Mineraalide elektriline töötlemine, elektriline eraldamine

Mineraalide elektriline rikastamine - väärtuslike komponentide eraldamine aherainest, mis põhineb elektriku tegevusel, väli nende osakestel, mis erinevad elektrofüüsikaliste omaduste poolest. Rikastamiseks kasutatakse elektrieraldusmeetodeid.

Nendest on enim rakendatavad meetodid, mis põhinevad elektrijuhtivuse erinevustel, kokkupuutel ja hõõrdumisel elektrilaengute omandamise võimel ning eraldatud mineraalide dielektrilistel konstantidel. Unipolaarse juhtivuse, püroelektrilise, piesoelektrilise ja muude nähtuste kasutamine võib olla efektiivne ainult teatud juhtudel.

Juhtivuse rikastamine on edukas, kui mineraalsegu komponendid erinevad oluliselt juhtivuse poolest.

Mineraalide ja kivimite elektrilise eraldamise võimaluse omadused elektrijuhtivuse järgi (N.F. Olofinsky järgi)

1. Hea juht 2. Pooljuht 3.Halvasti juhtiv antratsiit Antimoniit Teemant Magnesiit Arsenopüriit Bauksiit Albiit Monasiit Galeen Torm Rauamaak Anorite Muskoviit Hemafiit Vismut Läige Apatiit Nefeliin Kuld Volframiit Baddeiliit Oliviin Ilmeniit Granaat ( Raud) Bariit Hornblende Magnet Coveline Coveline Kaveliin Gubliin rite Biotiit Spodumene Magnet Cinnabar Valostanite Stavro Lith Püriit Korund Hüpersteen Turmaliin Pürolusiit Limoniit Gpis Fluoriit Pürrotiit Sideriit Granaatõun (hele) Tselestiin (kerge raud) Plaatina Smithsoniit Kaltsiit Scheeliit Rutiil Sfaleriit Kivisool Spinell Hõbe Volfram Karnaliit epidoot Tantaliit Faialite Chromi Kvarts-Kütraheediit Ticoni Kvarts-Magnetiit Tetrahediit lcosin Chalcopyrite

Esimene ja teine ​​rühm on kolmandast hästi eraldatud. 1. rühma liikmeid on veidi keerulisem eraldada kui 2. rühma liikmeid. 2. rühma mineraale on praktiliselt võimatu eraldada 3. rühmast või samast rühmast, kasutades ainult looduslikke elektrijuhtivuse erinevusi.

Sel juhul kasutatakse nende elektrijuhtivuse erinevuste kunstlikuks suurendamiseks spetsiaalset materjalide ettevalmistust. Levinuim valmistamisviis on mineraalide pinnaniiskusesisalduse muutmine.

Peamine tegur, mis määrab mittejuhtivate ja pooljuhtivate mineraalide osakeste elektrijuhtivuse, on pinnajuhtivus... Kuna atmosfääriõhk sisaldab seega niiskust, mõjutab see terade pinnale adsorbeerunud niiskust järsult nende elektrijuhtivuse väärtust.

Adsorbeeritud niiskuse hulga reguleerimisega saab elektrilise eraldamise protsessi juhtida. Sel juhul on võimalikud kolm peamist juhtumit:

• kahe mineraali sisejuhtivus kuivas õhus on erinev (need erinevad kahe või enama suurusjärgu võrra), kuid normaalse niiskusega õhus niiskuse adsorptsiooni tõttu kaob elektrijuhtivuse erinevus;
• mineraalidel on sarnane omane elektrijuhtivus, kuid nende pindade ebaühtlase hüdrofoobsuse astme tõttu ilmuvad olendid niiskes õhus, juhtivuse erinevus;
• juhtivus on lähedane ega muutu niiskuse muutumisel.

Esimesel juhul tuleb mineraalsegu elektriline eraldamine läbi viia kuivas õhus või pärast eelkuivatamist. Samas on pinnajuhtivuse püsivuse säilitamiseks vaja lühiajaliselt vaid osakeste pinna kuivust, olendite enda siseniiskusel pole tähtsust.

Teisel juhul on hüdrofiilsema mineraali elektrijuhtivuse suurendamiseks vajalik niisutamine. Parimad tulemused saavutatakse materjali hoidmisel ja optimaalse niiskusega konditsioneeritud atmosfääris vabastamisel.

Kolmandal juhul on vaja kunstlikult muuta ühe mineraali hüdrofoobsuse astet (kõige tõhusamalt - pindaktiivse ainega reaktiivtöötlusega).

Mineraale saab töödelda nende pinnale selektiivselt fikseeritud orgaaniliste reagentidega – hüdrofobiseerijatega, anorgaaniliste reaktiividega, mis muudavad mineraali pinna hüdrofiilseks, ja nende reaktiivide kombinatsiooniga (antud juhul võivad anorgaanilised reaktiivid mängida regulaatorite rolli, mis mõjutavad orgaaniliste reaktiivide fikseerimine).

Pindaktiivse ainega töötlemisrežiimi valimisel on soovitatav kasutada laialdast kogemust sarnaste mineraalide floteerimisel. Kui eraldatud paaril on lähedane sisemine elektrijuhtivus ja puudub võimalus pindaktiivsete ainetega töötlemise teel valikuliselt muuta nende pinna hüdrofoobsuse astet, siis võib ettevalmistusmeetoditena kasutada keemilist või termilist töötlemist või kiiritamist.

