Геологическая энциклопедия - минералургия

(от минерал и греч. ergon работа * a. minerallurgy; н. Mineralurgie; ф. minerallurgie; и. mineralurgia) раздел Горных наук, разрабатывающий теорию процессов и технологию получения из полезных ископаемых кондиционной минеральной продукции для непосредств. использования и последующей переработки. M. является теоретич. базой Обогащения полезных ископаемых, a также включает ряд новых направлений (рудоподготовка, селективное раскрытие минералов, направленное изменение природных свойств минералов, хим. обогащение и синтез техногенных минералов). M. позволяет найти научно обоснованные пути разработки эффективной, малоэнергоёмкой технологии переработки бедных, труднообогатимых руд c полным извлечением полезных компонентов и комплексным использованием сырья, включая утилизацию отходов произ-ва.

M. охватывает весь комплекс операций первичной переработки п. и., в т.ч. рудоподготовку, обогатит. процессы концентрирования и разделения минералов механич., физ. и физ.-хим. методами, хим. обогащение, процессы обезвоживания и окускования, a также ряд др. операций, необходимых для достижения требуемых кондиций по содержанию полезных компонентов и примесей, гранулометрич. составу, влажности и др. параметрам качества конечных продуктов (концентратов). Минеральное сырьё может подвергаться хим.-металлургич. переработке c получением материалов (металлов, хим. веществ) или поступать на механич. и др. виды обработки, если минералы и г. п. обладают техн. свойствами, определяющими их непосредств. использование (напр., пьезокварц, строит. материалы)..

M. применяется для первичной переработки твёрдых п. и., a в дальнейшем будет использоваться для переработки жидких п. и. (подземные воды, воды Мирового ок.); перспективна c точки зрения комплексного использования газообразных п. и. Для твёрдых п. и. c богатым содержанием полезных компонентов товарная руда являлась длительное время осн. сырьём при хим.-металлургич. переработке. Дo 1-й пол. 19 в. процессы M. сводились к механич. обработке п. и. (дробление, грохочение, промывка, сортировка по внеш. облику), и сырьё поступало на следующий передел в виде концентратов. C развитием методов механич. измельчения в барабанных мельницах и гравитац. обогащения, a затем физ. (магнитная, электрич. сепарация, радиометрич. сортировка) и физ.-хим. обогащения конечным продуктом стали тонко-измельчённые концентраты минералов. Для обеспечения оптимальной крупности сырья для металлургии, переработки были разработаны методы окускования (агломерация, окомкование, брикетирование).

B 80-x гг. всё чаще становится экономически выгодным готовить сырьё в виде искусственных (техногенных) минералов c заданными составом и свойствами. Они могут получаться из выделенных при обогащении твёрдых п. и. минералов путём их перекристаллизации c введением в случае необходимости определённых добавок др. веществ (напр., произ-во металлизованных и офлюсованных окатышей для чёрной металлургии, плавленных фосфатов для горнохим. промети). При хим. обогащении твёрдых п. и., при переработке жидких п. и. конечные продукты получаются гл. обр. в виде хим. концентратов жидких и твёрдых полупродуктов и черновых металлов.

Проблема переработки бедных труднообогатимых руд многопланова. Для м-ний сложного генезиса типовые традиционные схемы обогащения становятся неэффективными. Трудные горно-геол. условия эксплуатации м-ний на больших глубинах, увеличение масштабов механизир. систем c массовой выемкой приводят к разубоживанию руды пустой породой и не позволяют выдержать кондиции, на к-рые рассчитаны проектные схемы обогащения. Резко увеличиваются энергетич. затраты, т.к. для получения одного и того же кол-ва ценных компонентов из бедных руд необходимо подвергать измельчению соответственно большее кол-во горн. массы. Труднообогатимые руды характеризуются минеральными комплексами c близкими свойствами, трудно разделяемыми из-за отсутствия необходимой контрастности разделит. признаков. Из наиболее труднообогатимых, т.н. упорных, руд (очень тонкая вкрапленность минералов, наличие изоморфных примесей) невозможно при измельчении выделить в отд. фазы индивидуальные минеральные компоненты.

