Elektrická úprava nerastov, elektrická separácia

Elektrické zhodnocovanie nerastov — separácia cenných zložiek z odpadovej horniny, na základe pôsobenia elektrikára, pole na ich časticiach, ktoré sa líšia elektrofyzikálnymi vlastnosťami. Na obohacovanie sa používajú metódy elektrickej separácie.

Z nich sú najviac použiteľné metódy založené na rozdieloch v elektrickej vodivosti, v schopnosti získavať elektrické náboje pri kontakte a trení a v dielektrických konštantách separovaných minerálov. Použitie unipolárneho vedenia, pyroelektrických, piezoelektrických a iných javov môže byť účinné len v určitých prípadoch.

Obohatenie vodivosti je úspešné, ak sa zložky minerálnej zmesi výrazne líšia vo vodivosti.

Charakteristika možnosti elektrickej separácie minerálov a hornín elektrickou vodivosťou (podľa N.F. Olofinského)

1. Dobrý vodič 2. Polovodič 3.Zle vodivý Antracit Antimonit Diamant Magnezit Arsenopyrit Bauxit Albit Monazit Galenit železná ruda Anorit Moskovit Hemafit Bizmut Lesk Apatit Nefelín Zlato Wolframit Baddeilit Olivín Ilmenit Granát (železný) Baryt Hornblende Kavelín Kovelín Sířičit Sířičit Covelín Sířičit Kobitit Bastén dumene Magnetická rumelka Valostanit Stavro lith Pyrit Korund Hyperstén Turmalín Pyrolusit Limonit Gpis Fluorit Pyrrhotit Siderit Granátové jablko (svetlé) Celestín (svetlé železo) Platina Smithsonit Kalcit Scheelit Rutil Sfalerit Kamenná soľ Spinel Striebro Tungstit Karnalit Epidot Tantalit Faialit Kremeň Tetrahedrit Chromit Chromit Zikopyrit Titán X

Prvá a druhá skupina sú dobre oddelené od tretej. Členovia 1. skupiny sa oddeľujú o niečo ťažšie ako 2. skupina. Je prakticky nemožné oddeliť minerály skupiny 2 od skupiny 3 alebo rovnakej skupiny na základe použitia iba prirodzených rozdielov v elektrickej vodivosti.

V tomto prípade sa používa špeciálna príprava materiálov na umelé zvýšenie rozdielov v ich elektrickej vodivosti. Najbežnejšou metódou prípravy je zmena obsahu povrchovej vlhkosti minerálov.

Hlavným faktorom, ktorý určuje celkovú elektrickú vodivosť častíc nevodivých a polovodivých minerálov, je ich povrchová vodivosť... Pretože atmosférický vzduch obsahuje množstvo vlhkosti, ktorá sa adsorbuje na povrchu zŕn, výrazne ovplyvňuje hodnotu ich elektrickej vodivosti.

Úpravou množstva adsorbovanej vlhkosti možno riadiť elektrický separačný proces. V tomto prípade sú možné tri hlavné prípady:

• vlastné vodivosti dvoch minerálov v suchom vzduchu sú rôzne (líšia sa o dva rády alebo viac), ale v dôsledku adsorpcie vlhkosti vo vzduchu s normálnou vlhkosťou sa rozdiel v elektrickej vodivosti stráca;
• minerály majú podobnú vlastnú elektrickú vodivosť, ale kvôli nerovnomernému stupňu hydrofóbnosti ich povrchov sa stvorenia objavujú vo vlhkom vzduchu, rozdiel vo vodivosti;
• vodivosť je blízko a nemení sa so zmenou vlhkosti.

V prvom prípade sa musí elektrická separácia minerálnej zmesi vykonať na suchom vzduchu alebo po predbežnom vysušení. Zároveň, aby sa zachovala stálosť povrchovej vodivosti, je krátkodobo potrebná len suchosť povrchu častíc, nezáleží na vlastnej vnútornej vlhkosti bytostí.

V druhom prípade je potrebné zvlhčenie, aby sa zvýšila elektrická vodivosť hydrofilnejšieho minerálu. Najlepšie výsledky sa dosahujú pridržaním materiálu a jeho uvoľnením v klimatizovanej atmosfére pri optimálnej vlhkosti.

V treťom prípade je potrebné umelo zmeniť stupeň hydrofóbnosti jedného z minerálov (najefektívnejšie - úpravou činidla povrchovo aktívnou látkou).

Minerály môžu byť ošetrené organickými činidlami selektívne fixovanými na ich povrchu - hydrofobizátormi, anorganickými činidlami, ktoré môžu povrch minerálu hydrofilizovať, a kombináciou týchto činidiel (v tomto prípade môžu anorganické činidlá zohrávať úlohu regulátorov ovplyvňujúcich fixácia organických činidiel).

Pri výbere režimu úpravy povrchovo aktívnymi látkami je vhodné využiť bohaté skúsenosti s flotáciou podobných minerálov. Ak má oddelený pár blízku vnútornú elektrickú vodivosť a nie je možné selektívne meniť stupeň hydrofóbnosti ich povrchu úpravou povrchovo aktívnymi látkami, potom možno ako metódy prípravy použiť chemické alebo tepelné spracovanie alebo ožarovanie.