Esimene seisneb uue aine kile moodustumises mineraalide pinnale — keemilise reaktsiooni produktist. Keemilise töötlemise (vedelad või gaasilised) reaktiivide valimisel kasutatakse nendele mineraalidele iseloomulikke analüütilisest keemiast või mineraloogiast tuntud reaktsioone: näiteks silikaatmineraalide töötlemisel - vesinikfluoriidiga kokkupuutel, sulfiidide valmistamisel - sulfidiseerimise protsessid elementaarse väävliga, töötlemine vasesooladega jne.

Sageli on olukord vastupidine, kui mineraalide pinnale tekivad sekundaarsete muutuste käigus erinevat tüüpi moodustiste pinnakiled, mis tuleb enne eraldamist puhastada. Puhastamine toimub mehaaniliste meetoditega (lagundamine, küürimine) või ka keemiliste meetoditega.

Kuumtöötlemisel võib elektrijuhtivuse erinevust saavutada mineraalide juhtivuse ebaühtlaste muutuste tõttu kuumutamisel, redutseerimisel või oksüdatsioonipõletamisel ning muid efekte kasutades.

Mõnede mineraalide juhtivust saab muuta ultraviolett-, infrapuna-, röntgeni- või radioaktiivsete kiirte abil (vt Elektromagnetilise kiirguse tüübid).

Mineraalide elektrilist rikastamist, mis põhineb mineraalide võimel omandada kokkupuutel või hõõrdumisel erineva märgi või suurusega elektrilaenguid, kasutatakse tavaliselt pooljuhtivate või mittejuhtivate omadustega mineraalide eraldamiseks.

Eraldatud mineraalide laengute suuruse maksimaalne erinevus saavutatakse tänu materjali valikule, millega need kokku puutuvad, aga ka mineraalide segu liikumise laadi muutustest laadimise ajal (vibratsioon, intensiivne lihvimine). ja eraldamine).

Mineraalsete pindade elektrilisi omadusi saab laialdaselt kontrollida ülalkirjeldatud meetoditega.

Ettevalmistavad toimingud on tavaliselt materjali kuivatamine, selle suuruse kitsas klassifitseerimine ja tolmu eemaldamine.

Materjali elektrorikastamiseks, mille osakeste suurus on alla 0,15 mm, on triboadhesiivne eraldusprotsess paljutõotav.

Elektriline eraldamine erinevuste alusel dielektrilises konstandis mineraale kasutatakse laialdaselt mineraloogilise analüüsi praktikas.

Mineraalide elektriliseks eraldamiseks kasutatakse väga erinevat tüüpi ja konstruktsiooniga elektrilisi separaatoreid.

Granuleeritud materjalide eraldajad:

• Kroon (trummel, kamber, torukujuline, lint, konveier, plaat);
• Elektrostaatiline (trummel, kamber, lint, kaskaad, plaat);
• Kombineeritud: koroonaelektrostaatiline, koroonamagnetiline, triboadhesiivne (trummel).

Tolmukogujad:

• Kroon (ülemise ja alumise söödaga kamber, torukujuline);
• Kombineeritud: koroona-elektrostaatiline, koroonamagnetiline, triboadhesiivne (kamber, ketas, trummel).

Nende valiku määrab materjalide elektrofüüsikaliste omaduste erinevus, mis tuleb eraldada nende osakeste suuruse järgi, samuti materjali koostise iseärasused (osakeste kuju, erikaal jne).

Mineraalide elektrilist rikastamist iseloomustab protsessi ökonoomne ja kõrge efektiivsus, mistõttu seda kasutatakse üha enam.

Peamised elektrilise rikastamise meetoditega töödeldud mineraalid ja materjalid:

• Maagimaardlate suspensioonid ja komplekskontsentraadid — kulda, plaatinat, kassiteriiti, volframiiti, monasiiti, tsirkoonit, rutiili ja muid väärtuslikke komponente sisaldavate kontsentraatide ja komplekskontsentraatide selektiivne viimistlemine;
• Teemante sisaldavad maagid - maakide ja esmaste kontsentraatide rikastamine, puistekontsentraatide viimistlemine, teemanti sisaldavate jäätmete regenereerimine;
• Titanomagnetiidi maagid — maakide, vahematerjali ja aheraine rikastamine;
• rauamaagid — magnetiidi ja muud tüüpi maakide rikastamine, süvakontsentraatide saamine, tolmu eemaldamine ja erinevate tööstustoodete klassifitseerimine;
• Mangaani- ja kroomimaagid — maakide, tööstustoodete ja töötlemisettevõtete jäätmete rikastamine, tolmu eemaldamine ja erinevate toodete klassifitseerimine;
• Tina- ja volframimaagid — maakide rikastamine, mittestandardsete toodete viimistlemine;
• Liitiumimaagid — spodumeeni, tsinwaldiidi ja lepidoliidi maakide rikastamine;
• Grafiit - maakide rikastamine, madala kvaliteediga kontsentraatide rafineerimine ja klassifitseerimine;
• Asbest - maakide, tööstustoodete ja töötlemisettevõtete jäätmete rikastamine, tolmu eemaldamine ja toodete klassifitseerimine;
• Keraamilised toorained — päevakivi ja kvartskivimite rikastamine, klassifitseerimine ja tolmu eemaldamine;
• Kaoliin, talk — peenfraktsioonide rikastamine ja eraldamine;
• Soolad — rikastamine, klassifitseerimine;
• Fosforiidid — rikastamine, klassifitseerimine;
• Bituumenkivisüsi — väikeste liikide rikastamine, klassifitseerimine ja tolmu eemaldamine.