Полиметаллическую руду добывают каким способом

Полиметаллы: свойства, добыча и переработка, применение

Самое значение слова «поли» можно расшифровать как множество. Полиметаллы – встречающиеся в земной коре руды, содержащие в своём составе целый набор металлов, основными из которых являются цинк и свинец. Именно поэтому полиметаллические руды, как правило, формируются на основе галенита – сульфида, служащего источником свинца и сфалерита – сульфида цинка. Но, кроме того, в полиметаллах присутствуют драгоценные, цветные и лёгкие металлы, такие как:

• серебро и золото;
• медь, кадмий, олово;
• галлий, висмут, индий.

Добыча полиметаллических руд

В шахтах

Большая часть полиметаллических руд добывается подземным способом. Это объясняется глубиной их залегания и возможностью добычи более высокосортного сырья там, где это представляется возможным.

Несмотря на дороговизну данного метода, обусловленную необходимостью вскрытия поверхности, осуществления подготовительных работ по строительству подземных и надземных сооружений, а также транспортировкой полезных ископаемых с целью их дальнейшей переработки, этот способ даёт наиболее эффективные результаты, с лихвой покрывающие все затраты. Кроме того, в значительной степени сохраняется природная структура окружающего ландшафта, что немаловажно в плане экологии.

В карьерах

Альтернативой шахтному способу добычи полиметаллов выступает открытый метод, не требующий глубокого проникновения в толщу земной коры. Но при этом в работу вовлекаются значительные территории и большое количество специальной техники.

Проводятся посредством взрывов и рыхления вскрышные работы, сопровождающиеся перемещением пустой породы в отвалы, а полученная полезная масса транспортируется к месту дальнейшей обработки с целью получения нужных минералов должного уровня концентрации.

Недостатком данного метода является извлечение полезных ископаемых с неглубоко залегающих массивов, а также необходимость проведения значительного количества восстановительных мероприятий по природному благоустройству использованных территорий.

Получение при переработке концентратов

Руда, прошедшая процесс обогащения до нужной степени содержания полезного вещества и получившая наиболее удобную для дальнейшей переработки форму, носит название концентрата.

Свинца

Концентраты свинца (содержание этого химического элемента в них доходит до 70%), получившиеся в результате флотации (разделение частиц минералов на границе сред, обычно воды и газа, в результате прилипания и ухода) подвергаются пирометаллургическому воздействию. Суть его заключается:

• в агломерирующем обжиге, предназначенном для перевода свинца из сульфида в оксид с дальнейшим окомкованием материала;
• шахтной плавке в печах при температуре в 1100-1200 0 C, с целью получения металлического свинца и ошлакования пустой породы.
• в огневом рафинировании чернового свинца – удалении лишних материалов с помощью специальных технологий, совмещаемых с процессом подогрева.

Существует также гидрометаллургический способ получения свинца из концентратов, но вследствие своей сложности и дороговизны, этот технологический процесс не нашёл широкого практического применения.

Цинка и меди

Получение цинка из концентрата возможно как пирометаллургическим, так и гидрометаллургическим способами. Последний метод более эффективен и включат в себя:

• обжиг, предназначенный для получения оксида и удаления серы;
• выщелачивание – создание цинкового раствора с оставлением остальных элементов в нерастворимом остатке – кеке;
• очистку от примесей;
• электролиз с осаждением цинка на катодах.

Получение меди из концентрата включает в себя те же пирометрические процессы: обжиг, плавка, конвертирование, огневое рафинирование с последующим электролизом.

Других компонентов

Надо отметить, что другие компоненты, представляющие определённую ценность благодаря наличию в них нужного металла или других элементов, получают опять же с помощью предварительной или промежуточной флотации совместно с рядом металлургических процессов. Как, например, никель.

А также, в процессе самой описанной технологии, как промежуточные удаляемые материалы, от которых необходимо избавиться, что получить чистый продукт. Интересно отметить, что такими удаляемыми примесями при получении свинца, являются серебро и золото.

Хранение и транспортировка

Транспортировка и хранение, как самих полиметаллических руд, так и готовых изделий из них особой трудности не представляет.

