Обогащение руд цветных металлов

 
 
 
 
 
 
 
В. Г. Самойлик, А. Н. Корчевский 
 
 
 
 
 
ОБОГАЩЕНИЕ РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
 
2024 

Рекомендовано учёным советом ФГБОУ ВО ДонНТУ  
в качестве учебного издания для обучающихся  
образовательных учреждений высшего образования  
(протокол № 1 от 17.02.2023 г.) 
 
 
УДК 622.7:622.341 
ББК 33.426.341.2 
 
С17 
 
 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор, заведующий отделом сдвижения земной поверхности 
и охраны подрабатываемых объектов РАНИМИ (г. Донецк) Н. Н. Грищенков; 
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой строительства  
зданий, подземных сооружений и геомеханики ГОУВПО «Донецкий  
национальный технический университет» (г. Донецк) С. В. Борщевский 
 
 
 
 
 
 
 
Самойлик, В. Г. 
С17  
Обогащение руд цветных металлов : учебное пособие / В. Г. Самойлик, А. Н. Корчевский. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 
284 с. : ил., табл.  
ISBN 978-5-9729-1636-8 
 
Представлены сведения о месторождениях, условиях залегания, минеральном 
составе, технических характеристиках, требованиях к качеству руд цветных 
металлов. Подробно рассмотрены методы обогащения, применяемые в процессе 
переработки руд цветных металлов, возможные схемы их обогащения в зависимости 
от минерального состава исходного сырья и требований потребителей к качеству 
конечного продукта. 
Для обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное дело» специализации 
«Обогащение полезных ископаемых» всех форм обучения.  
 
УДК 622.7:622.341 
ББК 33.426.341.2 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1636-8 
” Самойлик В. Г., Корчевский А. Н., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024

СОДЕРЖАНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................... 7 
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУД  
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ................................................................................... 9 
1.1. Классификация цветных металлов ........................................................ 9 
1.2. Характеристики минералов и руд цветных металлов ....................... 12 
1.2.1. Основные характеристики минералов цветных металлов ....... 13 
1.2.2. Классификация и состав руд цветных металлов ....................... 16 
1.3. Классификация запасов и прогнозных ресурсов руд  
цветных металлов ......................................................................................... 20 
1.4. Общие характерные особенности руд цветных металлов ................ 23 
1.5. Характеристики руд цветных металлов, определяющие  
их технологические свойства ...................................................................... 25 
1.5.1. Текстурно-структурные особенности руд 
.................................. 25 
1.5.2. Минеральная форма нахождения полезных компонентов 
....... 28 
1.5.3. Наличие элементов-примесей ..................................................... 28 
1.5.4. Присутствие легко растворимых или сильно сорбирующих  
реагенты минералов 
................................................................................ 31 
1.5.5. Присутствие близких по физико-химическим свойствам  
минеральных компонентов .................................................................... 32 
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ РУД, 
ПОСТУПАЮЩИХ НА ОБОГАЩЕНИЕ 
....................................................... 34 
2.1. Качество руд цветных металлов .......................................................... 34 
2.2. Управление качеством руд на добычных предприятиях .................. 37 
2.3. Усреднение качества руд на обогатительных фабриках 
................... 45 
3. ПЕРЕРАБОТКА РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ...................................... 48 
3.1. Подготовительные процессы ............................................................... 48 
3.1.1. Схемы дробления 
.......................................................................... 48 
3.1.2. Схемы измельчения ...................................................................... 52 
3.1.3. Промывка руд и дезинтеграция песков ...................................... 57 
3.2. Предварительная концентрация ценных компонентов ..................... 63 
4. ОБОГАЩЕНИЕ МЕДНЫХ РУД ................................................................ 72 
4.1. Общая характеристика медных руд 
..................................................... 72 
4.1.1. Типы руд и месторождений 
......................................................... 72 
4.1.2. Сырьевая база медных руд .......................................................... 82 
3 
 

