Minerālu elektriskā apstrāde, elektriskā atdalīšana

Minerālu elektriskā ieguve - vērtīgu komponentu atdalīšana no atkritumiem, pamatojoties uz elektriķa darbību, lauks uz to daļiņām, kas atšķiras pēc elektrofizikālajām īpašībām. Bagātināšanai tiek izmantotas elektriskās atdalīšanas metodes.

No tām vispiemērotākās ir metodes, kuru pamatā ir elektriskās vadītspējas atšķirības, spēja iegūt elektriskos lādiņus saskarē un berzē, kā arī atdalīto minerālu dielektriskās konstantes. Unipolārās vadītspējas, piroelektriskās, pjezoelektriskās un citu parādību izmantošana var būt efektīva tikai noteiktos gadījumos.

Vadītspējas bagātināšana ir veiksmīga, ja minerālu maisījuma sastāvdaļas būtiski atšķiras vadītspējas ziņā.

Minerālu un iežu elektriskās atdalīšanas iespējas pēc elektrovadītspējas raksturojums (pēc N. F. Olofinska)

1. Labs vadītājs 2. Pusvadītājs 3.Slikti vadītspējīgs antracīts antimonīts dimanta magnezīts arsenopirīta boksīts albīts monazīts galēna vētra dzelzs rūda anorīts maskavīta hemafīts bismuta spīdums apatīts nefelīns zelts volframīts baddeilīts olivīns Ilmenīts granāts (dzelzs) Barīts raga blende magnīts kolumbīts berīts basīts kavilīns kavilīns gublīns rite Biotite Spodumene Magnētiskais Cinnabar Valostanite Stavro lith Pyrite Korunds Hiperstēns Turmalīns Pirolīts Limonīts Gpis Fluorīts Pirotīts Siderīts Granātābols (gaišais) Selestīns (Vieglais dzelzs) Platīns Smitsonīts Kalcīts Šeelīts Rutils Sfalerīts Akmens sāls Spinels Sudrabs Volfrīts Karnalīts Epidots Tantalīts Faialīts Chromo Kvarca Magnetīts Zīkons (Xhromo Magnetite Tetrahedite) lkozīns Chalcopyrite

Pirmā un otrā grupa ir labi atdalītas no trešās. 1. grupas dalībniekus ir nedaudz grūtāk atdalīt nekā 2. grupas dalībniekus. Ir praktiski neiespējami atdalīt 2. grupas minerālus no 3. grupas vai tās pašas grupas, pamatojoties tikai uz dabisko elektrovadītspējas atšķirību izmantošanu.

Šajā gadījumā tiek izmantota īpaša materiālu sagatavošana, lai mākslīgi palielinātu to elektrovadītspējas atšķirības. Visizplatītākā sagatavošanas metode ir minerālvielu virsmas mitruma satura maiņa.

Galvenais faktors, kas nosaka nevadošu un pusvadošu minerālu daļiņu kopējo elektrovadītspēju, ir to daļiņas. virsmas vadītspēja... Tā kā atmosfēras gaiss satur mitruma daudzumu, kas adsorbēts uz graudu virsmas, krasi ietekmē to elektrovadītspējas vērtību.

Regulējot adsorbētā mitruma daudzumu, var kontrolēt elektriskās atdalīšanas procesu. Šajā gadījumā ir iespējami trīs galvenie gadījumi:

• abu minerālu raksturīgās vadītspējas sausā gaisā ir atšķirīgas (tās atšķiras par divām vai vairāk kārtām), bet mitruma adsorbcijas dēļ gaisā ar normālu mitrumu elektrovadītspējas atšķirība pazūd;
• minerāliem piemīt līdzīga elektrovadītspēja, taču to virsmu nevienmērīgās hidrofobitātes pakāpes dēļ radības parādās mitrā gaisā, vadītspējas atšķirība;
• vadītspēja ir tuvu un nemainās, mainoties mitrumam.

Pirmajā gadījumā minerālu maisījuma elektriskā atdalīšana jāveic sausā gaisā vai pēc iepriekšējas žāvēšanas. Tajā pašā laikā, lai saglabātu virsmas vadītspējas noturību, īslaicīgi ir nepieciešams tikai daļiņu virsmas sausums, viņu pašu būtņu iekšējam mitrumam nav nozīmes.

Otrajā gadījumā ir nepieciešama mitrināšana, lai palielinātu hidrofilāka minerāla elektrisko vadītspēju. Labākos rezultātus var sasniegt, turot materiālu un izlaižot to kondicionētā atmosfērā ar optimālu mitrumu.

Trešajā gadījumā ir nepieciešams mākslīgi mainīt viena no minerālvielām hidrofobitātes pakāpi (visefektīvāk - apstrādājot ar reaģentu ar virsmaktīvo vielu).

Minerālus var apstrādāt ar organiskiem reaģentiem, kas selektīvi fiksēti uz to virsmas - hidrofobizētājiem, neorganiskiem reaģentiem, kas var padarīt minerāla virsmu hidrofilu, un šo reaģentu kombināciju (šajā gadījumā neorganiskie reaģenti var pildīt regulatoru lomu, kas ietekmē organisko reaģentu fiksācija).

Izvēloties virsmaktīvās vielas apstrādes režīmu, ieteicams izmantot plašo pieredzi līdzīgu minerālu flotācijā. Ja atdalītajam pārim ir cieša iekšējā elektrovadītspēja un nav iespējas selektīvi mainīt to virsmas hidrofobitātes pakāpi, apstrādājot ar virsmaktīvām vielām, tad kā sagatavošanas metodes var izmantot ķīmisko vai termisko apstrādi vai apstarošanu.

