Кен байыту

Кен байыту — бос тау жыныстарынан пайдалы минералдарды бөліп алу мақсатында минералдық шикізаттарды алдын ала өңдеу процестерінің жиынтығы.Кен байыту нәтижесінде екі түрлі өнім түзіледі: пайдалы құраушыларының негізгі массасы топтасқан концентрат және қалдық. Табиғи жағдайда кездесетін минералдық шикізаттың құрамындағы пайдалы құраушылары мардымсыз аз болды. Сондықтан оны өндіріске тікелей пайдалану тиімсіз. Мыс., кентастағы қорғасынның мөлш. 1,5 – 2%-тен аспайды, ал металлургиялық балқыту шарты бойынша оның мөлш. 20 – 30%-тен кем болмауға тиіс. Сондықтан кентас алдын ала байыту процесінен өтеді. Концентратқа ауысатын шикізаттың пайдалы құраушылары мен олардың концентрат құрамындағы шамасы Кен байыту процесінің маңызды технологиялық көрсеткіші болып табылады. Бұлар процентпен өлшенеді. Кемелдендірілген кен байыту процестерінде алынатын пайдалы құраушылардың мөлшері 92 – 95%-ке жетіп, ондағы пайдалы құраушысы бар таза концентрат шамасы 85%-ке жуық болады.

Кен байыту процесі кентасты қолдан сұрыптау, флотациялық байыту, т.б. арнаулы әдістерге ажыратылады. Қолдан кентас сұрыптау әдісінде минералдар түсі, жалтырауы, т.б. қасиеттері бойынша кентастан іріктеліп алынады (мыс., бағалы тастар). Кей жағдайларда кентас іріктеу ісін автоматтандыруға (мыс., алмасты және радиоактивті кентастарды ультракүлгін сәуле және радиометрия тәсілімен сепарациялау) болады. Флотациялық байыту әдісі әр түрлі минерал бөлшектеріне су жұғу және олардың газ көпіршіктеріне жабысу сияқты қасиеттеріне негізделген. Ұсақталған кентас сумен араластырылады да, оған ауа үрленеді. Су жұқпаған минерал бөлшектері ауа көпіршіктеріне жабысады да, жоғары көтеріледі, ал су жұғатын минерал түбіне шөгеді. Гравитациялық байыту әдісі жоғары бағытталған сұйық немесе ауа ағынындағы минерал бөлшектерінің тығыздықтарының айырмашылығына, пішініне және ірілігіне сәйкес әр түрлі жылдамдықпен шөгу құбылысына негізделген. Магниттік байыту әдісі магниттік сезгіштігі әр түрлі минерал бөлшектеріне магнит өрісінің әсер ету құбылысына негізделген. Ұсақталған минерал бөлшектерін магниттік сепаратордың біртексіз магнит өрісінен өткізгенде магниттік сезгіштігі жоғарылары электрмагниттік жүйенің полюстеріне тартылып, магниттік сезгіштігі аз бөлшектерден ажырап кетеді. Сепаратордың электр өрісінің минерал бөлшектеріне әсері электрстатикалық байыту әдісінің негізіне алынған. Сепараторға түскен минерал бөлшектер электр өрісінде зарядталып, сепаратордың қарама-қарсы полюстері маңында топтасады. Сондықтан тотыққан кентастарды ауыр суспензияда (магнетит, ферросилиций сияқты қатты заттардың сұйыққа араластырылған ұнтағы) байыту әдісі де пайдаланылады. Суспензия ретінде ауыр минералдан меншікті салмағы аз, бірақ жеңіл минералдың меншікті салмағынан артық сұйық алынады. Жеңіл минералдар үстіңгі жағында, ауырлары астында орналасады. Ауыр суспензия әдісімен байытуда кентастың ажыратылуына олардың мөлшері (ірілігі, ұсақтығы) әсер етпейді. Тотыққан және шала тотыққан темір кентастарын (мыс., гематитті кентас) байытуға гравитациялық және флотациялық әдістерді аралас пайдалануға да болады. Өндірістік кен байыту процесі кезінде негізгі технол. жұмыстар бірқатар әзірлік және қосымша жұмыстармен аралас өтеді. Әзірлік жұмыстары кенді ұсақтау, екшеу, ал қосымша жұмыстарға концентратты сусыздандыру (қоюландыру, вакуумдық сүзгілеу, кептіру), тасымалдау, жинау, т.б. жұмыстар жатады. Қазақстанда қара, түсті, сирек және бағалы металл кентастарын, Қарағанды алабының көмірін, Қаратаудың фосфоритін байытатын осы заманғы техникамен жабдықталған ондаған кен байыту фабрикалары бар.

