Способы добычи полиметаллических руд

Полиметаллические руды — что это? Основные месторождения, добыча и обогащение полиметаллических руд

На протяжении всех этапов развития цивилизации основным богатством человечества являлись природные ресурсы. Их можно разделить на два вида: возобновляемые и невозобновляемые. К первой категории относятся ресурсы животного или растительного происхождения. Второй вид – это полезные ископаемые, которые являются основой существования современного человечества. Ведь именно они являются главным сырьём для минерального производства. В статье будут рассмотрены такие полезные ископаемые, как полиметаллические руды. Что собой представляет это минеральное сырьё? Где находятся его крупнейшие месторождения? Как добывают и обогащают полиметаллические руды? Ответы на эти вопросы будут даны ниже.

Что такое руды полиметаллические?

Полиметаллические руды – это полезные ископаемые, которые содержат в себе целый комплекс химических элементов. Основными составляющими, которые формируют это минеральное сырьё, являются галенит и сфалерит. Самые важные элементы – это свинец и цинк. Также в этой руде могут содержаться такие составляющие, как медь, серебро, золото, кадмий. Реже такие полезные ископаемые имеют в своём составе олово, галлий, индий и висмут.

Учёные в ходе исследований выяснили, что полиметаллические руды формировались на протяжении различных геологических эпох. Залегают эти полезные ископаемые в основном в породах вулканогенного происхождения.

Мировые месторождения полиметаллических руд

Эти полезные ископаемые встречаются на любом из континентов земного шара. Самые большие запасы полиметаллических руд имеются в Австралии. В настоящее время на этом материке ведутся работы на трёх крупнейших месторождениях: Брокен-Хилл, Маунт-Айза и Мак-Артур-Ривер.

В Северной Америке большие запасы такого минерального сырья располагаются в США и Канаде. В Испании имеется наиболее крупное европейское месторождение. На азиатском континенте полиметаллические руды добывают в Китае, Казахстане и Японии.

Большие запасы таких полезных ископаемых располагаются в России.

Месторождения руд полиметаллических в России

Основной территорией, где располагаются уникальные запасы полиметаллических руд в России, является Алтайский край. В этом регионе размещается более десяти крупных месторождений такого минерального сырья. Эти руды содержат большое количество цинка, свинца, меди и драгоценных металлов.

Наиболее крупными и перспективными месторождениями являются Рубцовское, Корбалихинское, Зареченское, Степное, Захаровское и Таловское. Все они были открыты ещё в пятидесятых-шестидесятых годах двадцатого столетия. В полиметаллических рудах из Зареченского месторождения отмечается высокое содержание меди, цинка и свинца. Минеральное сырьё из Рубцовских залежей богато серебром и золотом.

Полиметаллические руды в России встречаются также и на Дальнем Востоке. В настоящее время ведутся работы по добыче таких полезных ископаемых на трёх месторождениях: Николаевском, Верхнем и Партизанском. Минеральное сырьё из залежей Дальневосточного региона РФ отличается высоким содержанием свинца, цинка, золота, серебра, вольфрама и олова.

Как добывают руды полиметаллические?

В современном мире существует два способа добычи полиметаллических руд:

Подземный метод добычи предполагает извлечение минерального сырья из недр Земли, при котором происходит минимальное нарушение целостности её поверхности. При таком способе выделяется три стадии:

1. Вскрытие поверхности.
2. Проведение подготовительных работ.
3. Выемка полезных ископаемых.

Открытый метод – это добыча полиметаллических руд путём извлечения их из недр Земли при помощи открытых горных выработок, которые образуют карьер. Такой способ обеспечивает высокую эффективность выемки минерального сырья. Открытое промышленное освоение месторождения состоит из следующих технологических этапов:

1. Подготовка горной породы к выемке путём механического и взрывного рыхления.
2. Погрузка полученной массы в транспортные средства.
3. Перевозка сырья на промышленную площадку для дальнейшей его обработки.

Однако извлечь полиметаллическую руду – это не значит добыть необходимые металлы. Сырьё должно пройти процесс обогащения.

Описание процесса обогащения полиметаллических руд

Из добытой полиметаллической руды нельзя сразу получить содержащиеся в ней металлы. Их выплавка становится возможной при условии, что содержание этих элементов в концентрате составляет не меньше 30 процентов. В извлечённой из недр Земли руде такое соотношение гораздо меньше необходимого.

Обогащение полиметаллических руд представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов переработки минерального сырья, в результате которых получается два продукта:

• концентрат с богатым содержанием химических элементов, который направляется на металлургический передел для выплавки из него металлов;
• отходы обогащения – это пустая порода, освобождённая от полезных веществ.

Процесс обогащения полиметаллических руд состоит из трёх этапов:

1. Дробление и измельчение полезных ископаемых.
2. Непосредственное обогащение.
3. Получение готового концентрата.

Заключение

Полиметаллические руды – это полезные ископаемые, содержащие в себе комплекс необходимых химических веществ. Такое минеральное сырьё используется в различных отраслях промышленности. Добывая и обогащая эти полезные ископаемые, человечество обеспечивает себя такими необходимыми элементами, как свинец, цинк, медь, золото, серебро.

Источник

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