Pirmais sastāv no jaunas vielas plēves veidošanās uz minerālu virsmas - ķīmiskas reakcijas produkta. Izvēloties ķīmiskai apstrādei (šķidro vai gāzveida) reaģentus, tiek izmantotas šiem minerāliem raksturīgas no analītiskās ķīmijas vai mineraloģijas zināmās reakcijas: piemēram, silikātu minerālu apstrādei - fluorūdeņraža iedarbībai, sulfīdu iegūšanai - sulfidizācijas procesi ar elementāro sēru, apstrāde ar vara sāļiem utt.

Bieži notiek otrādi, kad sekundāro izmaiņu procesā uz minerālu virsmas parādās dažāda veida veidojumu virsmas plēves, kuras pirms atdalīšanas ir jānotīra. Tīrīšana notiek ar mehāniskām metodēm (sadalīšana, beršana) vai arī ar ķīmiskām metodēm.

Termiskās apstrādes laikā elektrovadītspējas atšķirību var panākt nevienmērīgu minerālu vadītspējas izmaiņu dēļ karsēšanas laikā, reducēšanas vai oksidācijas apdedzināšanas laikā un izmantojot citus efektus.

Dažu minerālu vadītspēju var mainīt ultravioletais, infrasarkanais, rentgena vai radioaktīvais starojums (sk Elektromagnētiskā starojuma veidi).

Minerālu elektrisko bagātināšanu, kas balstās uz minerālu spēju iegūt dažādas zīmes vai lieluma elektriskos lādiņus saskares vai berzes rezultātā, parasti izmanto, lai atdalītu minerālus ar pusvadošām vai nevadošām īpašībām.

Maksimālā atdalīto minerālu lādiņu izmēru atšķirība tiek panākta, izvēloties materiālu, ar kuru tie saskaras, kā arī mainoties minerālu maisījuma kustības raksturam lādēšanas laikā (vibrācijas, intensīva slīpēšana). un atdalīšana).

Minerālu virsmu elektriskās īpašības var plaši kontrolēt ar iepriekš aprakstītajām metodēm.

Sagatavošanas darbības parasti ir materiāla žāvēšana, šaura izmēra klasifikācija un atputekļošana.

Materiāla elektrobagātināšanai, kura daļiņu izmērs ir mazāks par 0,15 mm, triboadhezīvās atdalīšanas process ir ļoti daudzsološs.

Elektriskā atdalīšana, pamatojoties uz atšķirībām dielektriskajā konstantē minerāli tiek plaši izmantoti mineraloģiskajā analīzē.

Minerālu elektriskai atdalīšanai tiek izmantoti visdažādāko veidu un konstrukciju elektriskie separatori.

Granulu materiālu atdalītāji:

• Vainags (bungas, kamera, cauruļveida, lentes, konveijers, plāksne);
• Elektrostatiskais (bungas, kamera, lente, kaskāde, plāksne);
• Kombinēts: korona-elektrostatisks, korona-magnētisks, triboadhezīvs (bungas).

Putekļu savācēji:

• Kronis (kamera ar augšējo un apakšējo padevi, cauruļveida);
• Kombinēts: korona-elektrostatisks, korona-magnētisks, triboadhezīvs (kamera, disks, cilindrs).

To izvēli nosaka materiālu elektrofizikālo īpašību atšķirība, kas jāatdala pēc to daļiņu izmēra, kā arī materiāla sastāva īpatnības (daļiņu forma, īpatnējais svars utt.).

Minerālu elektrisko ieguvi raksturo ekonomisks un augsta procesa efektivitāte, tāpēc to izmanto arvien vairāk.

Galvenie minerāli un materiāli, kas apstrādāti, izmantojot elektriskās bagātināšanas metodes:

• Rūdas atradņu vircas un kompleksie koncentrāti — zeltu, platīnu, kasiterītu, volframītu, monacītu, cirkonu, rutila un citas vērtīgas sastāvdaļas saturošu koncentrātu un komplekso koncentrātu selektīva apdare;
• Dimantu saturošas rūdas - rūdu un primāro koncentrātu bagātināšana, beramkravu koncentrātu apdare, dimantu saturošu atkritumu reģenerācija;
• Titanomagnetīta rūdas — rūdu, starpproduktu un atsārņu ieguve;
• Dzelzs rūdas — magnetīta un citu rūdu veidu ieguve, dziļo koncentrātu iegūšana, atputekļošana un dažādu rūpniecības produktu klasifikācija;
• Mangāna un hromīta rūdas — rūdu, rūpniecisko produktu un pārstrādes rūpnīcu atkritumu bagātināšana, putekļu noņemšana un dažādu produktu klasifikācija;
• Alvas un volframa rūdas — rūdu bagātināšana, nestandarta izstrādājumu apdare;
• Litija rūdas — spodumēna, cinvaldīta un lepidolīta rūdas bagātināšana;
• Grafīts - rūdu bagātināšana, zemas kvalitātes koncentrātu attīrīšana un klasifikācija;
• Azbests - rūdu, rūpniecisko produktu un pārstrādes rūpnīcu atkritumu bagātināšana, putekļu noņemšana un produktu klasifikācija;
• Keramikas izejvielas — laukšpata un kvarca iežu bagātināšana, klasifikācija un atputekļošana;
• Kaolīns, talks — bagātināšana un smalko frakciju atdalīšana;
• Sāļi — bagātināšana, klasifikācija;
• Fosforīti — bagātināšana, klasifikācija;
• Bitumena akmeņogles — mazo šķirņu bagātināšana, klasifikācija un atputekļošana.