В стальных жерновах и на воздушном шарике

В руде, привезенной на обогатительную фабрику, меди не более двух-трех процентов. Пускать такое сырье ни в какую печь нельзя. Необходимо вначале отделить медные минералы от всех прочих или, как говорят, обогатить руду.

Процесс обогащения начинается в мощных дробилках и мельницах, где массивными стальными стержнями, конусами или шарами перемалывают руду, всего за несколько секунд превращая полутораметровые глыбы в горошины, затем в крупу, наконец - в порошок. Между разными стадиями измельчения руда побывает еще и на так называемых грохотах, которые разделяют ее по крупности частиц. Действуют грохоты как в старой русской пословице: "Бей в решето, коли в сито не пошло". Измельченную руду здесь просеивают на длинных вибрирующих решетах и ситах с "оконцами" разной величины. Крупные частицы отправляют снова на дробление, остальное идет дальше.

В последнее время ученые и конструкторы создали могучие дробилки, которые обходятся вовсе без стальных жерновов. Одна из них, например, действует по принципу "кремень на кремень". Внутри "новой мельницы", напоминающей громадный бублик, всю руду на несколько мгновений разделяют на две части. В кольцевой трубе "половинки" подхватывает струя перегретого пара и, разогнав, с огромной скоростью сталкивает их лоб в лоб. Скорость и сила соударения таковы, что 25 тонн руды через час превращаются в мелкий порошок!..

Разрушительная сила искусственных молний - мощных электрических разрядов, создаваемых в воде, использована в электрогидравлической дробилке. В камере этого агрегата при разряде электричества возникает сокрушительный электрогидравлический удар, давление за доли секунды подскакивает до тысячи атмосфер! Такая дробилка способна измельчать самые твердые горные породы. Идут эксперименты по использованию для дробления токов высокого напряжения, перекрещивающихся и параллельных лучей лазера. Итак, сегодня для выполнения дела, которому от роду десятки веков, специалисты привлекают весьма необычные силы.

Руда измолота, истерта в порошок. Но, разумеется, меди в ней больше от этого не стало. Теперь нужно освободиться от попутных "немедных" минералов. Для этого используют явление флотации (от английского слова "floatation" - "плавать" на поверхности воды"), которое справедливо называют чудом XX века.

Известно, что есть вещества, "любящие" воду (гидрофильные), и есть "не любящие" ее (гидрофобные). Бросьте в стакан с водой виноградину, и вначале она утонет, но вскоре всплывет в окружении многочисленных пузырьков воздуха. Это потому, что виноградина гидрофобна, ее поверхность не смачивается водой. А любые гидрофобные вещества стремятся собрать вокруг себя пузырьки воздуха и покинуть поскорее "нелюбимую" среду. Медные минералы также с большим удовольствием возносятся, так сказать, на воздушном шарике.

Интересно, что явление флотации людям пришлось открывать... дважды. Вначале его открыл в 1860 году англичанин Вильям Хейнес. Сегодня можно только подивиться тому, что открытие это посчитали для практических дел неприменимым и забыли о нем на пятнадцать лет. Вторично это сделала американка Кэрри Эверсон в 1885 году и, как рассказывают, при весьма любопытных обстоятельствах. Она обратила внимание на то, что мелкие частицы сульфидных минералов всплывают при... стирке в густой мыльной пене мешков из- под богатой измельченной руды. Сверкающие частички минерала при активном перемешивании прилипали к воздушным пузырькам и с пеной возносились на поверхность, тогда как тусклые крошки породы оседали на дно корыта. Но и на этот раз открытию суждено было остаться незамеченным. Лишь четверть века спустя оно нашло применение.

Что и говорить, флотация - явление замечательное и по праву входит в число чудес нашего века. Однако одной лишь природной силы промышленному флотационному процессу слишком мало, на естественной флотируемости минералов большой скорости обогащения руды не достичь. Нужно было найти "усилители" естественного процесса. Жидкость в камере флотационнои машины стали интенсивно взбалтывать различными мешалками, добавлять в нее пенообразующие вещества и вещества, увеличивающие гидрофобность минералов. Придумали даже такие добавки, которые превращают гидрофильные минералы в гидрофобные. Из руды, содержащей минералы нескольких металлов, с помощью специального флотационного процесса смогли выборочно выделять все ценные компоненты.

Уникальную флотационную машину недавно изобрели советские ученые и инженеры. Патенты на нее куплены Англией, США, ФРГ и другими высокоразвитыми странами. Секрет этой машины в вибрации аэратора, то есть того устройства, которое подает воздух во флотационную камеру машины. В результате тонких исследований естественного процесса ученые нашли для него совершенно необычный усилитель. Молекулярный по своей природе процесс флотации вдруг оказалось возможным ускорить воздействием чисто механическим. Скорость флотации по сравнению с известными до этого способами возросла в 5-8 раз, сократились расходы энергии в 6-8 раз и воздуха в 2-3 раза, а в медном концентрате¹, который получают на этой вибрационной машине, меди содержится почти вдвое больше, чем в концентрате прежних машин. Разве это не пример удивительных возможностей, открываемых сопряжением весьма далеких сил.

¹ ("Концентрат" - в данном случае это руда флотационного обогащения)

Теперь уже концентрат содержит 20-30 % меди и готов к новым превращениям.