способны к постоянному воспроизводству. В частности подсчитано, что на дне Тихого, Атлантического и Индийского  океанов сосредоточены запасы марганцевых конкреций, в сотни раз превышающие учтенные запасы марганца в земной коре, а запасы меди в районе Тихого океана  исчисляется  величиной прядка  10 000000000 тонн. Промышленное освоение залежей подводных металлосодержащих конкреций в настоящие время затруднено. Это обусловлено в значительной степени большой глубиной их размещения, трудностями и дороговизной добычи и подъема конкреций  поверхность.        

 Помимо рудных источников, для получения многих металлов  используется  вторичное сырье, к которому относятся отходы металлообрабатывающий промышленности, бракованные и отслужившие свой срок металлические изделия и детали, различный металлический лом, бытовой утиль и другие материалы.           

Удельный вес вторичного сырья в общем балансе производства металлов из года год растет. Вовлечение вторичного сырья в цикл производства имеет огромное рыночное значение, так как позволяет экономнее расходовать природные ресурсы, получить металлы более дешевыми и простыми металлургическими приемами, увеличить выпуск металлической продукции.

Успешное использование вторичного сырья при производстве металлов зависит от качества сбора, сортировки, хранения и подготовки его к металлургической переработке Отсортированные металлические отходы представляют собой материал определенного известного состава. Металлургическою переработку такого сырья , как правело, осуществляют  с получением продукта (металла или сплава), аналогичного составу перерабатываемого сырья . В случае несортированного вторичного сырья  технология усложняется и удорожается и всегда характеризуется повышенными потерями составляющих его компонентов.    

В перспективе вторичное сырье может  стать основным источником получения некоторых цветных металлов, а переработка рудного сырья будет покрывать лишь дефицит баланса между потребителями и производством данного металла.

© 2007 ООО Металл
Создание, веб дизайн, поддержка сайтов megagroup.ru