Îmbogățirea minereurilor de azbest constă în următoarele procese principale: zdrobirea minereului, separarea fibrelor libere din rocă, purificarea concentratelor și separarea fibrelor în grade. Pentru îmbogățirea minereurilor de azbest se utilizează îmbogățirea prin frecare, separarea cu aer și procesele umede.
16.12.2019 Rubrica: Minerit și materii prime chimice Autor: Paxey
În acest articol:
Minerale și minereuri de azbest
Azbestul sunt minerale capabile să se despartă în fibre subțiri, flexibile și rezistente. Din punct de vedere al compoziției chimice, acestea sunt silicați apoși de magneziu, fier și parțial calciu și sodiu.
Azbestul este utilizat pe scară largă în industrie, în cele mai diverse domenii. Natura și domeniul de aplicare ale azbestului sunt determinate de lungimea fibrelor, proprietățile mecanice, compoziția chimică și calitățile de filare.
Cea mai importantă este utilizarea azbestului în producția de materiale și produse textile din azbest și azbociment.
Se disting minerale de azbest din grupa serpentinei (crisotil-azbest) și din grupa amfibolilor. Chrysotile-asbestul are importanța principală în industrie, care reprezintă peste 95 % din producția mondială de azbest.
Chrysotile-asbestul reprezintă un silicat magnezian de apă cu compoziția teoretică H4Mg3Si2O9. Densitatea sa variază între 2340-2600 kg/m 3 , duritatea de-a lungul fibrei este egală cu 2, iar transversal — 2,5. Este un slab conductor de căldură, curent electric și sunet și are activitate de adsorbție.
Toate depozitele de azbest crisotil sunt invariabil asociate cu serpentinitul.
Azbestul crisotil este de obicei încorporat în rocile gazdă sub formă de vene și venulețe. În funcție de apariție, se disting mai multe tipuri de vene: vene cu franjuri simple; vene cu franjuri complexe; vene de azbest reticulat; vene fine; vene simple; mase aplatizate de azbest fibros longitudinal.
În Rusia există depozite industriale de azbest crisotil în Urali, în Siberia, în Caucaz și în alte zone ale țării; depozite de azbest amfibol — în Urali.
În funcție de localizarea fibrelor de azbest în raport cu pereții venelor, se disting azbest transversal-fibros, longitudinal-fibros și fibros încâlcit.
În majoritatea zăcămintelor, azbestul este extras prin extracție la suprafață. În zonele care conțin azbest de calitate superioară, în timpul exploatării miniere se utilizează pe scară largă decaparea manuală și sortarea manuală a minereului, care sunt asociate cu păstrarea lungimii maxime a azbestului de calitate superioară și cu reducerea pierderilor acestuia. În acest caz, se obțin mai multe tipuri de minereu, care diferă în ceea ce privește lungimea fibrelor și conținutul de azbest, iar deșeurile sunt trimise la groapa de gunoi.
Exploatarea zonelor care nu conțin azbest de înaltă calitate este complet mecanizată, iar tot minereul extras este livrat la uzina de prelucrare fără îmbogățire preliminară la front. Prelucrarea ulterioară a minereurilor extrase manual și a celor neîmbogățite se realizează separat.
Minereurile de calitate superioară din extracția selectivă sunt împărțite în următoarele clase: azbest în bucăți (krud) cu lungimea fibrelor de 18-12 mm, conținând cel mult 10% ace (mai groase de 2 mm) și fibre pulverizate; minereu select cu un conținut de fibre mai mare de 12,7 mm de cel puțin 4% și fibre pulverizate de cel mult 3%; minereu de deflector cu un conținut de fibre mai lung de 4,8 mm de cel puțin 10%.
Minereurile de rând extrase mecanic se împart în două tipuri: minereuri nearse cu conținut de azbest de cel puțin 2 % și umiditate de cel mult 6 %; minereuri cernute cu conținut de azbest de cel puțin 2 % și fibre mai mari de 4,8 % de cel puțin 5 % și umiditate de cel mult 5 %.
Schemele și modalitățile de îmbogățire a minereurilor de azbest
Îmbogățirea minereurilor de azbest constă în următoarele procese principale: zdrobirea minereului, separarea fibrelor libere din rocă, purificarea concentratelor și separarea fibrelor în grade.
Pentru a păstra lungimea naturală a fibrelor de azbest de calitate superioară și pentru a maximiza extracția acestora, se utilizează pe scară largă concasarea în etape, fibrele de azbest fiind extrase pe măsură ce sunt eliberate din legătura lor cu rocile de încorporare. În timpul procesului de zdrobire, fibrele de azbest sunt pulverizate și parțial distruse. Gradul de distrugere a fibrelor de azbest depinde în mare măsură de tipul de mașini de concasare utilizate. S-a stabilit că în concasoarele care acționează prin strivire distrugerea fibrelor este mult mai redusă decât în concasoarele care acționează prin impact.
Pentru îmbogățirea minereurilor de azbest se utilizează procedeele de îmbogățire prin frecare, separare a aerului și procedeele umede.
Prima metodă se bazează pe diferența dintre forțele de frecare care apar între fibrele de azbest și particulele de rocă atunci când acestea se deplasează de-a lungul unui plan înclinat. Pentru îmbogățirea prin această metodă, minereul este zdrobit și uscat în uscătoare, după care este clasificat pe cribluri trommel în mai multe clase cu separarea prafului și a materialelor fine. Fiecare clasă este alimentată pe planuri înclinate stabilite la un unghi de 40-45°. Materialul, care ajunge pe planul înclinat, se deplasează în jos sub influența gravitației. Datorită frecării mari dintre fibre și suprafață, azbestul se deplasează cu viteză mică și, la capătul unui plan înclinat, cade aproape vertical în jos, spre deosebire de o piatră care se deplasează cu viteză mare și, ajunsă la capătul unui plan înclinat, cade la o distanță considerabilă de acesta. Ca urmare, se obțin două produse — un concentrat îmbogățit cu azbest și reziduuri care conțin o anumită cantitate de azbest neeliberat. Această metodă este aplicată în prezent în cadrul sistemelor de îmbogățire a minereurilor de azbest cu fibre lungi, de obicei în combinație cu îmbogățirea pneumatică.
