Измельчение самородной серной руды

При получении серы из самородных серных руд последние целесообразно предварительно обогащать. Обогащение обычно проводят на флотационных машинах до получения флотационных концентратов, содержащих около 90% серы. Перед флотационным обогащением серную руду подвергают измельчению до частиц размером менее 0,1 мм.

На рис. 1 представлена промышленная схема измельчения серной руды.

Доставленную из карьера самосвалом 2 руду подают на пластинчатый питатель 5, а затем, в щековую дробилку 4. Из щековой дробилки цепным питателем 5 руду перемещают в молотковую дробилку 6, из нее на ленточный транспортер 7 и далее в бункер 8.

Провалившуюся через пластинчатый питатель мелочь конвейером 1 также подают на транспортер 7 ив бункер 8.

Из бункера через питатель 9 руду направляют в барабанную мельницу 10, куда подают и воду. Измельченная руда из мельницы в виде пульпы попадает в спиральный классификатор 11. Крупные частицы оседают на дно корыта классификатора, захватываются спиралью и поступают в мельницу на домол, а мелкие частицы вместе с жидкостью переливаются через порог классификатора и направляются к флотационным машинам.

Рис. 1. Схема измельчения серной руды при ее обогащении:
1 -конвейер; 2 – самосвал; 3 – пластинчатый питатель; 4 – щековая дробилка; 5 – цепной питатель; 6 – молотковая дробилка; 7 – ленточный транспортер; 8 – бункер; 9 – питатель; 10 – барабанная мельница; 11 – спиральный классификатор; 12 – материалопровод.

Рассмотренная схема измельчения серной руды аналогична схеме измельчения апатитовой руды, но отличается оборудованием на первых двух ступенях. В данном случае установка щековой дробилки на первой ступени обусловлена размером поступающих кусков и производительностью, а установка молотковой дробилки на второй ступени – производительностью и степенью измельчения

СЕРНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ (а. sulphur industry; н. Schwefelindustrie; ф. industrie du soufre; и. industrie de azufre) — отрасль химической промышленности, объединяющая предприятия по производству элементарной природной и газовой (попутной) серы. Природная сера получается из месторождений серных руд, газовая — при очистке природных газов, газов нефтеперерабатывающей, цветной металлургии и других отраслей промышленности.

В России умели добывать "серу горючую" из сероводородных ключей в ряде мест Северного края. В середине 17 века в Самарском и Казанском Поволжье были открыты месторождения самородной серы. Добыча её в незначительных количествах велась со времён Петра I. К началу 20 в. её производство прекратилось, и с 1911 Россия импортировала серу из других стран. В 1913 в страну было ввезено 26 тысяч т серы.
Первый серный рудник в CCCP введён в эксплуатацию в Крыму (Чекур-Кояш) в 1930. Затем были пущены в действие автоклавные серные заводы (на базе Каракумских месторождений серы) и рудник Шорсу в Узбекской CCP, где впервые был осуществлён комбинированный метод выплавки природной серы. В 1934 введены в эксплуатацию серные предприятия в Поволжье и Туркменской CCP, на которых также был применён комбинированный метод получения серы. Это позволило довести объём производства природной серы в стране до 40 тысяч т в год. Одновременно развивалось получение газовой серы из отходов цветной металлургии и коксохимического производства. С получением газовой серы на Медногорском медно-серном комбинате объём её производства в стране к 1940 доведён до 50 тысяч т в год. В 50-е гг. были открыты месторождения самородной серы в Предкарпатье, на базе которых введены в строй Роздольский (1958) и Яворовский (1970) горно-химические комбинаты. В эти же годы в практику горных работ широко внедрён метод выплавки подземной (ПВС), позволяющий извлекать запасы серы, не доступные для открытой разработки. Происходит наращивание производственных мощностей по переработке природной серы на Гаурдакском серном заводе и Куйбышевском, интенсивно развивается производство газовой серы, получаемой при очистке природного и коксового газов, сернистых нефтей, отходящих газов цветной металлургии. Производство газовой серы увеличилось с введением в эксплуатацию Мубарекского (1970), Оренбургского (1974) и Астраханского (1986) газоперерабатывающих заводов. Динамика производства элементарной серы дана на рис. О промышленно-генетического типах и размещении месторождений см. Серные руды.
Около 50% всех запасов могут разрабатываться открытым способом с последующим обогащением и выплавкой серы из концентратов. Остальные запасы пригодны для отработки методом ПВС. Разрабатываемые месторождения: Язовское, Немировское, Роздольское, Подорожненское, Загайпольское в Предкарпатье, Водинское в Среднем Поволжье, Гаурдакское в Средней Азии. Наиболее крупные предприятия по переработке природной серы — Роздольское и Яворовское производственные объединения и Гаурдакский серный завод.
Природную серу получают комбинированным методом (автоклавным или безреагентным) при выплавке её из флотационного концентрата при обогащении серных руд. При открытой добыче технологическая схема обогащения серных руд включает: дробление, тонкое измельчение в водной среде и флотацию (подробно см. Сера самородная). Общее извлечение серы при комбинированном методе 82-86%. Коэффициент извлечения серы из недр при подземной выплавке 40%. Глубина разработки от 120 до 600 м, иногда более.
Серу техническую газовую получают из сероводорода и сернистого ангидрида при очистке природного и попутных газов, газов нефтеперерабатывающей промышленности и цветной металлургии. Сероводород из газов выделяют абсорбционными методами. Получение серы из газов (из сернистого ангидрида и др.) осуществляется путём восстановления его метаном, углём и т.п. Существует много технологических схем и режимов, эффективность которых зависит в основном от содержания серосодержащих соединений в перерабатывающем сырье.
Попутную серу получают из газов Оренбургского месторождения и Астраханского месторождения, газы которых содержат до 27% сероводорода.

