Добываемые необходимые подземные элементы в виде минералов и различные органические соединения, по своим физико-химическим свойствам которые могут применяться в сфере промышленного производства, нуждаются в обработке. Для этих целей были созданы самостоятельные (чаще всего зависимые от других субъектов деятельности), организационно-обособленные объекты с определенным родом деятельности – обогатительные фабрики. Это горное предприятие, созданное для начальной обработки твердых полезных ископаемых. Итогом такого процесса становится выпуск необходимых продуктов, которые используются в сфере промышленного производства.
Обогатительный процесс на фабриках
Использование различных решений отделения металлов и минералов друг от друга по разнице их физических или химических свойств называется обогащением. Применяя разноплановые методы на обогатительных фабриках руды получают из нее продукт, в котором присутствие полезного вещества несравненно больше, чем в источнике. Это является концентратом. Также при обогащении получаются продукты со средней емкостью нужного вещества – промежуточные, они возвращаются на переработку. Самые обедненные продукты называются хвостами.
На обогатительных фабриках обрабатываются:
- естественные минеральные соединения цветных металлов: рудные ископаемые с содержанием меди, никеля, олова, молибдена, свинца, цинка и др.;
- природные минералы черных металлов, содержащие в своей основе железо, марганец и хром;
- нужные природные ископаемые без содержания металла: фосфор, графит и многие другие естественные соединения;
- уголь.
Иногда при обогащении минеральных и органических образований может получится готовое сырье (асбест, известняк, графит) для дальнейшего применения.
В 1760 году в России была построена первая фабрика по извлечению и обогащению золота.
Классификация перерабатывающих фабрик
От того, где располагается фабрика по отношению к горнодобывающей организации, зависит ее статус. Определены такие обогатительные фабрики, как:
- Индивидуального порядка – функционируют для работы с минеральными соединениями, которые прибывают с одного единственного добывающего предприятия. Находятся на одной и той же территории в пределах промышленной зоны.
- Централизованные (групповые) – для обогащения природных естественных минералов с разных добывающих шахт; рабочий объект расположен вдали от последних.
Кроме того, определено наличие таких фабричных производств, которые находятся непосредственно при потребляющем объекте, например, коксохимическом производстве.
Виды предприятий
В зависимости от того, каким процессом происходит переработка природных соединений минералов на фабричном производстве, их различают таким образом:
- предприятия с дробильно-сортировочным режимом;
- объекты промывного режима работы;
- объекты гравитационной обработки;
- объекты флотации;
- места обогащения с магнитным процессом;
- с гибридной технологией.
Например, фабрика с применением дробильно-сортировочного режима. На ней происходит дробление и сортировка в зависимости от объёмистости пород, минеральных и органических образований, шлаков и других материалов. Целью данных процессов становится получение продукта определенного гранулированного состава. Дробильно-сортировочная организация может позиционироваться как самостоятельное предприятие или же быть цехом угольных обогатительных фабрик. В качестве профильного оборудования используются различной формы дробилки и шаровые мельницы.
Промывные фабрики характеризуются способом обогащения породы, более известном по процессу добычи золота из природных источников.
Фабрики с гравитационным способом
На фабриках с гравитационным режимом работа основана на законе силы тяжести, в результате которого минеральные соединения отделяются друг от друга из-за разных параметров в плотности. Гравитационным методом обогащается уголь, сланец, вольфрамит, циркон, руды черных и редких металлов, фосфаты и алмазы. Всего таким методом перерабатывается порядка четырех миллиардов тонн в год. Достигается это благодаря дешевизне метода, простоте аппаратуры, легкости очищения сточных вод и возможности осуществления замкнутого водоснабжения горно-обогатительной фабрики.
Флотационные и другие фабрики
Флотационный метод (в переводе с французского - "плавать") характеризуется способностью естественных минеральных соединений пребывать на поверхности, за счет разницы в удельных энергиях. Флотацией обрабатываются природные соединения цвеметаллов, угля, серы.
Обработка с помощью магнитного режима природных ископаемых характеризуется основой процесса разнопланового магнитного поля на части минералов с разной магнитной способностью. Таким образом на обогатительных фабриках перерабатывают соединения железных, вольфрамовых, титановых и другие виды минеральных ископаемых. При этом применяется такое оборудование, как сепараторы с магнитом.
К обогащению с помощью гибридной методики относят процесс обжига и гидрометаллургию.
Компоновка расположения фабрик
Перерабатывающие предприятия бывают с вертикальной, горизонтальной и ступенчатой постановкой расположения.
Расположение по вертикали – подразумевает движение в зоне работы передвижения материала методом самотека. Не получило большой популярности и распространения из-за высоких циркуляционных нагрузок.
Горизонтальное расположение – это имеющая много путей движения механизированная система транспорта. Практически, просматривается в редких случаях, так как требует наличие огромных промышленных площадей.
Ступенчатая постановка – это комбинированная система предыдущих двух транспортировок материала.
С 80-х годов стал применяться принцип модулей в строительстве и проектировании обогатительных фабрик. Базу этого составили режимы стандартных процессов переработки: флотация, дробление и т. д. Также применяются компоновки одной секции со схемами в один поток и наличием высокопроизводительного оборудования. Во многих развитых странах получили большую популярность и распространены многосекционные обогатительные предприятия, имеющие преимущество ступенчатой компоновки. ООО обогатительная фабрика "Узловская", находящаяся в Донецком бассейне, яркий тому пример. Основанная в 1934 году фабрика прошла все стадии развития и стала высокомеханизированным предприятием.
Безопасность технологических процессов
Минеральные полезные соединения для переработки на фабрике минуют многочисленные этапы – от режима дробления до выхода концентрата. Готовое сырье складируется в бункерах. После чего планируется отгрузка потребителю или направление на повторную переработку.
Данные рабочие процессы распространяют вредные вещества в атмосфере в виде пыли и газов. В противовес этому на обогатительных фабриках существует аспирационная система.
Аспирация подразумевает под собой отсасывание воздуха с помощью спецоборудования непосредственно на месте образования вредных газов и пыли.
Для борьбы с шумом на фабриках применяют герметизацию оборудования. В местах повышенного пылевыделения используется гидрообеспылевание путем подавления пылевого облака с помощью распыления парового тумана.