Îmbogățirea pneumatică (aspirarea) este cea mai frecventă metodă de îmbogățire a minereurilor de azbest. Datorită suprafeței specifice mari a fibrelor de azbest, comparativ cu suprafața specifică a mineralului de rocă, acestea sunt antrenate de fluxul de aer și separate de acesta din urmă. Astfel, caracterul complet al separării depinde într-o măsură considerabilă de umiditatea minereului și de cantitatea de particule mici din rocă.
La îmbunătățirea minereurilor din mineritul mecanizat, minereul este zdrobit până la 25 mm în două etape, cu cernere preliminară. Extracția fibrelor libere nu se realizează de obicei din cauza eliberării nesemnificative. Înainte de concasarea fină ulterioară, minereul este uscat în uscătoare cu tambur sau cu ax pentru a reduce conținutul de umiditate la 1,5-2 %. Temperatura de uscare nu trebuie să fie mai mare de 400 °С pentru a evita reducerea rezistenței fibrelor de azbest. Mineralul după uscare este necesar să fie păstrat câteva zile într-un depozit pentru răcirea sa. Prelucrarea minereului care nu s-a răcit poate duce la distrugerea fibrelor, deoarece fibrele fierbinți sunt mai puțin rezistente. Zdrobirea fină se realizează în patru sau cinci etape. În primele etape ale zdrobirii fine, se folosesc concasoare cu role, conuri și ciocane. În ultimele etape, se utilizează cel mai adesea un concasor specializat cu ciocane.
După fiecare etapă de concasare, fibrele de azbest eliberate sunt extrase. În acest scop, minereul este transportat la ecranul oscilant, unde fibrele eliberate se află în stratul superior de deasupra minereului. La capătul de evacuare al ecranului, perpendicular pe mișcarea minereului, este instalată o duză cu o fantă îngustă, conectată la un ciclon, un exhaustor și o cameră de praf. Datorită vidului creat de exhaustor, fluxul de aer exterior este aspirat de duză, antrenând fibre de azbest libere, care sunt apoi depuse în ciclon. Aerul din ciclon, după ce a trecut de exhaustor, intră în camera de praf, unde fibrele scurte de azbest și praful se depun în afara acestuia.
Viteza aerului în duză necesară pentru aspirarea fibrelor variază de la 12 la 20 m/s, în funcție de lungimea și textura azbestului. Cu cât fibra este mai rigidă și mai lungă, cu atât viteza aerului trebuie să fie mai mare.
Concentratele primare rezultate conțin 25-40 % fibre. Primele trei etape produc cea mai mare cantitate de fibre de lungime medie. Concentratele din ultimele etape de aspirare conțin în principal fibre scurte. Toate concentratele sunt curățate de particule de rocă și praf.
Eliminarea prafului din concentratele primare se realizează prin cernere. Pentru produsele cu fibre lungi și medii, se realizează o bună desprăfuire pe ecranele trommel special concepute. Produsele cu fibre scurte sunt bine curățate de praf pe site vibratoare. Fibrele curățate sunt separate în categorii în funcție de mărime pe cribluri trommel.
Fig. 9.7 prezintă o schemă tipică de îmbogățire a minereurilor obișnuite de crisotil-azbest.
Îmbogățirea minereurilor de calitate superioară din mineritul manual nu diferă în principiu de îmbogățirea minereurilor din mineritul mecanizat, cu excepția minereurilor de calitate krud, a căror îmbogățire constă în îndepărtarea manuală a rocilor de azbest în bucăți, verificarea lungimii fibrelor și a absenței tăieturilor.
La îmbogățirea minereurilor de azbest de calitate superioară se aplică scheme combinate, în care se combină metodele de îmbogățire prin aspirație și prin frecare. În acest caz sunt posibile două scheme principale. Conform uneia dintre ele, minereul este supus la trei-patru etape de zdrobire, clasificare și îmbogățire a claselor separate pe planuri înclinate. Acestea sunt urmate de alte două-trei etape de zdrobire și îmbogățire prin aspirație.
Conform celei de-a doua scheme, concentratele primare după toate etapele de zdrobire sunt primite prin aspirație, iar concentratul din primele etape de îmbogățire după clasificare este curățat pe planuri înclinate.
Fig. 9.8. prezintă schema de îmbogățire a minereurilor de crisotil-azbest de calitate superioară.
Randamentul reziduurilor în îmbogățirea minereurilor de azbest este de aproximativ 95%. Masa principală a acestora este reprezentată de serpentinite de diferite dimensiuni. Clasele mai mari de 3 mm sunt utilizate ca balast pentru căile ferate. Materialul mai fin este utilizat ca material de umplutură în producția de pâslă pentru acoperișuri și toliet. De asemenea, reziduurile de serpentinită pot fi utilizate ca materie primă pentru producția de materiale refractare și sub formă măcinată pentru fertilizarea solului.
Azbestul sortat după textură (după gradul de încrețire) este împărțit în patru grupe; după lungimea fibrelor — în opt soiuri, fiecare dintre acestea incluzând mai multe clase.