4.1.3. Технологические свойства медных руд ..................................... 85 
4.2. Практика обогащения сульфидных медных руд 
................................ 89 
4.2.1. Технологические особенности руд ............................................. 89 
4.2.2. Схемы обогащения сульфидных медных руд 
............................ 90 
4.3. Практика обогащения окисленных и смешанных медных руд ........ 97 
4.3.1. Технологические особенности руд ............................................. 97 
4.3.2. Схемы обогащения окисленных и смешанных медных руд .... 98 
5. ОБОГАЩЕНИЕ МОЛИБДЕНОВЫХ РУД 
.............................................. 108 
5.1. Общая характеристика молибденовых руд ...................................... 108 
5.1.1. Типы руд и месторождений 
....................................................... 108 
5.1.2. Сырьевая база молибденовых руд ............................................ 113 
5.1.3. Технологические свойства молибденовых руд ....................... 115 
5.2. Практика обогащения сульфидных молибденовых руд.................. 117 
5.3. Практика обогащения медно-молибденовых руд ............................ 121 
5.3.1. Схемы получения медно-молибденовых концентратов 
......... 121 
5.3.2. Схемы разделения медно-молибденовых концентратов 
........ 123 
5.4. Практика переработки окисленных и смешанных  
молибденовых руд ...................................................................................... 129 
6. ОБОГАЩЕНИЕ СВИНЦОВЫХ РУД ...................................................... 132 
6.1. Общая характеристика свинцовых руд ............................................. 132 
6.1.1. Типы руд и месторождений 
....................................................... 132 
6.1.2. Сырьевая база свинцовых руд ................................................... 137 
6.1.3. Технологические свойства свинцовых руд 
.............................. 139 
6.2. Практика обогащения сульфидных свинцовых руд ........................ 141 
6.2.1. Сульфидные свинцовые руды ................................................... 141 
6.2.2. Смешанные и окисленные свинцовые руды 
............................ 141 
6.3. Практика обогащения свинцово-медных руд 
................................... 146 
6.3.1. Сульфидные свинцово-медные руды ....................................... 146 
6.3.2. Окисленные свинцово-медные руды ........................................ 148 
7. ОБОГАЩЕНИЕ ЦИНКОВЫХ РУД 
......................................................... 151 
7.1. Общая характеристика цинковых руд 
............................................... 151 
7.1.1. Типы руд и месторождений 
....................................................... 151 
7.1.2. Сырьевая база цинковых руд 
..................................................... 156 
7.1.3. Технологические свойства цинковых руд 
................................ 157 
7.2. Практика обогащения медно-цинковых руд .................................... 162 
4 
 

7.3. Практика обогащения свинцово-цинковых руд 
............................... 170 
7.3.1. Обогащение сульфидных свинцово-цинковых руд .................. 170 
7.3.2. Обогащение окисленных и смешанных  
свинцово-цинковых руд ....................................................................... 175 
8. ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД 
................................. 182 
8.1. Общая характеристика полиметаллических руд 
.............................. 182 
8.1.1. Сульфидные полиметаллические руды 
.................................... 182 
8.1.2. Окисленные и смешанные полиметаллические руды ....................... 183 
8.2. Практика обогащения сульфидных полиметаллических руд 
................. 184 
8.3. Практика обогащения окисленных и смешанных  
полиметаллических руд ............................................................................. 190 
9. ОБОГАЩЕНИЕ НИКЕЛЕВЫХ РУД 
....................................................... 201 
9.1. Общая характеристика никелевых руд ............................................. 201 
9.1.1. Типы руд и месторождений 
....................................................... 201 
9.1.2. Сырьевая база никелевых руд ................................................... 206 
9.1.3. Технологические свойства никелевых руд .............................. 208 
9.2. Практика обогащения никелевых руд 
............................................... 210 
9.2.1. Схемы обогащения сульфидных медно-никелевых руд ........ 210 
9.2.2. Схемы обогащения окисленных никелевых руд ..................... 218 
10. ОБОГАЩЕНИЕ КОБАЛЬТОВЫХ РУД 
................................................ 221 
10.1. Общая характеристика кобальтовых руд 
........................................ 221 
10.1.1. Типы руд и месторождений 
..................................................... 221 
10.1.2. Сырьевая база кобальтовых руд 
.............................................. 226 
10.1.3. Технологические свойства кобальтовых руд 
......................... 228 
10.2. Практика обогащения кобальтовых руд ......................................... 229 
10.2.1. Схемы обогащения арсенидных кобальтоникелевых  
и кобальтосеребряных руд 
................................................................... 229 
10.2.2. Схемы обогащения сульфидных медно-кобальтовых 
и медно-кобальто-пиритных руд 
......................................................... 231 
10.2.3. Схемы обогащения сульфидных полиметаллических 
кобальтовых руд 
.................................................................................... 235 
10.2.4. Схемы обогащения окисленных и смешанных 
медно-кобальтовых руд 
........................................................................ 236 
11. ОБОГАЩЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ РУД ............................................ 239 
11.1. Общая характеристика алюминиевых руд 
...................................... 239 
5 
 

