Extragerea Metalelor din Minereuri

CAP II Extragerea metalelor din minereuri.

MINEREURILE ŞI PREPARAREA LOR.

În natură metalele se găsesc mai rar în stare nativă. De cele mai multe ori ele formează combinaţii cu alte elemente chimice: oxigen, carbon, sulf, hidrogen etc., constituind mineralele. Zăcămintele de minereu conţin alături de minerale utile şi minerale neutile sau steril sub formă ce carbonaţi, silicaţi (calcar, argilă, nisip etc.) . În majoritatea cazurilor minereurile au un conţinut mare de steril. Creşterea randamentului agregatelor metalurgice impune aplicarea unor operaţii de preparare, de îmbogăţire a minereurilor în minerale utile. Acest lucru este cu atât mai important astăzi când în condiţiile crizei energetice şi de materii prime se exploatează şi zăcămintele cele mai sărace, considerate în trecut nerentabile.

Operaţii de preparare.

1. Sfărâmarea are drept scop desfacerea particulelor de minerale utile de steril şi obţinerea unor dimensiuni convenabile desfăşurării operaţiilor ulterioare. Operaţiile se realizează în trepte de la dimensiuni foarte mari la pulberi.

Până la dimensiuni de 20-30mm sfărâmarea se realizează în concasoare cu fălci sau concasoare cu impact.

Până la dimensiuni de 2-5mm minereurile se sfarmă în concasoare conice sau cu valţuri.

Pentru obţinerea unor dimensiuni de 0,3-o,5mm se utilizează diferite tipuri de mori: cu ciocane, cu bile în care sfărâmarea se face prin lovire sau mori cu pietre , vergele rezistente la uzură în care sfărâmarea se face prin frecare.

2. Clasarea urmăreşte separarea pe clase de dimensiuni a minereurilor sfărâmate. Aceasta se poate realiza volumetric sau gravimetric. Clasarea volumetrică se realizează prin cernere pe un set de site de dimensiuni descrescătoare până la 0,5mm, pe fiecare din site separându-se o anumită clasă de dimensiuni. Clasarea gravitaţională se aplică minereurilor de dimensiuni mici, prăfoase şi se bazează pe devierea şi deplasarea mai mare sau mai mică a particulelor aflate în cădere liberă, sub acţiunea unui curent de aer perpendicular pe direcţia de cădere.

3. Sortarea urmăreşte ameliorarea conţinutului în minerale utile, a compoziţiei chimico-mineralogice şi se realizează prin separarea particulelor de minerale utile de steril, separarea particulelor de minerale utile de diferite categorii, separarea componenţilor nocivi, etc.

Metodele de sortare cele mai utilizate sunt: sortarea manuală direct la banda transportoare, sortarea hidrodinamică, sortarea magnetică, sortarea electrostatică etc.

Sortarea hidrodinamică se realizează cu ajutorul maşinilor de jeţaj, a meselor şi jgheaburilor de spălare, a celulelor de flotaţie şi se aplică minereurilor cu granulaţie fină în stare prăfoasă.

Separarea utilului de steril cu ajutorul maşinilor de jeţaj figura 2.1 se realizează gravitaţional. În urma oscilaţiei pistonului nivelul apei se va ridica şi coborî în raport cu sita pe care se află un strat de minereu, umezindu-l. Particulele de minerale utile cu greutate mai mare se vor concentra în stratul inferior iar particulele neutile cu greutate specifică mai mică şi deci cu o flotabilitate mai bună se vor separa la suprafaţă putând fi îndepărtate prin spălare de un curent de apă.

Fig. 2.1 Schemele constructiv funcţionale pentru

a) maşina de jeţaj b) masa de spălare

În mod similar se realizează sortarea cu ajutorul meselor de spălare. Acestea sunt înclinate şi execută mişcări de oscilaţie în jurul unei axe perpendiculare pe direcţia curentului de apă de spălare. Minereurile utile mai grele rămân pe masă iar sterilul mai uşor este antrenat de curentul de apă.

Celulele de flotaţie sunt instalaţii de separare a particulelor fine de minereu (0,05-0,5mm) fiind aplicată în special minereurilor metalelor neferoase. Flotaţia se bazează pe proprietatea de plutire a particulelor de minereu care nu se umezesc în apă şi care se ridică la suprafaţă sub formă de spumă, ajutate de un curent de bule de aer. Pentru asigurarea formării spumei, concentratul de minereu, în apă se introduc materiale spumante şi uleiuri. Uleiurile sunt adsorbite la suprafaţa particulelor utile împiedicând umectarea acestora şi favorizând plutirea. Amestecul de pulbere de minereu, spumanţi, uleiuri şi apă se introduc în camera A în care lucrează un agitator mecanic care antrenează aer în soluţie care formează bule care menţin particulele de minereu în suspensie. Tulbureala obţinută trece printr-un orificiu în camera B. Ca urmare a asigurării unei capacităţi sporite de plutire prin aderarea particulelor de minereu la bulele de aer, acestea se ridică la suprafaţă formând deasupra apei din camera B o spumă groasă. Spuma este deversată cu ajutorul unei roţi cu paleţi în jgheabul C. Atunci când randamentul operaţiei în celula de flotaţie scade, tulbureala este printr-un alt orificiu , prin deschiderea ventilului V în camera D şi dirijată către o nouă celulă de flotaţie. Pentru o extragere completă tulbureala este trecută succesiv prin mai multe celule de flotaţie care lucrează în cascadă. În figura 2.2 este prezentată schema constructiv funcţională a unei celule de flotaţie.