Добыча и обогащение руд цветных металлов

Добыча и обогащение руд цветных металлов

Цветными металлами занято большинство клеток менделеевской таблицы — три четверти. Правда, на их долю приходится только одна пятая вещества земной коры, но и это, впрочем, означает миллиарды миллиардов тонн. Однако человека в первую очередь интересуют доступ­ные сокровища. Всего лишь одну тысячную про­цента земной коры по весу составляют скопле­ния сульфидных руд, в которых металлы соеди­нены с серой. А это и есть главные поставщики большинства цветных металлов. Но не всех. Алюминий скрывается в бокситах и в некоторых других горных породах. Торий предпочитает обычно так называемые монацитовые пески...

Месторождения бывают всякими. Иногда это самая обычная на вид гора. В Армении имен­но так выглядят залежи алюминиевого сырья — нефелиновых сиенитов. Иногда месторождение — это толстый, длинный и широкий массив, пласт руды, например медной, как в Джезказгане (Казахстан). А в рудоносных породах Алтая, как в огромном плоде граната, на глубине от нескольких метров до сотен и даже тысяч мет­ров щедро посажены драгоценные зерна, отде­ленные прослойками пустой породы. В каждом из них — тысячи тонн полиметаллической руды, в которой и серебро, и свинец, и цинк, и многое другое.

Золото, вольфрам, торий, редкоземельные металлы часто прячутся в песках. А есть среди цветных металлов и такие, о залежах которых вообще нельзя говорить. Вот, например, рений, один из самых стойких в химическом отношении элементов. У него нет «своей» руды. Приходится получать его из отходов молибденового произ­водства. А германий считают выгодным добы­вать из... золы тепловых электростанций. Этот сверхрассеянный металл был когда-то собран из почвы растениями, превратившимися потом в ка­менный уголь.

Каждый вид залежи разрабатывают по-сво­ему. С горой дело решается просто: взрывай камень да увози на переработку. Но чаще всего руды прячутся за щитом пустой поро­ды. Приходится этот щит разбивать, конеч­но, если он не слишком толст. Это открытый способ разработки месторождений. Часто щит разбивают мощными взрывами. Обломки после взрыва убирают экскаваторы, транспортеры, автомашины, электровозы — в зависимости от условий разработки. А иногда и с уборкой справ­ляется тот же взрыв — когда его удается сделать направленным. Тогда он не только разрыхляет породу, но и выкидывает ее в заранее назначен­ное место. Порой, когда породы на пути к сокровищам мягкие, наоборот, экскаваторы сами вгрызаются в щит, а затем убирают пустую породу.

Совсем по-другому добывают металлы из песков. Возьмем, к примеру, золотоносные пес­ки. Они лежат, как правило, в руслах рек. Поэтому за золотом отправляют «в плавание» своеобразные корабли — драги, захваты­вающие со дна драгоценные пески черпаками вместимостью в двести — триста с лишним лит­ров. Для того чтобы запустить драгу, иногда специально строят плотины, повышающие уро­вень воды в районе разработки россыпи. Дра­га — сложное Сооружение, плавающее на боль­шом понтоне. На носу у нее установлены черпа­ки, захватывающие песок, на корме — конвейер, по которому песок после промывки перебра­сывается «за борт», в отвал. Иногда выгодно использовать сплошную струю воды непосредст­венно в россыпи. В этом случае струя воды за­хватывает порцию ценных песков, переносит ее к месту переработки и промывает пески на специальных промывных устройствах.

Нельзя не сказать еще об одном способе до­бычи цветных металлов — из воды. Легчайший металл литий, например, добывают из озерной воды, в которой растворены его соединения. На Дегтярском руднике на Урале медь добы­вают из грунтовых вод. Раствориться в воде ей помогли триллионы бактерий, окисливших нерастворимые соединения меди с серой в раст­воримую сернокислую медь — медный купорос. Грунтовые воды, проходя через месторождение, растворяют медный купорос и уносят его на поверхность. Теперь надо только заменить в ра­створе медь на железо и выделить чистую медь.

Словом, немало на свете способов добычи руд цветных металлов. Однако многие руды сразу не отправишь в плавильные печи. Сначала они должны пройти процесс обогащения на спе­циальных фабриках.

С обогащением железной руды вы уже позна­комились. Начало процесса обогащения руд цветных металлов такое же: прежде всего их надо раздробить на куски и размолоть. Но даль­ше приходится поступать по-другому: медь не притягивается магнитом. Наиболее распростра­ненный способ обогащения цветных металлов — флотация.

Хотите узнать, что это такое? Бросьте в стакан с водой виноградину. Удельный вес виноградины больше удельного веса воды, поэтому она сначала утонет. Но вскоре всплы­вет вся покрытая мелкими пузырьками газа, превратившимися в «поплавки». На этом же свой­стве основана и работа флотационной машины, так как пузырьки газа прилипают и к зернам многих ценных минералов. В специальных чанах через смесь руды с водой, в которую добавлены особые вещества — пенообразователи, про­гоняют воздух. Образуется огромное количе­ство пены. Она делает плавучими тяжелые се­ребро, медь, свинец и оставляет на дне более легкие, но «не умеющие» плавать примеси.

Любой метод обогащения основан на использовании каких-то свойств, которыми обла­дает руда и не обладает пустая порода. В струе воды или более тяжелой жидкости частицы раз­деляются по весу. Обогатители научились отде­лять руду цветных металлов от пустой породы по разнице в способности сохранять элек­тростатический заряд, по различию в форме частиц, в коэффициенте тре­ния их при движении и т. д.

Теперь, после того как мы обогатили руду, ее можно отправить на выплавку. О том, как это делается, какими способами металлурги получают сейчас цветные металлы, вы узнаете, прочитав статью «Получение цветных металлов».