При расположении материала на открытых площадках, площадь поверхности предварительно асфальтируется или бетонируется. Саму территорию размещения руд и концентратов отдаляют от других пылеобразующих материалов на расстояние 120 м и размечают для раздельного хранения разнородного сырья. Для защиты от пересортицы устанавливают специальные бетонные или деревянные щиты.

Так как медно-никелевые сульфидные руды имеют свойство окисляться и самовозгораться, то для их хранения необходимо предусматривать выполнение противопожарных мероприятий. Кроме того, необходимо учитывать фактор смерзаемости руд цветных металлов, при понижении температуры ниже 0 0 C.

Перевозка полиметаллических руд, а также их концентратов производится насыпью или в таре с помощью крытых вагонов-хопперов или на специализированных судах-рудовозах.

Сфера применения

Извлекаемые из полиметаллических руд металлы находят широкое применение во всех отраслях народного хозяйства.

Так свинец широко используется в качестве защитного материала в химическом и кабельном производстве, а также в сфере обороны. Из него изготавливают аккумуляторы, элементы электрооборудования, некоторые части бытовых приборов.

Цинк незаменим в производстве химических источников тока, а также в полиграфии. С его помощью восстанавливают благородные металлы и защищают сталь от коррозии.

Говорить о применении меди, олова, золота и серебра можно бесконечно. Первая пара металлов широко востребована в электротехнической отрасли. А драгоценные металлы всегда составляли основу производства ювелирных изделий. Также необходимо отметить использование полиметаллов в сфере компьютерных и космических технологий.

Месторождения в России и мире

Основная мировая добыча полиметаллов ведётся на территории Канады, США, Мексики, Бразилии; Ирландии, России, Казахстана; Индии и Австралии.

В нашем государстве наиболее значительные запасы этого вида полезных ископаемых обнаружены в следующих районах:

• Садон – Северный Кавказ.
• Салаирское месторождение в Западной Сибири.
• Горевское месторождение, Нерчинский Завод, Хапчеранга на территории Восточной Сибири.
• Дальнегорское месторождение Дальнего Востока.

Богатые месторождения свинца обнаружены Красноярском крае (Горевское) и в республике Бурятия (Озёрное и Холоднинское). Цинковые залежи наиболее значительно представлены в Алтайском крае, Башкирии, Бурятии; на территории Оренбургской и Читинской областей.

Мировые запасы

22,7 млн. тонн полиметаллических руд составляют природное богатство минеральных ресурсов России.

Мировые запасы цинка оцениваются следующими показателями:

• Россия – 46 млн. тонн.
• Австралия – 40 млн. тонн.
• Казахстан – 34 млн. тонн.
• Канада – 23 млн. тонн.
• Индия – 18 млн. тонн.
• Китай – 16 млн. тонн.
• ЮАР – 12 млн. тонн.

Свинцовые залежи на планете распределены таким образом:

• Австралия – 15,6 млн. тонн.
• Казахстан – 15 млн. тонн.
• Россия – 14 млн. тонн.
• США – 12 млн. тонн.
• Канада – 10 млн. тонн.
• Китай – 8 млн. тонн.

Мировые геологические запасы меди равняются 860 млн. тонн; разведанные – 450 млн. тонн. Общемировые запасы олова – 8,3 млн. тонн, из них разведанные – 3,8 млн. тонн. Разведанные мировые запасы золота оцениваются в 55 тыс. тонн, но это лишь то, что поддаётся извлечению. На самом деле золота в природе значительно больше, но пребывает оно в очень низкой концентрации.

Лидерами по запасам серебра являются:

• Перу – 110 тыс. тонн.
• Польша – 110 тыс. тонн.
• Австралия – 89 тыс. тонн.
• Китай – 41 тыс. тонн.
• Мексика – 37 тыс. тонн.

Однако следует учесть, что только часть этих полезных ископаемых составляют полиметаллические руды!

Страны, добывающие полиметаллы

Общемировые показатели добычи свинца составляют 2,5 млн. тонн в год (Китай, Мексика, Австралия, США, Перу). Цинка – 4,5 млн. тонн (Китай, Перу, Австралия, Индия, США, Канада).