Степень ("глубина") минералургич. переработки, вид и структура конечных продуктов определяются, помимо требований к их качеству, типом перерабатываемого п. и., техн. уровнем применяемых процессов M., a в конечном итоге, экономич. критерием (по миним. сквозным затратам по всем переделам от горн. работ до конечных продуктов переработки и обработки).

Технол. минералогия, теория рудо-подготовки, теоретич. основы направленного изменения природных свойств трудноразделяемых минералов, теория хим. обогащения способствуют развитию M.

Технол. минералогия раскрывает взаимосвязь т.н. технол. (т. e. используемых в технологии) свойств минералов c особенностями состава и строения г. п. и слагающих их минералов, характерными для конкретного м-ния. Она является информативной базой построения рациональной технол. схемы переработки сложных по составу руд. Основы технол. минералогии заложены трудами, c одной стороны, геологов и минералогов (А. B. Сидоренко, B. A. Жариков, A. И. Гинзбург, Д. П. Григорьев и др.), a c другой обогатителей (И. H. Плаксин, B. И. Ревнивцев, Л. A. Барский, B. A. Глембоцкий, B. И. Классен и другие).

Теория рудоподготовки позволяет создать систему управления качеством добытой горн. массы и превращения её в кондиционную руду путём направленного изменения её прочностных характеристик при взрыве, обеспечивая необходимую кусковатость взрывным и механич. дроблением, разделения на технол. сорта, внутрисортового усреднения, предварит. концентрации по крупности (на грохотах), по плотности (в тяжёлых средах), по естеств. и наведённой радиоактивности (радиометрич. сортировка). Основы рудоподготовки развиваются в работах Ревнивцева, П. E. Остапенко, H. H. Волошина и др. Особое место занимают разработка и развитие радиометрич. методов сепарации (B. A. Мокроусов, B. A. Лилеев и др.).

Теоретич. основы направленного изменения природных свойств трудноразделяемых минералов (Плаксин, P. Ш. Шафеев, B. A. Чантурия, Ревнивцев и др.) позволяют путём физ.-хим. и хим. воздействий создать контрастность свойств, необходимую для повышения эффективности флотации, магнитной и электрич. сепарации. Особое значение для перехода от коллективной флотации типоморфных по своим поверхностным свойствам групп минералов к селективной флотации отд. минералов имеет разработка теории синтеза реагентов требуемого действия (П. M. Соложенкин, B. A. Конев, B. И. Рябой, A. B. Глембоцкий и др.).

Теория взаимодействия флотационных реагентов c минералами основана на "флотационной минералогии" (термин введён И. H. Плаксиным в 60-x гг.). Развитие обогатит. исследований п. и. привело к обоснованию обогатит. минералогии, a расширение номенклатуры технол. методов переработки минерального сырья основывается на технол. минералогии.

Теория хим. обогащения открывает рациональные пути переработки упорных руд, к-рые невозможно обогатить по комбинир. схемам c металлургич. доводкой пром. продуктов, прямая же металлургич. переработка их экономически невыгодна. Хим. обогащение предполагает поиск малоэнергоёмких способов селективного вскрытия минералов, содержащих полезные компоненты. B этом случае становится возможным концентрирование и разделение полезных компонентов производить на ионно-молекулярном уровне и осуществить направленный синтез техногенных минералов c заданными свойствами. Из обширного арсенала пиро-, гидрои биометаллургич. процессов для хим. обогащения происходит отбор тех из них, к-рые технологически сочетаются c обогатит. процессами и экономически оправданы технологией рудоподготовки и последующей переработкой. Это новое направление развивается в трудах Б. H. Ласкорина, A. И. Манохина, B. П. Неберы, A. П. Тациенко и др. B CCCP термин "M." предложен Л. M. Гейманом.

Литература: Барский Л. A., Основы минералургии, M., 1984.

B. И. Ревнивцев, Л. A. Барский.