«РАЗРАБОТКА ДИДАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА К КУРСУ ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОГО И ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА НА УЧАЛИНСКОМ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОМ КОМБИНАТЕ» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 4

1.1. Исторический обзор процессов получения концентратов природных руд 4

1.2. Измельчение твердой породы 6

1.3. Флотация 13

1.4. Обезвоживание продуктов обогащения 31

1.5. Автоматизированная система управления технологическим процессом.33

Глава 2. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ УЧАЛИНСКОГО ГОРНООБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА 35

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 38

3.1. Метод определения меди 38

3.2. Метод определения цинка 39

Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНОГО И ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТОВ 42

4.1. Основное производство 42

4.2. Характеристики перерабатываемых руд 44

4.3. Технологическая схема дробления и измельчения руды 49

4.4. Технологические схемы флотации 51

Глава 5. ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ К КУРСУ ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ 59

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64

ПРИЛОЖЕНИЕ 68

---

Введение

Учалинский горно-обогатительный комбинат является одним из крупных предприятий перерабатывающей отрасли не только в Республике Башкортостан, но и в Российской Федерации. На предприятии из местного природного сырья получают ценные медные и цинковые концентраты, которые в дальнейшем используются в производстве широко востребованных металлов - меди и цинка. На предприятии реализованы на практике современные технологии получения крайне необходимых концентратов в нашей стране и за рубежом. Поэтому крайне важно в курсе прикладной химии по программе бакалавриата дать студентам знания о технологиях переработки минерального сырья на нашем республиканском горно-обогатительном комбинате.

Актуальность работы связана с необходимостью познакомить студентов-химиков с современными технологиями переработки минеральных руд.

Цель работы - дать новые знания о технологиях, реализованных на Учалинском горно-обогатительном комбинате Республик Башкортостан.

Были поставлены следующие задачи:

1) Знакомство с литературными данными о процессах переработки природных руд;

2) Анализ технологических особенностей процессов получения медного и цинкового концентратов на Учалинском горно-обогатительном комбинате;

3) Разработка дидактического материала к курсу прикладной химии для студентов бакалавриата на основе результатов изучения производственной деятельности Учалинского горно-обогатительного комбината.

---

Выдержка из текста работы

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Исторический обзор процессов получения концентратов природных руд

В изложении материала диссертации большая часть уделяется способу получения металлов меди и цинка в концентраты из сульфидных руд методом флотации. Поэтому стоит ознакомится с основными историческими датами, освещающими становление и развитие флотационного процесса.

Современный метод флотации, как способ извлечения полезных ископаемых из руд, возник ни сразу, а прошёл длинный путь претерпевая различные изменения.

Наиболее раннее описание подобного процесса встретилось в персидской рукописи пятнадцатого века. В нём предусматривалось предварительное перемешивание частиц маслом и последующее перемешивание с водой. Разделяющиеся частицы избирательно смачивались водой и всплывали на её поверхность [48].

Официальной датой возникновения флотации как метода обогащения полезных ископаемых следует считать 23 августа 1860 г. Патент был выдан В. Хайнсу в Англии позднее названный способ масляной флотацией. Он предложил отделять сульфидные минералы от пустой породы, используя в качестве агента масла.

В патенте, выданном в Германии (1877 г.), братьям Бессель предложено применять газ. Измельченная руда смешивалась маслом, взбалтывалась водой и нагревалась до кипения. Выделяющиеся пузырьки газа поднимали графит, образуя минерализованную пену. В данном методе был заложен современный процесс пенной флотации [49].

По этому методу в России с 1904 года в городе Мариуполь работала графитовая фабрика. Для прилипания частиц графита к газовым пузырькам использовался керосин [18].

В 1901-1902 гг. Поттер (США), Фромент (Италия) запатентовали 12778/1902 способ обогащения с использованием загруженных в пульпу минеральной кислоты и небольшого количества масла.

При взаимодействии карбонатных минералов с кислотой в пульпе выделялись пузырьки углекислого газа. Омасленные сульфиды закреплялись на них и всплывали на поверхность.

В 1905 г. Шварц применил сернистый натрий для извлечения окисленных руд цветных металлов (Патент 807501/1905).

Американские ученые Беллот, Салмэн и Пиккард в 1906 году создали аппарат (прототип современной флотомашине), отличающийся энергичным перемешиванием с засасыванием в неё воздуха и диспергированием последнего на мелкие пузырьки (Патент 835120/1906).

В 1913 г. Брэдфорд (Австралия) обнаружил усиливающее действие медного купороса на сфалерит [50].

Впервые известь была использована в 1917 г. на Джансульской обогатительной фабрике. Флотация медноколчеданных руд в щелочной среде обеспечивала качество медного концентрата за счет действенного подавления пирита.