Основными видами продукции, получаемой из природной и газовой серы, являются комовая и жидкая сера. ГОСТ 127-76 "Сера техническая" предусматривает также выпуск гранулированной, молотой и чешуированной серы. Указанный ГОСТ определяет производство 4 сортов природной серы (содержание серы от 99,2 до 99,95%) и 3 сортов газовой серы (от 99 до 99,98%). Для каждого сорта установлены нормы массовой доли различных примесей (%): золы 0,05-0,4, кислоты 0,002-0,002, органического вещества 0,01-0,5, влаги 0,1-1, мышьяка до 0,005 и др.
Управление отраслью по производству природной серы осуществляет Всесоюзное объединение "Союзсера" Министерства по производству минеральных удобрений CCCP. В ведении объединения находится отраслевой институт ВНИПИсера, Роздольское и Яворовское ПО, а также Гаурдакский и Куйбышевский серные заводы. Предприятия по производству попутной серы находятся в подчинении в основном министерств газовой, нефтеперерабатывающей промышленности, цветной металлургии.
В социалистических странах серная промышленность развита в ГДР, KHP, Румынии и Польше (подробнее см. раздел "Горная промышленность" в статьях об этих странах).
Добыча и выпуск серы ведется примерно в 60 промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах. До начала 50-х гг. 20 в. её получали из самородных руд, из пирита в качестве основного и из руд сернистых металлов в качестве побочного продуктов. В 50-60-е гг. широко распространяется технология получения серы при очистке природного газа. Подобную технологию начали применять и при переработке нефти, что привело к значительному росту масштабов извлечения серы из газов при крекинге нефти. Основным продуктом является элементарная сера. Ведущими производителями серы являются страны, осуществляющие широкомасштабную добычу природного газа и нефти или обладающие крупными запасами самородной серы, которую добывают в зависимости от условий залегания открытым способом или скважинным методом. Бедные руды предварительно обогащают. Для извлечения серы из богатых руд и концентратов в промышленности применяют комбинированный метод. Для глубоко залегающих богатых серных руд используют метод подземной выплавки.

Среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран наиболее крупные месторождения самородной серы находятся в Ираке, Мексике, США, Чили. Суммарное производство серы всех видов в этих странах в 1986 превысило 36,7 млн. т, причём большая часть общего производства приходится на промышленно развитые капиталистические страны (табл.).
Около 51 % всей серы было произведено в США и Канаде. В США производство серы в 1986 составило около 12 млн. т, из них около 5,8 млн. т — элементарная восстановленная сера, полученная при переработке нефти, из природных и коксовых газов, 4 млн. т — самородная сера, добытая скважинным методом, и 1,1 млн. т — сера, содержащаяся в серной кислоте, полученной в качестве побочного продукта при металлургическом переделе цветных металлов, а также в пирите, сернистом ангидриде и сероводороде.
В Канаде серу получают преимущественно при очистке природного газа и крекинге нефти (87%), а также из пиритовых концентратов и др.
Третье место по производству серы занимает Япония: 2,5 млн. т в 1986, из них около 1,2 млн. т было получено в качестве побочной продукции металлургического производства, 1 млн. т при рафинировании природного газа и крекинге нефти и 0,2 млн. т из пирита.
Традиционно основным источником получения серы являлись месторождения самородной серы, однако производство восстановленной серы растёт опережающими темпами. В 1986 более 2/3 общего выпуска всех видов серы в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах приходилось на восстановленную серу. Наибольшее количество этого вида серы производится в Канаде, США, Франции, ФРГ и странах Ближнего Востока, особенно в Саудовской Аравии.
Добыча самородной серы в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах в 1986 составила 6,2 млн. т; с начала 80-х гг. уровень добычи постоянно сокращается. Она добывается в основном в США, Мексике, Ираке, Чили.
Пирит является важным ископаемым видом серосодержащего сырья, добыча которого так же, как и самородной серы, имеет тенденцию к сокращению. В 1985 мировая добыча пирита (без социалистических стран) составила 4,2 млн. в пересчёте на серу, большая часть добычи приходилась на страны Западной Европы. Основные производители — Испания (30% всей добычи), ЮАР, Япония, США, Италия.
Основные экспортёры серы — Канада, США, Мексика и Франция, однако возрастает конкуренция со стороны нефтедобывающих государств Ближнего и Среднего Востока. Свыше 1/2 экспорта промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран приходится на гранулированную серу (основной поставщик — Канада), около 35% на жидкую (Канада и Мексика), остальное — на комовую.

«Уралкалий»

производств. объединение по добыче и обогащению калийной руды в Пермской обл. Cоздано в 1964 на базе Березниковского и Cоликамского (c 1984 входит в ПО "Cильвинит") калийных комб-тов. Cырьевой базой является Bерхнекамское м-ние калийных и магниевых солей, разрабатываемое c 1934 (подробно см. Верхнекамский соленосный бассейн). Aдм. и пром. центр - г. Березники. B его состав входят 4 рудоуправления, каждое из к-рых имеет шахту, обогатит. ф-ку и вспомогат. цехи. Cильвинитовая руда добывается из двух пластов, залегающих на глуб. 260-420 м, выемочной мощностью 4,5-7 м и 2,6-3,5 м. Cистема разработки камерная c закладкой выработанного пространства солевыми отходами обогащения. Tранспортируются отходы конвейерами ("сухая" закладка) и по трубам (гидравлическая). Oтбойка руды буровзрывная и комбайнами. Pазработка осложняется газоносностью калийных пластов. Доставка руды в выемочном участке осуществляется электрич. самоходными вагонами, дизельными погрузочно-доставочными ковшовыми машинами, скребковыми конвейерами. Доставка от участка до шахтных стволов производится ленточными конвейерами, a на 1-м Березниковском руднике - электровозами и конвейерами. При подземных работах используется автомоб. транспорт. Подъём руды на поверхность ведётся скипами. Извлечение руды 30-50%, разубоживание ок. 5%. B 1988 добыто 20,1 млн. т руды. При обогащении руды используются галургич. и флотационный методы. Первый метод включает: измельчение в стержневых мельницах, горячее растворение в шнековых растворителях, охлаждение, вакуум- кристаллизацию, сгущение и фильтрацию. При флотации измельчённая руда подаётся в т.н. маточный рассол и в виде пульпы поступает в флотомашины, затем сгущается, фильтруется, сушится и гранулируется. Извлечение при обогащении 82,7% (1988). Oбогатит. ф-ки производят хлористый калий мелко-, крупнозернистый и гранулированный. B 1988 получено 5,2 млн. т KCl, или 3,1 млн. т калийных удобрений (в пересчёте на 100% K₂O). Oсн. потребители продукции - c. x-во и пром. предприятия. Часть продукции экспортируется.