11.1.1. Типы руд и месторождений 
..................................................... 239 
11.1.2. Сырьевая база алюминиевых руд ........................................... 245 
11.1.3. Технологические свойства алюминиевых руд ...................... 248 
11.2. Практика переработки алюминиевых руд ...................................... 251 
11.2.1. Физико-механические способы обогащения  
алюминиевых руд ................................................................................. 251 
11.2.2. Способы производства глинозёма из бокситов ..................... 255 
11.2.3. Получение глинозёма из нефелинового сырья 
...................... 261 
12. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ  
И РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССОВ ОБОГАЩЕНИЯ РУД ЦВЕТНЫХ 
МЕТАЛЛОВ 
.................................................................................................... 266 
ПРИЛОЖЕНИЕ  ............................................................................................. 277 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
.............................................................................. 280 
6 
 

ВВЕДЕНИЕ 
Спрос на цветные металлы и сплавы постоянно растёт, так как они все 
шире применяются в современной промышленности.  
Рост потребления цветных металлов объясняется большим разнообразием их полезных свойств, основными из которых являются: 
- высокая устойчивость к коррозии в агрессивных средах; 
- сохранение своих свойств в условиях перепадов температур; 
- высокая пластичность и пригодность к обработке различными способами. 
Цветные металлы хорошо поддаются сварке, механической обработке, 
прокатке, ковке, пайке. Из них можно изготавливать детали методами 
штамповки, прессования, литья. Свойства цветных металлов и сплавов 
изменяются с помощью закалки и других видов термообработки. 
Из цветных металлов и их сплавов изготавливается продукция для многих отраслей народного хозяйства, в числе которых: авиастроение, ракетостроение, химическая промышленность, машиностроение, военная промышленность, радиоэлектроника, энергетика, транспорт, пищевая промышленность и многие другие.  
Наиболее востребованными металлами при производстве изделий для 
перечисленных отраслей являются алюминий, медь, свинец, цинк, никель, 
магний. По данным аналитических обзоров [1] уровень производства этих 
металлов вплоть до 2023 г. сохранит свою тенденцию к росту (табл. 1).  
Кроме того, в связи с ростом урбанизации и электрификации быта, широким распространением электромобилей и переходом на безуглеродную 
энергетику, мировое производство меди планируется увеличить в два раза 
к 2050 г., т. е. до более 40 млн т в год [2]. 
Необходимость удовлетворения растущего спроса на цветные металлы 
предъявляет повышенные требования к технологиям добычи и переработки руд цветных металлов. Ухудшение качества добываемых руд, вовлечение в промышленное производство забалансовых и малых месторождений 
требует применения современных технических решений по обогащению 
минерального сырья, позволяющих получать концентраты заданного качества при минимальных потерях ценных компонентов с отходами. 
Выбор конкретных технических решений по переработке руд цветных 
металлов во многом определяется их химическим составом; физическими 
7 
 

и химическими свойствами; структурно-текстурными особенностями; минеральной формой нахождения полезных компонентов; наличием в руде 
близких по физико-химическим свойствам минералов пустой породы.  
Поэтому в настоящем издании, наряду с описанием процессов обогащения и технологических схем переработки руд цветных металлов, большое внимание будет уделено анализу особенностей вещественного состава руд, условиям их образования. 
Таблица 1 
Прогноз показателей цветной металлургии в России и мире 
Показатели 
Ед. изм. 
2020 г. 
2021 г. 
2022 г. 
2023 г. 
Производство 
алюминия, мир 
млн т 
67,8 
69,1 
70,4 
71,7 
Производство 
алюминия, Россия 
тыс. т 
4 099 
4 272 
4 452 
4 639 
Производство 
меди, мир 
млн т 
25,1 
25,9 
27,0 
28,0 
Производство 
меди, Россия 
тыс. т 
1 137 
1 174 
1 212 
1 251 
Производство 
цинка, мир 
млн т 
14,3 
14,6 
14,9 
15,2 
Производство 
цинка, Россия 
тыс. т 
187 
193 
199 
205 
Производство 
никеля, мир 
млн т 
2,5 
2,6 
2,7 
2,8 
Производство 
никеля, Россия 
тыс. т 
169 
175 
181 
188 
 