Түсті металдардың кен технологиясы металл өндірісі процесінің құрама бөліктерінің бірі болып табылады. Өндіріс үшін алғашқы ретінде техногенді және минералды шикізат болып табылады.Қазіргі уақытта түсті металдар кенін өңдегенде Менделевтың периодтық жүйесінің 70 элементінен көбісі алынады. Халық шаруашылығының барлық салаларында жер қойнауынан алынатын минералды шикізаттардың маңызы өте зор. Олардан металдар. химиялық заттар. отын түрлері және кұрылыс материалдары алынады. Оларды өндіру үшін бастапқы ыіиюзат көптеген өңдеу процестерінен өтеді. Көпшілік минералды шикізаттар кұрамы күрделі келеді. Сондықтан олардың құрамындағы пайдалы заттарды тиімді пайдалану үшін бір-бірінен ажыратып бөлу қажет. Көпшілік жағдайда, әсіресе түсті және сирек кездесетін металдар кендерінде пайдалы зат мөлшері өте төмен болады. Мысалы. қорғасын кендерінде оның проценттік үлесі орташа 0,5-2% мөлшерінде кездеседі. Мұндай кендерден металдарды тікелей металлургиялық әдістермен өңдеп бөліп алу өте тиімсіз не мүмкін емес. Металды кендер көбінесе күрделі құрамды түрде, демек комплексті түрде кездеседі. Олардың құрамынан жеке металдарды тек металлургиялық өңдеумен бөліп алу өте киын. Сондықтан, кен алдын ала байыту процестерімен өнделу нәтижесінде пайдалы заттар- минералдар түрінде жеке өнімдерге (концентраттарға) бөлінеді.

Кендерді байытудың технологияларын жетілдіру негізінде өте кедей кендерден жоғары сапалы концентраттар алу және күрделі құрамды кендерден жеке металдар концентраттарын алу мүмкіншілігі туды. Казіргі кезде барлық дерлік пайдалы казбалар байыту процестерінен өткізіледі. Тек темір, марганец және фосфор кендерін тікелей металлургиялық не химиялық әдістермен өңдеуге болады.

Байыту техникасының дамуы үлестік мөлшері өте төмен сирек кездесетін металдар кендерінің қорын молайтып, іске қосуға себеп болады. Байыту фабрикалары жоғары өнімді өндірістің үлкен саласына айналды. Оларда жүргізілетін процестер жоғары дәрежеде механикаландырылған және ғылыми-техниканың жетістіктерін барынша толық пайдалануды талап ететін күрделі процестер.

Қазіргі кезде жер қойнынан алынатын барлық кен түрлерінен халық шаруашылығының белгілі бір салаларында қолдануға болатын бағалы зат алу үшін кендер алдын ала байытылады. Оның қажетін түсіну үшін қысқаша кеннен таза металдың калай алынатынын қарастырайық. Кенде барлық дерлік металдар минералдар түрінде кездеседі. Кен құрамынан бөлу үшін металлургиялық процестермен өңделеді. Олар минералды балқыту (жылу энергиясымен), не еріту (химиялық энергиямен) арқылы минерал құрамына кіретін элементтерді бір бірінен ажыратуға негізделген. Қазіргі кезде халық шаруашылығында пайдаланылатын кендерде, әсіресе, түсті және сирек кездесетін металдар кендерінде, металл мөлшері өте аз.