БОРНЫЕ РУДЫ (а. borax, tincal; н. Воrerze; ф. minerais boriques; и. minerales boriсоs) — природные минеральные образования, содержащие бор в таких соединениях и концентрациях, при которых их промышленное использование технически возможно и экономически целесообразно.

В качестве борных руд используются немногие природные бораты и боросиликаты, число которых возрастает с выявлением новых эндогенных месторождений. Самородный бор входит в состав боратов, боросиликатов, бороалюмосиликатов, гидро- ксофтороборатов и других минералов. Наиболее распространены бораты натрия, кальция и магния. Попутные полезные компоненты борных руд — железо в магнетитсодержащих рудах, олово в станноборатах [норденшельдите CaSn₄+(BO₃)₂, людвигите и его моноклинном аналоге — гулсите (Fe²⁺Mg)₂ (Fe^1-2х³⁺Snx⁴⁺Mgx)(BO₃)О₂] и сульфиды цветных металлов, сопровождающие борные руды или имеющие самостоятельное значение.

Месторождения борных руд генетически и по минеральному составу разделяют на эндогенные и экзогенные. Эндогенные месторождения имеют преимущественно контактово-метасоматический генезис и слагаются боратами в формации магнезиальных скарнов или боросиликатами в формации известковых скарнов. Борные руды образуют значительные по размерам субпластовые, линзовидные, столбообразные и штокверковые залежи в экзокон-тактах массивов гранитоидов. Рудовмещающие породы — скарны, скарноиды, зоны кальцифиров и мраморов. В магнезиальных скарнах и их карбонатном обрамлении локализуются средние и крупные месторождения людвигитовых (среднее содержание 5-8% В₂О₃), суанитовых (12-18% В₂О₃), котоитовых (5-10% В₂О₃) и курчатовит-сахаитовых (8-15% В₂О₃) руд; наиболее крупные месторождения принадлежат к абиссальной фации. В известковых скарнах промышленных месторождений борные руды представлены датолитом и данбуритом (среднее содержание 7-11% В₂О₃) в скарнах и скарноидах гипабиссальной фации. В качестве борных руд возможно использование концентраций турмалина в грейзенизированных гранитах, вторичных кварцитах и жилах (выступает как попутный компонент руд цветных и редких металлов). Экзогенные месторождения борных руд подразделяют на вулканогенно-осадочные, в которых преобладают бораты кальция (среднее содержание 20-30% В₂О₃), и галогенно-осадочные с боратами магния (17-25% В₂О₃). Самостоятельный тип экзогенных месторождений — минерализованные воды горячих источников, озёра рапы и нефтяной воды (среднее содержание 0,1-0,7% В₂О₃). Экзогенные борные руды слагают пласты и линзы в осадочных породах и соляных куполах.

Наиболее экономичен открытый способ добычи борных руд; богатые руды и комплексные месторождения разрабатываются главным образом подземным способом. Обогащённые концентраты борных руд перерабатывают с учётом свойств минералов бора: возможности их разложения горячей водой, щелочными (содовыми) или сернокислыми растворами. После предварительного разложения эндогенных боратов производится возгонка образовавшейся борной кислоты перегретым паром и последующее упаривание для получения её в кристаллической виде. Обогащение датолитовых руд проводят на нейтронных сепараторах с последующей флотацией датолита в концентрат (содержание 16% В₂О₃), который подвергается сернокислому разложению с удалением коагулянта кремнекислоты подсушиванием пульпы, нейтрализацией серной кислоты в присутствии СаСО₃ и получением раствора Н₃ВО₃, который затем упаривают (о применении бора см. в ст. Бор и Бораты природные). Часть борных руд используют в качестве удобрений (например, сахаитовые) или перерабатывают в боросуперфосфаты.

Наиболее крупные (до десятков млн. т В₂О₃) месторождения эндогенных боратов известны в СССР, КНР, КНДР и СРР, боросиликатов — в СССР. Значительные (до десятков и сотен млн. т В₂О₃) вулканогенно-осадочные месторождения боратов находятся в США, Аргентине, Перу, Чили, Турции и КНР (Тибет), а галогенно-осадочные (несколько млн. т В₂О₃) — в СССР и КНР. Использование минерализованных вод для извлечения бора и других компонентов производится из рапы озера Серлс в США и горячих источников провинции Тоскана в Италии.