 
8 
 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУД ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 
1.1. Классификация цветных металлов 
Цветные металлы по физико-химическим свойствам классифицируют 
условно на пять групп [3]: 
1. Тяжёлые: медь, никель, свинец, цинк, олово. 
2. Малые: висмут, мышьяк, сурьма, кадмий, ртуть, кобальт. 
3. Лёгкие: алюминий, магний, натрий, калий, кальций, стронций, барий. 
4. Благородные: золото, серебро, платина и ее спутники. 
5. Редкие. К этой группе в зависимости от технологических особенностей производства, содержания в рудах и других свойств относят от 50 до 
60 элементов. 
Тяжёлые металлы своё название получи ли из-за больших масштабов 
производства и потребления, большого удельного веса в народном хозяйстве. 
Малые тяжёлые металлы обычно получают попутно, но производят в 
значительно меньших количествах. 
Лёгкие металлы имеют самую низкую плотность среди всех металлов. 
Благородные металлы обладают высокой стойкостью к воздействию 
окружающей среды и агрессивных сред. 
Редкие металлы распределяют на подгруппы: 
1. Лёгкие редкие металлы (литий, бериллий, рубидий, цезий) обладают 
малой плотностью - до 2000 кг/м3. Их соединения отличаются высокой 
химической стойкостью и трудно восстанавливаются до металла. Получают их электролизом в расплавленных средах или металлотермическими 
способами. 
2. Тугоплавкие редкие металлы (титан, цирконий, ванадий, ниобий, 
тантал, вольфрам, молибден). Температура плавления их более 1873 К. 
Они обладают высокими антикоррозионными свойствами. Со многими 
металлами образуют твёрдые растворы и интерметаллиды. 
3. Рассеянные редкие металлы (галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений, селен, теллур). Сырьём для их получения служат отходы производства основных цветных металлов, в которых концентрация данных 
металлов в десятки раз превышает первоначальное содержание в руде. 
 
9 
 

4. Редкоземельные металлы (лантаноиды, скандий и иттрий). 
5. Радиоактивные редкие металлы (радий, уран, торий, актиний и другие элементы, встречающиеся в природе, а также искусственные заурановые элементы - от плутония до курчатовия). 
Развитие промышленности и освоение новых месторождений вносят 
коррективы в классификацию цветных металлов. Вольфрам, молибден, 
ванадий, уран, литий, бериллий, ниобий, титан, цирконий, церий не являются редкими по основному определению и могут быть классифицированы по их физико-химическим свойствам. 
Физические свойства цветных металлов весьма разнообразны и изменяются в широких пределах (табл. 1.1). Так плотность лития составляет 
533 кг/м3, а платины - 21450 кг/м3. Температура плавления изменяется от 
234,13 К (ртуть) до 3683 К (вольфрам). При плавлении металлы сохраняют 
свои электрические и тепловые свойства. Удельное электрическое сопротивление при 298 К имеет значения от 0,016 (серебро) до 8ā104 мкОмāм 
(селен). 
Таблица 1.1 
Физико-химические свойства цветных металлов 
Металл 
Химический 
символ 
Плотность, 
кг/м3 
Температура  
плавления, К 
Удельное  
электрическое 
сопротивление, 
мкОмāм 
1 
2 
3 
4 
5 
Алюминий 
Al 
2700 
933 
0,0265 
Висмут 
Bi 
9800 
544,3 
1,07 
Вольфрам 
W 
19300 
3683 
0,056 
Галлий 
Ga 
5900 
302,8 
0,136 
Золото 
Au 
19320 
1336 
0,0235 
Литий 
Li 
533 
454 
0,08 
Медь 
Cu 
8930 
1356 
0,0167 
Молибден 
Mo 
10230 
2893 
0,052 
Никель 
Ni 
8900 
1726 
0,0684 
Олово 
Sn 
7300 
504,9 
0,11 
Платина 
Pt 
21450 
2042 
0,106 
Свинец 
Pb 
11340 
600,3 
0,206 
Селен 
Se 
4810 
490 
8ā104 
Серебро 
Ag 
10500 
1233,8 
0,016 
Скандий 
Sc 
3100 
1473 
0,2 
Сурьма 
Sb 
6691 
903,5 
0,39 
Теллур 
Te 
6250 
723 
4,3ā103 
10