Prvý spočíva vo vytvorení filmu novej látky na povrchu minerálov — produktu chemickej reakcie. Pri výbere činidiel na chemické spracovanie (kvapalné alebo plynné) sa využívajú reakcie známe z analytickej chémie alebo mineralógie, charakteristické pre tieto minerály: napríklad na úpravu silikátových minerálov - vystavenie pôsobeniu fluorovodíka, na prípravu sulfidov - procesy sulfidizácie elementárnou sírou, spracovanie soľami medi atď.

Často je tomu naopak, keď sa na povrchu minerálov v procese sekundárnych zmien objavujú povrchové filmy rôznych typov útvarov, ktoré je potrebné pred separáciou vyčistiť. Čistenie sa vykonáva mechanickými metódami (dezintegrácia, drhnutie) alebo aj chemickými metódami.

Pri tepelnom spracovaní možno rozdiel v elektrickej vodivosti dosiahnuť nerovnomernými zmenami vodivosti minerálov pri ohreve, pri redukčnom alebo oxidačnom výpale a využitím ďalších efektov.

Vodivosť niektorých minerálov môže byť zmenená ultrafialovým, infračerveným, röntgenovým alebo rádioaktívnym žiarením (viď. Druhy elektromagnetického žiarenia).

Elektrické zušľachťovanie minerálov, založené na schopnosti minerálov získať pri kontakte alebo trení elektrické náboje rôzneho znamienka alebo veľkosti, sa bežne používa na separáciu minerálov s polovodivými alebo nevodivými vlastnosťami.

Maximálny rozdiel vo veľkosti nábojov separovaných minerálov je dosiahnutý voľbou materiálu, s ktorým sú v kontakte, ako aj zmenami charakteru pohybu minerálnej zmesi počas nabíjania (vibrácie, intenzívne mletie a oddelenie).

Elektrické vlastnosti minerálnych povrchov môžu byť široko kontrolované metódami opísanými vyššie.

Prípravnými operáciami sú zvyčajne sušenie materiálu, úzka klasifikácia jeho veľkosti a odprášenie.

Pre elektroobohacovanie materiálu s veľkosťou častíc menšou ako 0,15 mm je veľmi sľubný triboadhezívny separačný proces.

Elektrické oddelenie založené na rozdieloch v dielektrickej konštante Minerály sú široko používané v praxi mineralogickej analýzy.

Na elektrickú separáciu minerálov sa používajú elektrické separátory najrôznejších typov a prevedení.

Separátory pre zrnité materiály:

• Koruna (bubon, komora, rúrka, pás, dopravník, tanier);
• Elektrostatické (bubon, komora, páska, kaskáda, platňa);
• Kombinované: korónovo-elektrostatické, korónovo-magnetické, triboadhezívne (bubon).

Zberače prachu:

• Korunka (komora s horným a spodným podávaním, rúrková);
• Kombinované: korónovo-elektrostatické, korónovo-magnetické, triboadhezívne (komora, kotúč, bubon).

Ich výber je určený rozdielom v elektrofyzikálnych vlastnostiach materiálov, ktoré musia byť oddelené veľkosťou ich častíc, ako aj zvláštnosťami zloženia materiálu (tvar častíc, špecifická hmotnosť atď.).

Elektrické zušľachťovanie minerálov sa vyznačuje hospodárnosťou a vysokou účinnosťou procesu, a preto sa stále viac používa.

Hlavné minerály a materiály spracované pomocou elektrických metód spracovania:

• Kaly a komplexné koncentráty rudných ložísk — selektívna úprava koncentrátov a komplexných koncentrátov obsahujúcich zlato, platinu, kassiterit, wolframit, monazit, zirkón, rutil a iné cenné zložky;
• Diamantonosné rudy - zušľachťovanie rúd a primárnych koncentrátov, úprava sypkých koncentrátov, regenerácia diamantonosných odpadov;
• Titanomagnetitové rudy – spracovanie rúd, medziproduktov a hlušiny;
• Železné rudy — zhodnocovanie magnetitu a iných druhov rúd, získavanie hlbinných koncentrátov, odprašovanie a triedenie rôznych priemyselných produktov;
• Mangánové a chromitové rudy – spracovanie rúd, priemyselných produktov a odpadu zo spracovateľských závodov, odstraňovanie prachu a klasifikácia rôznych produktov;
• Cínové a volfrámové rudy – spracovanie rúd, úprava neštandardných výrobkov;
• Lítiové rudy – využitie spodumenu, cinwalditu a lepidolitu;
• Grafit - zušľachťovanie rúd, rafinácia a klasifikácia nekvalitných koncentrátov;
• Azbest – spracovanie rúd, priemyselných produktov a odpadu zo spracovateľských závodov, odstraňovanie prachu a klasifikácia produktov;
• Keramické suroviny – obohacovanie, triedenie a odprašovanie živcových a kremenných hornín;
• Kaolín, mastenec — obohatenie a oddelenie jemných frakcií;
• Soli — úžitok, klasifikácia;
• Fosfority — úžitok, klasifikácia;
• Bitúmenové uhlie – ťažba, triedenie a odprašovanie malých druhov.