Рейтинг золотодобывающих стран мира (2019 год):

• Китай – 420 тонн.
• Австралия – 330 тонн.
• Россия – 310 тонн.
• США – 200 тонн.
• Канада – 180 тонн.
• Индонезия – 160 тонн.
• Перу – 130 тонн.
• Гана – 130 тонн.
• Мексика – 110 тонн.
• Узбекистан – 100 тонн.

Лидерами добычи серебра на мировом рынке по показателям 2018 года являлись:

• Мексика – 6,1 тыс. тонн.
• Перу – 4,3 тыс. тонн.
• Китай – 3,6 тыс. тонн.
• Польша – 1,3 тыс. тонн.
• Чили – 1,3 тыс. тонн.
• Австралия – 1,2 тыс. тонн.
• США – 0,9 тыс. тонн.

• Весь мир – 14,49 тыс. тонн в год.
• Чили – 5,38 тыс. тонн ежегодно.
• США – 1,16 тыс. тонн каждый год.
• Перу – 1 тыс. тонн годовой добычи.

Ведущими мировыми державами по добыче олова являются Китай, Индонезия, Перу, Боливия, Бразилия. Значительные объёмы переработки импортных концентратов имеет на своей территории Малайзия.

Необходимо отметить общемировые тенденции добычи и производства полиметаллов, характеризующиеся разобщённостью месторождений и мест их дальнейшего обогащения и переработки, а также значительной материалоёмкостью и энергоёмкостью технологий. Очень важным фактором также становится вторичная переработка отработанного сырья и использованных материалов.

С сожалением приходится отметить, что Россия, обладающая значительными запасами полиметаллических руд, не входит в список десяти ведущих стран мира по производству свинца и цинка. Что свидетельствует о нереализованном потенциале и открывающихся перспективах его дальнейшего использования.

Источник

Полиметаллические руды: характеристика, свойства и применение

Всегда, сколько существовала цивилизация, у человечества богатством были природные ресурсы. Условно их можно поделить на невозобновляемые и возобновляемые. К числу вторых относятся ресурсы растительного и животного происхождения. Первый вид представлен полезными ископаемыми. Они выступают в качестве основы для самого существования современного человека. Ведь полезные ископаемые являются главным сырьем для действующего минерального производства. Важную роль в общей системе играют полиметаллические руды.

Вводная информация

Где находятся крупнейшие месторождения? Что собой представляет данный вид минерального сырья? Как выглядит процесс добычи и обогащения полиметаллических руд? Об этом мы и поговорим. А начать следует с определения. Итак, полиметаллические руды – это полезные ископаемые, отличительной чертой которых является наличие целого комплекса химических элементов. Основоположные составляющие, благодаря которым и формируется данное сырье – это галенит и сфалерит. Наиболее важные элементы – свинец и цинк. Но, кроме них, находят медь, кадмий, серебро и золото. Полиметаллические руды хоть и редко, но могут также содержать галлий, висмут, индий и олово.

Формирование и месторождения

Во время проведения исследований учеными было установлено, что формирование полиметаллических руд осуществлялось на протяжении разных геологических эпох. Как правило, эти полезные ископаемые можно найти в породах вулканического происхождения. Поэтому не удивительно, что их сейчас находят в местах сейсмической активности в прошлом. Месторождения полиметаллических руд можно найти на любом континенте земного шара. Больше всего они встречаются в Австралии. Также немалые запасы присутствуют на территории Северной Америки – США и Канады. Самое крупное европейское месторождения находится в Испании. На азиатском континенте на их добыче специализируется Китай, Казахстан и Япония. Присутствуют полиметаллические руды и в России.

А что в РФ?

В основном уникальные запасы расположены на территории Алтайского края. Отечественные руды могут похвастаться большим количеством цинка, меди, свинца и драгоценными металлами. Хотя следует отметить, что наиболее перспективные и крупные месторождения были открыты аж в пятидесятых и шестидесятых годах прошлого столетия. Кроме этого, полиметаллические руды можно встретить и на Дальнем Востоке. В этом случае к перечню распространенных материалов необходимо добавить еще олово и вольфрам.