В 1925 г. произошло важнейшее историческое событие для флотации. Келлер (США) предложил использовать в качестве реагента- гидрофобизатора ксантогенат. Ксантогенат является и в настоящее время важнейшим реагентом для флотации сульфидных минералов (Патент 1554216).

В последующие года за рубежом успешно совершенствовалось

флотационное оборудование и вводились новые реагенты.

В России исследовательские работы по флотации как эффективного способа обогащения полезных ископаемых стали проводится после социалистической революции. Огромную лепту в исследования внесли созданные в 1920-1930 гг. институты Механобр (Ленинград), Гинцветмет (Москва) и многочисленные научные учреждения.

Большой вклад в развитии способа обогащения минерального сырья методом флотации внесли американские ученые А.Ф Таггарт, А.М. Годэн, австрийский исследователь И.В. Уорк, английский ученый М. Флеминг, французский исследователь М. Рей и др.

Существенное влияние в теорию флотации внесли наши физикохимики П.А. Ребиндер, Б.В. Дерягин, А.Н. Фрумкин, И.Н. Плаксин и другие советские исследователи.

---

Заключение

В настоящее время в систему образования широко вводят компетентностный подход. Эта парадигма образования предполагает не только получение знаний из учебников и других источников доступной информации, но и глубокое усвоение этих знаний, чтобы затем творчески использовать их в образовательной практике.

В данной работе для формирования профессиональных компетенций обучающихся разработан дидактический материал на основе современных технологий извлечения медного и цинкового концентрата из природных руд на Учалинском горно-обогатительном комбинате. Знакомство с этими результатами магистерской диссертации позволит обучающимся узнать, во- первых, какие технологические процессы развиты и реализованы на практике в области перерабатывающей промышленности в Республике Башкортостан. Во-вторых, представлена информация о том, каким образом реализованы технологические особенности процесса получения концентратов руд на Учалинском горно-обогатительном комбинате. В-третьих, даны сведения о природе физико-химических явлений, лежащих в основе технологических процессов.

Применение в образовательной деятельности конкретных примеров современных химических технологий в нашей республике позволит вызвать интерес и мотивировать студентов к более осознанному изучению курса прикладной химии по программам бакалавриата и магистратуры в области химического образования.

---

Список литературы

1. Абрамоа, А. А. Характер закрепления бутилового ксантогената и диксантогената и флотируемость халькопирита. - М.: Обогащение руд, 2006. - 336 стр.

2. Абрамов, А. А. Обогатительные процессы и аппараты. Том 1. - М.: Горная книга, 2010. - 470 с.

3. Абрамов, А. А. Собрание сочинений. Том 7 Флотация. Реагенты- собиратели - М.: Горное дело, 2012 г. - 656 стр.

4. Абрамов, А. А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. - М.: Госгоруниверситет, 2005. - 470 с.

5. Абрамов, А. А. Флотационные методы обогащения / А. А. Абрамов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: МГГУ, 2008.

6. Абрамов, А. А. Флотация. / Сульфидные минералы Том 8. - М.: Горная книга, 2013. - 704 с.

7. Авдохин, В.М. Основы обогащения полезных ископаемых / В.М. Авдохин. - М.: Московский Государственный Горный Университет, 2006. - 318 с.

8. Адам Н. К. Физика и химия поверхностей. - М.: Гостехиздат, 1947.

9. Андреев, С. Е. Перов, В. А. Зверевич, В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1980. - 415 с.

10. Беляев, М. А. Разработка и усовершенствование процесса бесцианидной селективной флотации медно-цинково-пиритных руд: Автореферат. - М.: 1981.

11. Беляев, М. А. Хамидуллина, Ф. Г. Копытов, В. М. и др. Научнотехнический прогресс на Учалинской обогатительной фабрике / Обогащение руд №6, 1979.

12. Беляев, М. А. Хмелев, А. П. Пирожок, П. И. О геологической подготовке и практическом использовании вскрышных пород на Учалинском ГОКе. Свердловск: УрО АН СССР, 1988 - 102 с.

13. Бобохов, А. С. Пирожок, П. И., Скуратов В. Н. и др. Медноколчеданное месторождение Урала. - Свердловск: УрО АН СССР, 1988. - 120 с.

14. Бобохов, А. С. Положение колчеданного оруднения в разрезе и структурах Учалинского и Верхнеуральского рудных районов Южного Урала. - М.: Наука, 1983. - 68 с.

15. Богданов, О. С. Теория и технологии флотации / О.С. Богданов. - М.: Недра, 1990. - 272 с.

16. Бородаевская, М. Б. Золотник-Хоткевич, А. Г. Пирожок, П. И. Ширай, Е. П. Условия локализации и формирования колчеданных руд на примере Учалинского месторождения. Советская геология №3, 1984. - 35 с.

