Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - руды и их обработка

Определение и подразделение руд. — Механическая обработка и обогащение. — Обжигание и выветривание.

Р. называются такие природные минеральные вещества ("полезные ископаемые"), которые могут служить материалом для экономически выгодной добычи (по преимуществу тяжелых металлов и некоторых металлоидов, как, например, серы, мышьяка) в большом заводском размере. По своему составу, Р. обыкновенно представляет механическую смесь какого-либо соединения тяжелого металла (или самого "самородного" металла) с горной породой, среди которой это соединение встречается в природе и которая в этом случае носит название "пустой породы". Р. различают: 1) по качеству извлекаемого из них металла, например: железные, медные, свинцовые, серебросвинцовые Р. и т. д. Р. одного и того же металла различаются между собой по их минералогическому характеру или химическому составу; так, например, в железных рудах различают: магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк и др. 2) По качеству "оруденящего" вещества (т. е. по качеству химического элемента, входящего в соединение с извлекаемым металлом), например: a) охристые Р., куда относятся окислы, гидраты окислов, углекислые и отчасти кремнекислые и др. соли; b) колчеданистые Р., куда относятся сернистые соединения (колчеданы); c) шпейзовые Р., т. е. мышьяковистые и сурьмянистые соединения; и d) P., заключающие металл в "самородном", т. е. свободном состоянии. 3) По качеству пустой породы: a) кремнистые Р., если пустая порода — кварц или если она вообще богата кремнеземом; b) основные Р. — если пустая порода богата основаниями, например состоит из известняка, доломита; c) колчедановые Р., если пустой породой является серный колчедан и т. д. 4) По характеру распределения собственно рудного вещества в пустой породе: a) штуфные (сливные); b) крупновкрапленные и c) мелковкрапленные Р. 5) По количественному содержанию извлекаемого металла: богатые, средние и убогие или бедные Р.

Выгодность извлечения металлов из Р. определяется, впрочем, не одним лишь содержанием его, но и многими местными экономическими условиями — стоимостью рабочих рук и горючих материалов, удобствами путей сообщения и проч.; этими же условиями определяется и минимальное содержание металла в Р., при котором еще возможна с выгодой ее металлургическая обработка. Так (по Дорошенко), в Западной Европе с выгодой обрабатываются железные Р. с 33% Fe, цинковые с 5% Zn, свинцовые с 3—4% Pb, медные с 1% Cu, серебряные с 0,1% Ag и золотые с 0,01% Au. У нас на Урале проплавляют железные Р. с 40—50% Fe и медные с 2¹/2% Cu. На Алтае — серебряные Р. с 1¹/2—3 золотниками Ag в пуде. Золото из россыпей Северного Урала добывается еще при содержании 40 долей в 100 пудах песку, в Южном Урале — при содержании 23 долей, в Восточной Сибири — 21 доли и в Семипалатинской области 14¹/4 долей. Из коренных месторождений Северного Урала — 8 золотников в 100 пудах. Содержание недрагоценных металлов (Fe, Cu, Pb, Zn и др.) обыкновенно выражают процентами чистого металла в руде, для драгоценных (в России) — числом золотников в пуде для Ag или в 100 пудах для Au и Pt. В Америке богатство Р. драгоценных металлов часто выражается прямо числом долларов в тонне. Определение количественного содержания металла в Р. производится по способам, излагаемым в аналитической химии, или по менее точным, но зато более быстрым, простым и общедоступным способам, составляющим предмет "пробирного искусства" (см.). При определении содержания металла в большом запасе Р. особое внимание следует обращать на взятие так называемой средней пробы, т. е. такой, состав которой возможно близок к среднему составу всего запаса (см. Проба). Описание, местонахождение и химический состав руд см. при соответствующих металлах и Рудные месторождения.

Механическая обработка руд. Р. прежде поступления в главную металлургическую операцию ("плавку") подвергается различной предварительной механической, а часто и химической обработке. В простейших случаях механическая обработка состоит из одного измельчения с целью придать кускам Р. величину наиболее удобную для последующей металлургической операции. Иногда она состоит в одной обмывке, каковой, например, подвергается железная бобовая Р., сцементированная глиной. В более же сложных случаях механическая обработка имеет целью повысить в Р. количественное содержание (обогатить Р.) полезного металла, и тогда она получает название механического обогащения. При рудах разнородного состава (полиметаллических) эта операция соединяется с разделением их по металлам.

Измельчение — бывает ручное и машинное. Для ручного измельчения применяются балды, молотки различного веса и формы, клин и др. Для машинного крупного измельчения или так называемого "дробления" очень употребительна дробилка Блэка (Blacke), представленная на фиг. 1. При вращении вала o, через посредство эксцентрика r и стержней l и l "челюсть" a получает качательное движение; между этой челюстью и другой неподвижной (d) и происходит раздробление Р. Для более мелкого дробления часто служат "дробильные валки", обыкновенно состоящие из 2-х пар валков, расположенных друг над другом (фиг. 2). Верхняя пара, на которую непосредственно поступает измельчаемая Р., нередко делается бороздчатой. Винтами n можно изменять расстояние между валками; p и p' буфера для предупреждения поломки. Обод валков (стальной или чугунный) делается отдельно от сердечника и заклинивается на последнем деревянными клиньями. Для самого мелкого измельчения, какое бывает необходимо при обогащении мелковкрапленных Р., наиболее употребительны "толчеи". Толчение обыкновенно совершается при притоке воды, которая и уносит измельченную Р. в виде мути. Такой "толчейный" состав изображен на фиг. 3. Здесь k, k — толчейное корыто; f — чугунная плита или "набивка" толчейного корыта; d — подпестник; e — сито, через которое выносится муть, идущая затем в промежуток b и, через насадку a, в желоб w; l — самоскат для измельчаемой руды. При очень мелком толчении сита не делается и муть выносится прямо через край ("порог") корыта. Песты получают движение от кулачного вала; после расцепления кулака и насаженного на пест "пальца" пест падает свободно. Кроме описанных приборов для измельчения, употребляются еще бегуны, шаровые мельницы и др.РУДЫ I.