О процессе добычи

В современном мире широко практикуется два подхода получения этих полезных ископаемых. Это открытый и подземный способы. Что же они собой представляют? Добыча полиметаллических руд открытым способом предусматривает их извлечение из недр при помощи карьерных горных выработок. Он позволяет обеспечить высокую эффективность выемки минерального сырья. Этот способ предусматривает наличие таких этапов работы:

1. Подготавливается горная порода к выемке посредством взрывного и механического рыхления.
2. Полученная масса погружается в транспортные средства.
3. Заготовительное сырье перевозится на промышленную площадку, где будет проводиться дальнейшая обработка.

Подземный метод предусматривает, что извлечение минерального сырья осуществляется при минимальном нарушении целостности поверхности земли. В таком случае предусматривается проведение следующих этапов работы:

1. Вскрытие поверхности.
2. Осуществление подготовительных работ.
3. Выемка полезных ископаемых.
4. Получение полиметаллических руд.

Обработка

Получение сырья – это еще далеко не все. На извлечении полиметаллических руд дело не ограничивается. Необходимо еще и добыть нужные элементы. Для этого нужна переработка полиметаллических руд. Сырье должно пройти процесс обогащения. Что он собой представляет? Прежде всего необходимо понимать, что из полиметаллической руды нельзя сразу же получить присутствующие в ней металлы. Выплавка возможна только в тех случаях, когда содержание элементов превышает порог в 30% от всей массы. Тогда как извлеченные из земли элементы могут похвастаться значительно меньшими показателями.

Обогащение полиметаллических руд – это совокупность взаимосвязанных процессов, направленных на переработку первоначального сырья. В результате получается два продукта. Один из них – это концентрат, который богат на химически элементы. Он направляется на металлургические объекты, чтобы получить необходимые материалы. Второй продукт – отходы обогащения. Они являют собой пустую породу, которая освобождена от полезных веществ.

Переработка и использование

Если говорить кратко и в общих чертах, то выделяют три этапа процесса обогащения:

1. Дробление и измельчение.
2. Непосредственно обогащение сырья.
3. Получение готового концентрата.

Наиболее популярными и необходимыми являются свинец, медь, цинк, серебро и золото. Спектр их применения весьма широк – они используются в электротехнике, ювелирном деле, машиностроении и ряде других направления. Наибольшим промышленным значением обладают сульфидные полиметаллические руды, которые залегают в силикатных и карбонатных породах.

Следует отметить, что очень часто при обработке извлекается один-два металла, а все остальное выбрасывается. Это связано с тем, многие полезные ископаемые присутствуют в очень незначительных количествах (могут быть тысячные доли процента), что делает в рамках современной системы невыгодным их выделение. Хотя, по мере совершенствования используемых технологий, взоры компаний начинают обращаться и на отвалы, в которых содержатся эти самые руды (а также отходы угольной промышленности и многое другое).

Специфика при обработке

Следует отметить, что, вместе с тем, и широко используются методы, позволяющие получить хорошие результаты. Например, если полиметаллические руды подвергаются флотации, то применяемые пенообразователи и коллекторы позволяют воздействовать не на один, а на несколько минералов, которые входят в состав. Благодаря этому, проведя многократную селективную выборку комплексного сырья, можно последовательно получить ряд концентратов. Они всплывают вместе с пеной, тогда как под водой остается просто пустая порода.

Чтобы разделить отдельные элементы также используют специальные методы, например, хлорирование. При обработке сырья этим химическим соединением (часто оно проводится в присутствии восстановителя) можно выделить отдельные элементы. Правда, это еще не то, что нужно, а хлориды разных металлов. Но они обладают разными характеристиками и свойствами, благодаря чему можно их легко разделить как от не вступившей в реакцию части руды, так и между собой. А уже чистые хлориды легко восстанавливать до свободных металлов. Если стоит задача обеспечения глубокой переработки руд, когда нужно извлечь большое число компонентов, то широко используется электроэнергия. Благодаря ее применению можно интенсифицировать процесс.

Заключение

Вот и рассмотрено в общих чертах, что собой представляют полиметаллические руды. Добывая, перерабатывая и используя это сырье, человек обеспечивает себя необходимыми для комфортного существования элементами, как-то медь, золото, серебро, цинк и свинец. Но это далеко не полный перечень полезных ископаемых, которые могут быть извлечены и применены в промышленности.

Источник