ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ

Как обогащают полезные ископаемые

Не так уж часто добытое из земных недр ископаемое можно сразу пускать в дело. Прежде чем выданный на-гора каменный уголь пойдет в топку, его надо освободить от примесей глины, известняка, песка. Почти все руды прежде всего подвергают операции, которая называется обогащением.

Например, в железистых кварцитах, которые добывают в карьерах Криворожского бассейна и Курской магнитной аномалии, железа меньше половины, а остальное в основном кварц. Поэтому руда идет из карьера не на металлургический завод, а на обогатительную фабрику.

Сразу после того, как вагон-думпкар или автосамосвал опрокидывает кузов над ямой приемного бункера фабрики, руда попадает в стальную башню, покрытую изнутри толстой броней. В башне ходит стальной конус, который, прижимая кварцит к плитам стенок, раскалывает каменные глыбы, словно орехи. Эта стальная башня называется конусной дробилкой.

В эту башню поступают куски камня размером иногда метра полтора, а выходит из нее крупный щебень. Он идет в следующую дробилку - поменьше. Из нее конвейер выносит мелкую щебенку и снова высыпает ее в дробилку, на этот раз последнюю. Там получается кварцитная крупа.

Из дробильного цеха кварцитную крупу направляют в измельчительный. Там крутятся огромные мельницы - цилиндры, наполненные стальными шарами, похожими на ядра старинных пушек. Эти шары истирают кварцит в порошок. Одни частицы порошка - кварцитные, другие - из магнитного железняка. Остается отделить частицы порошка друг от друга.

Это делает машина, снабженная специальными магнитами. Поток воды, смешанный с порошком из железистого кварцита, проходит между магнитами, и они, притягивая к себе пылинки магнитного железняка, направляют их в одну сторону, а частицы кварца уходят в другую. Порошок, богатый металлом, называется железным концентратом. Он на ²/₃ состоит из чистого железа. Машина, которая разделяет кварцитную муку на два сорта - бедную железом и богатую железом, называется магнитным сепаратором.

Но на этом превращение железной руды не кончается. Для того чтобы при плавке сквозь концентрат хорошо проходил кислород, порошок надо снова превратить в куски. Этот процесс так и называется - окускование. Есть разные способы окускова-ния концентратов, но все они сводятся к тому, что мельчайшие частицы порошка спекаются. Для этого железный концентрат смешивают с коксом и известняком и сильно нагревают. Так из концентрата получают агломерат - жесткие дырчатые куски сырья для доменных печей (см. статьи раздела "Как получают металлы").

В конусной дробилке стальной конус, вращаясь, раскалывает каменные глыбы.

Схема магнитного способа обогащения руд. Сначала РУДУ дробят, а потом сортируют на магнитном сепараторе. Пустая порода сразу ссыпается. Полумагнитная сначала прилипает к барабану, а потом под действием центробежной силы отбрасывается. Магнитная порода остается на барабане, с которого ее счищают специальные устройства.

Для руд цветных металлов начало обогащения такое же: прежде всего их надо раздробить на куски и размолоть. Но дальше приходится поступать по-другому : ни медь, ни цинк, ни другие цветные металлы не притягиваются магнитом. Один из распространенных способов обогащения немагнитных руд - флотация.

Чтобы понять, что это такое, лучше всего проделать самому простой опыт. Возьмите виноградину и бросьте ее в стакан с водой. Удельный вес ягоды больше удельного веса воды, поэтому она сначала утонет. Но вскоре всплывет, вся покрытая мелкими пузырьками газа. Это растворенный в воде воздух. Его пузырьки прилипли к ягоде и, как поплавки, подняли ее на поверхность воды...

Примерно то же происходит и во флотационной машине. Измельченную руду смешивают с водой, в которую добавлены особые вещества - пенообразователи. Сквозь эту смесь - она называется пульпой - прогоняют воздух. Образуется огромное количество пены - мельчайших воздушных пузырьков. Они прилипают к частицам меди, серебра или свинца, но не прилипают к зернам примесей. Пустая порода тонет, а нужные нам зерна, хоть они и тяжелее, всплывают вместе с пеной.

Теперь, после того как руду обогатили, ее можно отправить на выплавку. О том, как это делается, какими способами металлурги выплавляют чугун и сталь, а также цветные металлы, можно прочесть в другой главе этого тома ДЭ.

Флотация - способ обогащения немагнитных руд. В камеру флотационной машины поступает смесь из мельчайшей руды с водой и пенообразователем (пульпа). Частицы рудных минералов всплывают, прилипая к пене, а частицы пустой породы тонут.