1. Дробилка Блэка. 2. Дробильные валки. 3. Толчейный состав. 4. Плоские грохоты. 5. Цилиндрический грохот. 6. Сложный сортировочный прибор. 7. Помост и расположение грохотов. 8. Стол для ручной разборки. 9. Схема подвижного отсадочного решета. 10. Схема неподвижного отсадочного решета. 11. Периодически действующее отсадочное решето. 12. Система непрерывно действующих отсадочных решет. 13. Мучные лари. 14. Шпицкастен. 15. Лежачий герд. 16. Обжигательная куча.

Обмывка. Простейшим устройством для обмывки Р. являются более или менее наклонные деревянные сплотки или желоба, причем рабочие гребками передвигают руду вверх против течения воды. Там, где требуется большая производительность, употребляют вращающиеся барабаны из листового железа, цилиндрические или конические. Трение о стенки барабана и непрерывное действие тока воды удаляют из Р. посторонние частицы. В случаях сложного механического обогащения обмывка нередко соединяется с сортировкой Р. по крупности зерна и ручной разборкой и тогда производится на "плоских" и "барабанных грохотах". Первые обыкновенно бывают неподвижны, вторым сообщается вращательное движение. Фиг. 4 представляет плоский неподвижный ступенчатый обмывочный грохот. Р. засыпается в люк k, перемешивается рабочими на наклонной плоскости a, и затем сортируется по крупности в грохотах b, b', b" и т. д. Шлам идет в желоб f и, если нужно, поступает в гидравлическую сортировку (см. ниже). Фиг. 5 изображает цилиндрический грохот с тремя родами отверстий; здесь выделение мелких сортов предшествует выделению крупных; но существует и обратная система разделения. Фиг. 6 представляет схему расположения сложного сортировочного прибора (для "подрудка"). A — обмыватель, с которым соединен барабан B с 2-мя поясами отверстий в 6 и 25 мм. Сорта мельче 6 мм идут на барабаны c; сорта 6—25 мм — на барабаны d. Куски, не прошедшие (>25 мм) через отверстия барабана B, поступают на медленно вращающийся стол С, где их сортируют руками.

Механическое обогащение заключает в себе следующие операции:

1) измельчение, как работу вспомогательную, имеющую целью разъединение зерен руды от включающей их горной ("пустой") породы (см. выше).

2) Непосредственную ручную разборку руды, которой подвергаются куски более или менее крупные. Эта операция начинается еще в руднике у самого "забоя" (т. е. самого места добычи Р.). Здесь, впрочем, ограничиваются лишь отделением явственной пустой породы от собственно Р.; большие куски при этом разбиваются молотом (балдой). Куски с Р. отбирают для доставки на поверхность, пустые же идут на закладку выработанных пространств. На поверхность доставляют обыкновенно: богатый сорт В [См. прилагаемую синоптическую таблицу.] ("штуфная Р."), идущий прямо в завод; крупный сорт C (>64 мм) — в дробление; "подрудок" D ("рудничная мелочь") — в обмывку.

3) Для разделения этих сортов по крупности устраивают идущий от шахты высокий помост с рельсами, по сторонам которого располагают плоские грохоты под углом в 45°, представляющие подобие колосниковых решеток. Расстояние между колосниками 64 мм. Иллюстрацией к сказанному может служить фиг. 7 (хотя здесь представлена несколько иная сортировка, а именно на три сорта). Недалеко от помоста располагаются рудоразборные сараи. Крупные, не прошедшие через грохоты куски подвергаются дроблению (ручному или машинному), которое соединяется с предварительной разборкой. Крупное дробление и предварительная разборка дают: богатую Р. (I), идущую на завод, крупновкрапленную (G) — в дробление, мелковкрапленную (H) — в толчение, пустую породу (J) — в отвал и сорт F, заключающий более или менее крупные включения чистой руды и потому идущий на ручную разбивку и окончательную разборку на особых столах (фиг. 8) в особых светлых помещениях. Ниже приведена синоптическая таблица процесса механического обогащения, на которую мы и будем ссылаться.Синоптическая таблица процесса механического обогащения руд.

Подрудок поступает в обмывку, соединенную с разделением по крупности (см. выше) и разборкой на вращающемся столе (см. фиг. 6 и таблицу).

4) Для разъединения более или менее мелких зерен собственно Р. от заключающей их пустой породы требуется более или менее мелкое измельчение (дробление валками и толчение), результатом которого являются сорта ("орешник" 3—30 мм; "пески" 3—¹/4 мм; шлам менее ¹/4 мм) настолько мелкие, что прямая ручная разборка в большом масштабе становится неприменимой и потому здесь пользуются "гидравлической отсадкой". Зерна равной величины, но разных плотностей, упав на дно, расположатся слоями по плотностям, чем и можно воспользоваться для отделения пустой породы (более легкой) от более тяжелой руды и даже для разделения руд различных металлов. Такая гидравлическая обработка — "отсадка на решетах" — требует, в качестве подготовительной работы, разделения обогащаемого материала по крупности зерна на грохотах. Об этой работе было уже говорено выше.

5) Наконец, сорта еще более мелкие (