17. Брагина, В. И. Флотационные методы обогащения: учебное пособие флотационные реагенты. - Красноярск.: ИПК СФУ 2010. - 104 с.

18. Глембоцкий, В. А. Классен, В.И. Флотация. - М.: Недра, 1973. - 384 с.

19. Глембоцкий, В. И. К изучению химизма флотационных процессов. Изд. АН СССР, ОТН, 1948, №3.

20. Годэн, А. М. Флотация. - М.: Горное дело, 1957. - 655 с.

21. Доброцветов, Б. Л. Новые методы определения вещественного состава руд и продуктов их переработки. - М.: Ин-т ""Цветметинформация", 1977. - 46 с.

22. Дуденков, С. В. Флотационные реагенты-пенообразователи. - М.: Обогащение руд, 2012.

23. Зубков, А. А. Интенсификация подземных добычи руд камерными системами разработки твердеющей закладкой / Диссертация. - Магнитогорск, 2008. - 158 с.

24. Йодометрическое определение меди в медных рудах и минералах / Химико-аналитические методы Инструкция №77-Х. - М.: ВИМС, 1968. - 14 с.

25. Кабанов, Б. В. Фрумкин, А. Н. Величина пузырьков, выделяющихся при электролизе. - ЖФХ, т IV, вып. 5, 1933.

26. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.

27. Классен, В. И. Вопросы теории аэрации и флотации. - М.: Госхимиздат, 1949.

28. Классен, В. И. Мокроусов, В. А. Введение в теорию флотации. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Госгортехиздат, 1959.

29. Козин, В. З. Тихонов, О.Н. "Опробование, контроль и автоматизация обогатительных процессов". - М.: Недра, 1990. - 343 с.

30. Комплексонометрический метод определения цинка / Химикоаналитические методы Инструкция № II5-X. - М.: ВИМС, 1972. - 15 с.

31. Кусков, М. Б. Никитин, М. В. Обогащение и переработка полезных ископаемых. - СПб.: Санкт-Петербургский горный ин-т (технический университет), 2002. - 84 с.

32. Полькин. С. И. Обогащение руд цветных металлов / Полькин С. И., Адамов Э.В.- М.: Недра, 1983. - 400 с.

33. Разумов, К.А. Перов, В.А. "Проектирование обогатительных фабрик". - М. 1982. - 518 с.

34. Рибиндер, П. А. Таубман, А. Б. и др. Физико-химия флотационных процессов. ГНТИ, 1933.

35. Родина, Т.А. Р60 Флотационные реагенты: учебное пособие для самостоятельной работы по органической химии / Т.А. Родина. - Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2015. - 36 с.

36. Самыгин, В. Д. Основы обогащения руд / Самыгин В. Д., Филлипов Л. О., Шехирев Д. В. - М.: Альтекс, 2003. - 303 с.

37. Самыгин, В. Д. Основы обогащения руд / Самыгин В. Д., Филлипов Л. О., Шехирев Д. В. - М.: Альтекс, 2003. - 303 с.

38. Серавкин, И.Б. Минеральные ресурсы Учалинского горнообогатительного комбната / И.Б. Серавкин, П.И. Пирожок, В.Н. Скуратов и др. - Уфа: Башк. кн. изд., 1994. - 328 с.

39. Сизых, А. И. Оптический определитель важнейших минералов. Учеб. пособие. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 2005. - 282 с.

40. Синенко, С. Информационно аналитический журнал. Посреди России / Статья город Учалы и Учалинский ГОК.

41. Технологическая инструкция на производство медного, цинкового и пиритного концентратов на Учалинской обогатительной фабрике разработанная инженерно-техническим персоналом Учалинской

обогатительной фабрики. 2009. - 120 с.

42. Фатьянов, А. В. Никитина, Л. Г. Никитин, С. В. Обогащение полезных ископаемых в условиях нестандартного поля центробежных сил. - М.: Наука, 2007. - 455с.

43. Шубов, Л. Я. Справочник. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. - М.: Недра, 1990. Кн.1 - 400 с.

46. Эйгелес, М. А. Реагенты регуляторы во флотационном процессе. - М.: Недра, 1977. - 216 с.

47. Evens, L. F. Bubble - Mineral attachment in Flotation. Industrial and Engineering Chemistry, November, 1954, v. 46, No 11, p. 2420.

48. Gaudin А. М. Mineral concentration by oil adhesion in the XVth century, End. Mining J., 141, (10), 43-44, 1940.

49. Mayer Erwin W. and Hubert Schranz. Flotation, S. Hirzel Verlag, Leipzing, 1931.

50. Wainwring W. E. The development of processer for the treatment of crude ore, accumulated dumps of tailing and slime at Broken Hill, 1930.

---