От руды к концентрату: как устроена сортировка на горнодобывающем предприятии

Первичное дробление и грохочение в карьере

Добытая взрывным способом или иным методом горная масса представляет собой смесь глыб разного размера — от гигантских валунов до мелкой фракции. Первичная сортировка часто происходит прямо на уступе карьера с помощью мобильных щековых или конусных дробилок и мобильных грохотов. Крупные куски отправляются в дробилку, а уже измельченный материал или мелкая природная фракция («отсев») проходят через первичный грохот. Здесь применяются самые прочные виды просеивающих поверхностей, такие как колосниковые решетки с большим расстоянием между прутками, которые отсеивают негабарит для повторного дробления и пропускают материал, готовый к транспортировке на фабрику. На этом этапе эффективность работы определяется правильным выбором сетка для грохотов или колосников, которые должны выдерживать ударную нагрузку от падения многотонных кусков.

Сухое и мокрое грохочение на обогатительной фабрике

Доставленная на фабрику руда поступает в дробильно-сортировочный цех. Здесь процессы грохочения становятся более точными и многодечными. Используются мощные инерционные или резонансные грохоты с несколькими деками (просеивающими ярусами). Верхние деки с более крупными ячейками отсеивают среднюю фракцию, которая направляется на вторичное дробление. Нижние деки с мелкой ячейкой выделяют готовый продукт заданного размера, который отправляется на дальнейшее обогащение. Для руд, склонных к пылеобразованию, или для повышения эффективности часто применяют мокрое грохочение, когда материал подается на сито вместе с водой. Это предотвращает пыление, улучшает скольжение частиц и повышает общую эффективность разделения, но требует последующего обезвоживания.

Предварительное обогащение и рудоразборка

В некоторых случаях грохочение совмещается или дополняется методами предварительного обогащения. Например, радиометрическая сепарация, где руда на конвейере сканируется датчиками, и порода с низким содержанием полезного компонента отбрасывается струей сжатого воздуха. Для некоторых цветных металлов и алмазов до сих пор актуальна рудоразборка — ручная сортировка на конвейере, когда рабочие визуально отделяют куски богатой руды от бедной. Эти методы позволяют существенно повысить содержание ценного компонента в сырье, поступающем на энергоемкие процессы измельчения и флотации, что дает огромную экономию.

Классификация в цикле измельчения

После дробления руда измельчается в мельницах (шаровых, стержневых) до состояния мелкого песка или ила. Процесс измельчения работает в замкнутом цикле с классификаторами. Измельченный продукт поступает на грохоты или, чаще, в гидроциклоны — аппараты для мокрой классификации. В гидроциклоне под действием центробежной силы крупные, недостаточно измельченные частицы возвращаются в мельницу на домол, а мелкий продукт (слив), соответствующий технологическим требованиям, направляется на основные процессы обогащения — флотацию, магнитную или гравитационную сепарацию.

Сортировка полезных компонентов (обогащение)

После подготовки руды следует собственно обогащение — сортировка не по размеру, а по физико-химическим свойствам минералов. Основной метод для многих руд — флотация, где в пульпу (смесь измельченной руды с водой) подаются реагенты и воздух. Частицы ценного минерала прилипают к пузырькам воздуха и всплывают в виде пенного концентрата, а пустая порода (хвосты) оседает на дно. Для железных руд главным методом является магнитная сепарация, а для россыпных месторождений золота или олова — гравитационное обогащение на отсадочных машинах или концентрационных столах, где разделение происходит за счет разницы в плотности.

Контроль и управление процессом

Все этапы сортировки контролируются современными системами автоматики. Датчики следят за нагрузкой на грохоты, мощностью двигателей дробилок, плотностью пульпы. Оператор в центральном пульте управления видит всю технологическую цепочку и может оперативно вносить корректировки. Качество сортировки постоянно проверяется технологическими пробами, которые анализируются в лаборатории. Таким образом, сортировка на горном предприятии — это сложный, многоуровневый и непрерывно оптимизируемый процесс, где механическое грохочение через надежную сетка для грохотов является лишь начальным, но фундаментальным звеном в длинной цепочке превращения горной породы в промышленный товар.