Разведанные запасы борных руд промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран оцениваются в 72,6 млн. т (1979), в т.ч. (млн. т): в Турции 36,2, США 18,1, Южной Америке (Перу, Аргентина, Боливия и Чили) 9,1. Крупнейшие месторождения борных руд в Турции сосредоточены в районе Эмет (провинция Кютахья) и Кырка (провинция Эскишехир). Месторождения в США в основном расположены в пустыне Мохаве в штате Калифорния, а также в штате Юта и Невада. Прогнозные запасы в 2-4 раза превышают разведанные. Добыча борных руд составляет более 2770 тысяч т, в т.ч. 1350 тысяч т (около 60%) в США (1981) и 1300 тысяч т в Турции (1979). Добыча также осуществляется в Аргентине (114 тысяч т), Чили, Перу, КНР и других странах.

БОРНЫЕ РУДЫ, сырье для получения В. Последний в природе находится в виде солей борных и полиборных к-т. Комплексные к-ты В, в отличие от слабой Н₃ВО₃, растворяют даже устойчивые минералы. Поэтому, несмотря на невысокую концентрацию в земной коре (3*10^-4% по массе), бор образует 80 минералов. Пром. значение имеют датолит CaB(OH)SiO₄, данбурит CaB₂Si₂O₈, суанит Mg₂(B₂O₅], котоит Mg₃(BO₃)₂, людвигит (Mg, Fe²⁺)₂Fe³⁺ [ВО₃О₂], ашарит Mg₂[B₄O₄(OH)]OH, курчатовит CaMgB₂O₅, преображенскит Mg₃ [В₅О₇(ОН)₄]*2Н₂О, калиборит KMg₂[B₃O₃(ОН)₅][В₃О₆(ОН)₄]*2Н₂О, борацит Mg₃ClB₇O₁₃, гидроборацит CaMgB₆H₁₁*6Н₂О, джинорит Са₂[В₄О₅(ОН)₄][В₅О₆(ОН)₄]₂*Н₂О, колеманит Са₂В₆О₁₁*5Н₂О, хильгардит Са₂[В₂О₈(ОН)₂]*5Н₂О, бура Na₂B₄O₇*10H₂O, тинкалконит Na₂[В₄О₅(ОН)₄]*8Н₂О, кернит Na₂[B₄O₆(ОН)₂]*3Н₂О, сахаит Ca₁₂Mg₄(C0₃)₄(B0₃)₇С1(ОН)₂*H₂O, улексит CaNaB₅O₉*8H₂O.

Различают три пром. типа месторождений борных руд: скарновый (продукт воздействия магмы на карбонатные породы); вулканогенно-осадочный (скопления продуктов извержений наземных вулканов в озерных отложениях); галогенно-осадочный (залежи калийно-магнезиалъных солей и гипсовые "шляпы" соляных куполов). Наиб. высоким кач-вом, благоприятными горно-геол. условиями характеризуются вулканогенно-осадочные борные руды, имеющиеся и в СССР. Содержание В₂О₃ в рудах колеблется от 1 до 25%. На переработку поступают руды с содержанием В₂О₃ не менее 15%, влаги - не более 20%. Для предварительного обогащения руд применяются нейтронно-абсорбционная сепарация и гравитационный, или суспензионный, метод. Первый основан на разл. радиоактивности компонентов руды после облучения ее потоком нейтронов; второй - на разл. плотности минералов, к-рые разделяются вместе с разделением смеси жидкостей с соответствующими плотностями. "Глубокое" обогащение боросиликатов сводится к отделению граната, пироксена, кварца и ряда др. минералов гл. обр. выщелачиванием. Обогащение борных руд галогенноосадочного типа основано на разл. р-римости в воде боратов и примесных минералов. К борным рудам также относятся минерализованные воды горячих источников, рапа озер и нефтяные воды (среднее содержание В₂О₃-0,1-0,7%).

Разведанные запасы борных руд промышленно развитых капиталистич. и развивающихся стран оцениваются в 72,6 млн. т (1979). Добыча более 2770 тыс. т, в т.ч. 1350 тыс. т в США (1981) и 1300 тыс. т в Турции (1979).

Поиск по сайту: