Методывыделениямономинеральныхфракций и применяемыепри этом приборыи аппаратымогут бытьиспользованыв геологическойслужбе и длядругих целей,например, дляколичественногоминералогическогоанализа илидля предварительнойоценки обогатимостипробы. Эти методывключают какчисто механические(отсадка, гравитация,флотация,электрическиеметоды сепарации),так и химические,основанныена избирательнойрастворимостиминералов. Взависимостиот поставленнойцели может бытьосуществленразличныйподход к полнотеизвлеченияминерала изпробы.

Кобогатительнымприемам, преследующимвыделениемономинеральнойфракции, неследует предъявлятьбольших требованийс точки зренияполноты извлечениянужного материала.Вполне достаточнознать, что вданной операциивыделяетсянеобходимоепо весу количествоминерала. Вэтом смыслезадача исследователяоблегчается.Для количественногоминералогическогоанализа, еслитребуетсяполное выделениеминерала изпробы, механическиеметоды сепарацииминералов могутбыть эффективнымитолько в случаеотсутствиясростков впробе. Поэтомуздесьособое значениеприобретаетподготовительнаястадия обработкипробы — дроблениеи измельчение,осуществляемыев целях раскрытия зерен от срастания минералов друг с другом.

минерала в работах такогорода является существенноважным.

Болееполное извлечениеминерала изпробы механическимиметодами можетбыть осуществленоприменениемразвитых схемобработкипробы.

Особоезначение опытработы минералогапо сепарациипроб приобретаетв случае трудноразделяемыхсмесей; здесьважно определитьнаиболее эффективныйметод разделения. Рекомендацииобщего характераимеются в книге,но в конкретныхслучаях онинуждаются в видоизменениях.

Подготовкапроб к выделениюмономинеральныхфракций.

Для получениямономинеральнойпробы желательнонабрать несколькокилограммовштуфных образцовнепосредственнона месторождении.Иногда удаетсянайти образцыпрактическичистого минералавесом от несколькихсотен граммовдо несколькихкилограммов.В подавляющембольшинствеслучаев дляполучениянеобходимогоколичествамономинеральнойфракции приходитсявыделять ееиз пробы руды.При этом пробаподвергаетсядроблению,измельчениюи обогащению.

Степеньдробления иизмельченияпробы определяетсяхарактеромвкрапленностиминерала инеобходимостьюраскрытияминераловот взаимногосрастания.Естественно,что тонковкрапленныеруды представляютсобой неблагоприятныйобъект длявыделениямономинеральныхфракций, таккак требуетсяочень тонкоеизмельчение,а обогащениетонкозернистогоматериалазатруднено.

Ещелучше последующиеобогатительныеоперации производитьс зернами узкогокласса крупности.С этой цельюизмельченныйматериал просеиваетсяна ситах, и дляопытов беретсякаждый классв отдельности.Рассев производитсяс помощьюмеханическогоситового анализатора.

Дробление

Начальноедробление пробыосуществляетсяв щековых дробилках.Для первогоприема дробленияочень удобнойявляется щековаядробилка ЩДС-4(табл. 1).

Табл. 1

Последробленияцелесообразнопроверитьвозможностьсокращенияпробы. Еслиисходный веспробы превышаетрасчетный, тоотсев грохотаи продукт дробилкиперемешиваюти квартуют,сбрасываяв запасчасть пробы.Сокращениевеса пробы,если это необходимо,можно провестии на стадиипоследующегодробленияпробы, однакопри этом надоучесть, чтодробильноеоборудованиебудет излишнеперегружено.

Следующаястадия дробленияосуществляетсяна щековыхдробилкахмалых размеров(см. табл. 1) илина большихвалковых дробилкахтипа ДВГ-2 (табл.2). Последниеболее производительны,и им следуетотдать предпочтение.

Табл. 2

Измелчение

Пробыс размеромзерен мельче1 ммизмельчаютв мельницахили на дисковыхистирателях.В последнеевремя получилираспространениемельницы споворотнойосью.

Измельчениематериалавсухую сопровождаетсяпылеобразованиеми связано какс необходимостьюусиленнойвентиляциипомещения, таки с потерямичасти пробыс пылью. Примокром измельчениииногда возникаетнеобходимостьв просушкеизмельченногоматериала, чтопри большомвесе пробыможет создатьв лабораторныхусловиях значительныетрудности.Однако еслипосле измельченияматериал пробыпоступает наконцентрационныестолы для выделениятяжелой фракции,необходимостьв сушке сразупосле измельченияотпадает, имокрое измельчениеоказывается наиболее удобным.

Измельченнаяпроба (по классамили полностью)поступает наразделительныеаппараты длявыделенияинтересующихисследователяминералов.

Отмучивание(обесшламливание)и выделениемонодисперсныхфракций

Глинистыеминералы выделяютв отдельныефракции поразмерам зерен.Это разделениеможет бытьвыполнено встаканах, конусахи в специальныхклассификаторах.

Привыделениифракций различнойкрупности встаканах пользуютсяметодом, разработаннымСабаниным. Этотметод заключаетсяв периодическомвзмучиваниив воде навескиматериалаи сливе (спустяопределенное,заранее рассчитанноевремя) частинавески, неуспевшей осесть. Сокращая время оседания, выделяютв слив все болеекрупные зерна.Слив осуществляютс помощью сифонаспециальнойконструкцииРасчет времениоседания длячастиц размеромменее dмм ведутпо формуле:

Ускорениеоперации выделенияфракций можетбыть достигнутопри использованиивосходящегопотока воды,например вшламовых конусах.

Болееудобен специальныйаппарат, сконструированныйв лабораторииобогащенияКазИМС. В немимеется возможностьполучать одновременнопять фракцийзерен (табл.5). Этот приборвыпускаетсясерийно подмаркой «АДАП»(рис. 12)

Разделениематериала нафракции зеренразличнойкрупности вэтом аппаратеотличаетсябыстротой,стабильностьюи достаточнойточностью.

Выделениеминералов поудельному весу

Отсадка

Засчет различнойскорости падениязерен в водеминералы снижним пределомкрупности зерендо 0,2 (0,15) мм можноразделитьотсадкой. Разделениеосуществляетсяв восходящемили попеременно восходящем и нисходящем потоках воды.

Припадении зернав воде оно сначаладвижетсяравноускоренно,а затем, в результатесопротивленияводы, — равномерно.Скорость равномерногосвободногопадения зернав спокойнойводе называетсяконечной скоростью.Конечная скоростьзависит отформы, размераи удельноговеса зерна.Численно онаравна

Зернадвух минералов,имеющих разныеудельные весаи падающиев воде с одинаковойскоростью,называютсяравнопадающими.

В восходящей струе воды зерна каждогокласса будутрасслаиваться.Если изменитьнаправлениепотока воды на нисходящее, то падение зерен будет приводить кеще большемурасслоению, так как более тяжелые зерна будут падать быстрее легких. Такой переменновосходяще-нисходящий поток создается в отсадочных машинах снеподвижнымрешетом.

Влабораторныхусловиях используетсяотсадочнаямашина НИГРИЗолото,состоящая издвух последовательнорасположенныхотсадочныхящиков. Легкаяфракция первогоящика поступаетво второй, гдеперечищается.В каждом отсадочномящике имеетсяшток с поршнем.

Концентрацияна столах

Вцелях выделенияминералов вотдельныйпродукт из проб

большоговеса проводятгравитационноеобогащениена концен-

трационныхстолах.

Наиболее распространены лабораторные столы, выпускаемые

Механобром. Разделение исходной пробы производят на две

части— одну, представленнуютяжелыми минералами(удельный

вес=3),и другую — болеелегкими. Настоле выделяетсятакже

средний,промежуточныйпродукт.

Иногдацелесообразновыделенныефракции перечистить.Со-став и качествовыделенныхпродуктовконтролируютсяпросмотромпод бинокуляром.При этом необходимовыяснить следующиеобстоятельства:1) произошла ликонцентрациянужного мине-ралав одном из продуктовстола; есликонцентрацияне имела местаиз-за отсутствияв пробе свободныхзерен минерала,вести обработкуболее мелкихклассов илидополнительноизмельчитьпробу; 2) установить,какие минералысовместновыделилисьв данную фракцию;3) много ли зереннужного минераланаходится всростках сдругими минералами;если это так,то нужно илиперейти наобработку болеемелких зеренисходной пробы,или же доизмельчитьполученныйпродукт и сновапропуститьего на столе.

Приобогащенииматериала наконцентрационномстоле разделениеминералов поудельному весупроисходитв результатеДействия двухсил: инерциизерен при движенииих вдоль стола(это движениеобеспечиваетсякачанием декистола) и поперечнойсмывной силыводы. Характеркачания декистола таков,что движениевперед осуществляетсяплавно, а возвратное— резко. Этимобеспечиваетсянепрерывноепоступательноедвижение зеренвдоль нарифлений(планок). Небольшойпоперечныйнаклон столаи боковая подачаводы вызываетснос болеелегких зерен,в результатечего на столеобразуетсявеер продуктов.

Накороткой разгрузочнойстороне столасобираютсяболее тяжёлыезёрна, а на длинной– лёгкие. Расставляяпод кромкамистола приемники,можно собратьв них различныечасти веера.

Разделениепроб россыпейна винтовыхсепараторах

Длявыделениятяжелой фракции из проб россыпей удобны винтовые сепараторы. Лабораторная модель винтового сепаратора(из комплектаполевой обогатительнойлабораторииПОЛМ) показанана рис. 18. В воронкузагружаетсянавеска, размешаннаяс водой.

Выделениеполосы минераловтяжёлой фракцииначинаетсяв конце первого,начале второговитка (у сепаратора«ПОЛМ» — четыревитка). Выгрузкафракции осуществляетсячерез отверстиев дне желоба (на рис. 19 перекрыторезиновойпробкой), алёгкой- на сливе с желоба.

Разделениев тяжёлых жидкостях

Общиесведения. Разделениеминералов втяжелых жидкостях(в тех случаях,когда оно оказываетсявыполнимым)отличаетсяот всех другихметодов разделения,применяемыхпри выделениимономинеральныхфракций, высокойэффективностьюразделения,чистотой получаемыхфракций, сравнительнойпростотойи несложнойаппаратурой.

Всвязи с дороговизнойприменяемыхв этом методетяжелых жидкостейсчитается, чтоминералы следуетподвергатьразделениюна доводочнойстадии, когдаосновная массаненужных минераловуже удаленаиз пробы, илив том случае,когда другиеметоды разделенияне дают эффекта.

Разделениеминералов втяжелых жидкостяхпроизводитсяпо их удельнымвесам. Минералытяжелее жидкоститонут, а болеелегкие всплывают.Практическив результатеразделениянавески в тяжелойжидкости получаютдва продукта— всплывшуюи потонувшуюфракции. Однакоиногда небольшаячасть зереннавески имеетудельный вес,равный удельномувесу жидкости,в результатечего эти зернаравномернораспределяютсяпо всему объемужидкости ичастично загрязняютпотонувшуюи всплывшуюфракции. Количествоэтой третьейфракции в большинствеслучаев настольконезначительно,что при подсчетерезультатовразделенияим пренебрегают.

Взависимостиот вязкостижидкости, размераи удельноговеса зеренразделениепроисходитс той или инойскоростью. Чемвыше скоростьоседания (всплывания)частиц в жидкости,тем быстреепроисходитразделение.Скорость осаждениязерен в тяжелыхжидкостях прямопропорциональнаразности междуудельным весомзерна и жидкости,силе, под действиемкоторой происходитосаждение, иобратно пропорциональнавязкости жидкости:

В зависимостиот размеразерен, разностив удельныхвесах жидкостии разделяемыхминералов, атакже вязкостижидкости применяютразделениепростым отстаиванием(в стаканах,делительныхворонках и т.д.) и центрифугальноеразделение(в периодическии полунепрерывнодействующихцентрифугах).

Тяжелыежидкости,используемыедля разделения.Набор тяжелыхжидкостей,которые могутбыть использованыв работе, довольнообширен, однакопрактическоеприменениев лабораторныхусловиях получилитолько некоторыеиз них. Все онив большей илименьшей степениядовиты.

Разделениев микропаннере

Длявыделениямономинеральныхфракций изнавесок малоговеса Л. Д. Мюллеромбыл предложенмикропаннер,представляющийсобою модификациюконцентрированногостола, у которогодека свободнаот нарифленийи имеет V-образноесечение (рис.30). Дека закрепленахомутикамина вале, вдолькоторого онавибрирует отспециальногоприводногоустройства.

Выделениеминералов вмагнитном поле

Общие сведения

В минералогиивсе минералыпо их магнитнымсвойствампринято делитьна четыре группы:сильномагнитные,притягивающиесяобычным постоянныммагнитом;среднемагнитные,отделяющиесяэлектромагнитомпри небольшойсиле тока;слабомагнитные,отделяющиесяэлектромагнитомпри большойсиле тока, инемагнитные(табл. 10).

Дляразделенияминералов помагнитнымсвойствамприменяютсяпростые магниты,универсальныепостоянныемагниты системыСочнева, электромагнитысистемы Окунева,типа БИТ и магнитныесепараторы.

Простейшиеконструкциимагнитов

Универсальныймагнит А. Я. Сочневамарки С-5 (рис.31) имеет четырерабочих зоны(полюса) и позволяетвыделять четыремагнитные фракции: сильномагнитную (магнетитовую),среднемагнитную(ильменитовую),слабомагнитную(гранат-вольфрамитовую)и очень слабомагнитную (монацитовую).

Для разделенияминералов ихрассыпаюттонким слоемна стекле ипоочереднокаждым полюсом,начиная отсамого слабого,выделяют минералыразличнойвосприимчивости.

О. В. Щербакпредложилконструкциюпостоянногомагнита иэлектромагнита,где примененовращениемногополюсныхпостоянныхмагнитов илинаконечниковна сердечникахэлектромагнита относительно неподвижного распределительного устройства «улитки», укрепленной на основании магнита. Смесь минералов и магнитнаяфракция двигаютсяпо двум изолированнымканалам, которыеобразуютсяв полости улиткитонкой перегородкой.При движениисмеси минераловот бункерамагнитныеминералыпритягиваютсязубцами магнитак внутреннейстенке улиткии поднимаютсявверх по кругу,перемещаясьв сторону выходногоканала. Приэтом происходити одновременнаяочистка минералов.

По даннымавторов, магнитнаяфракция выделяетсяиз смеси практическиполностью, имагнит в силунепрерывностидействия являетсявысокопроизводительным.

Ленточные ироликовыесепараторы

Магнитнаясепарация влабораторияхможет проводитьсямеханическина сепараторахразличнойконструкции.Ленточныйлабораторныйсепараторприспособлендля разделениямелкозернистогоматериала.

Более удобенроликовыйэлектромагнитныйсепаратор,образует магнитноеполе напряженностьюдо 12 тыс. э. Онможет бытьиспользовандля разделенияслабомагнитныхминералов.

Специальныеприемы магнитнойсепарации иэлектрохимическаясепарация

Методпрокаливания.Прокаливаниев окислительныхили восстановительныхусловиях можетизменять магнитнуюпроницаемостьнекоторыхжелезосодержащихминералов ив комбинациис магнитнойи электромагнитнойсепарациейспособствоватьих выделению в мономинеральные фракции.

Электрохимически– магнитнаяи электрохимическаясепарацияминераловприменяютсяв тех случаях,когда удельныевеса минераловслишком высокидля разделенияв тяжелых жидкостях.

Эти методысепарацииминераловоснованы наразличииэлектропроводностиминералов.Минералы поспособностипроводитьэлектрическийток условноделятся на тригруппы: непроводники,полупроводникии проводники(табл. 13). Величиныудельногосопротивлениядаже у одногои того же минераламогут значительноколебатьсяв зависимостиот примесей(железо, марганеци др.).

Методэлектрохимически-магнитногоразделениянепроводящихминералов отминералов-проводниковпредложен X. С.Вин-центом. Наповерхностиминералов-проводниковэлектрохимическимметодом наноситсяжелезная пленка,придающаяминераламмагнитныесвойства, благодарячему их можнооттянуть магнитом.

Выделениесияьномагнитныхминералов вбегущем магнитномполе

было предложеноВ. И. Кармазиными В. В. Крутий.С. С. Лапинымна этом же принципебыл сконструировангидромагнитофугальныйанализатордля магнетитовыхпроб.

Названиеприбора обусловилосочетаниемокрой магнитнойсепарации сцентрифугальнымсгущением еёпродуктов.

Флотационноеразделениеминералов

Общие сведения

Разделениеминеральныхсмесей флотационнымметодом происходитв результатепреимущественногоперехода в пенуодних минералов(плохо смачиваемых),с оставлениемв подпенномпродукте других (хорошо смачиваемых).

Для успешногопроведенияфлотационногоразделенияминераловнеобходимопользоватьсядостаточнохорошо подобраннымсочетаниемфлотационныхреагентов.

Флотационныереагенты-собирателисоздают илиусиливаютгидрофобность(несмачиваемость)поверхности;их действиеусиливаетсяв присутствииреагентов-активаторов.Флотационныереагенты-подавителисоздают илиусиливают,гидрофильность(смачиваемость)поверхностиминерала.Флотационныереагенты-регуляторыобеспечиваютили усиливаютизбирательноедействие собирателей,подавителейи активаторовна поверхностиразличныхминералов.Наконец,реагенты-пенообразователиоблегчаютсоздание обильнойи достаточноустойчивойпены.

Флотацияосуществляетсяв аппаратахразличнойконструкции,общим признакомкоторых являетсявозможностьсозданияводо-воздушиойсмеси с еепоследующимрасслоениемна пенный инепенный продукты.Во флотационныхмашинах, описываемыхниже, имеетсявращающийсяимпеллер,засасывающийвоздух в пульпу.К воздушнымпузырькамприлипаютгидрофобизирован-ныесоответствующимиреагентамиминеральныезерна. Ониподымаютсяпузырькамина поверхностьванны, где образуетсяпена, снимаемаяпо мере накопления.

При флотационномразделенииминеральныхсмесей могутбыть достигнутыдостаточновысокие - количественныепоказателиразделенияминералов. Этоотносится неко всем возможнымв практикеминералогическогоанализа случаям.

До последнеговремени флотациямало применяетсядля выделениямономинеральныхфракций; еевозможностиоценены геологаминедостаточнополно. В качественаиболее яркогопримера преимуществфлотационногометода упомянемо выделениислюды из гранитовфлотацией среагентамиИМ-11 или АНП, когдаудается простымприемом выделитьслюду в достаточночистый продуктв самом началеобработкипробы. Выделениеталька, молибденитаи ряда другихминералов,осуществляемоефлотациейдостаточноселективно,заставляетсчитать этотметод выделениямономинеральных фракций исключительно перспективным.

Флотационныемашины серийноговыпуска

Наиболеестарой конструкциейявляется камерас разделенными по вертикали агитационными и отстойными отделениями.

Флотационнаямашина (ФЛ) стакой камеройв исполнениизавода «Геоприборцветмет» показана нарис. 40. Она состоитиз камеры 1, вкоторой вращаетсяимпеллер 2,укрепленныйна валу 5, в подшипниках6 и стойке 3. Креплениекамеры к стойкеосуществляетсявинтом 4. Перегородкане доходит додна.

Вращениемешалки в камереосуществляетсяременным приводомот мотора 8 черезступенчатыешкивы 7 и 9 и блоки10. Направлениевращения подбираетсяс таким расчетом,чтобы обеспечитьциркуляциюпульпы по часовойстрелке. Приэтом пульпаиз отстойной камеры, опускаясь вниз, проходитчерез нижнюющель, насыщаетсявоздухом вагитационномотделении ивыбрасываетсяв отстойноеотделение черезверхнюю щельпод козырьком.Воздушныепузырьки образуютслой пены, которыйпо мере образованияснимаетсяскребком. Козырекслужит для предохранения пены от разрушения струей пульпы.

Основные факторы,определяющие

результатыфлотационногоразделения

1. Гранулометрическаяхарактеристикаматериала. Чем более раскрытызерна минераловв навеске, темболее высокиколичественныеи качественныерезультатыразделения.Однако улучшениераскрытияминераловне следуетпроизводитьза счет переизмельчения.

2. Реагентныйрежим являетсянаиболее важнымфактором, влияющимна результатыфлотации. Дляразделениякаждой даннойсмеси минеральныхзерен долженприменятьсясвой реагентныйрежим (наборфлотореагентов,количествои порядок ихдозировки, атакже время,необходимоедля перемешиванияпульпы с реагентами).

3. Важным условиемуспешногоразделенияминералов вомногих случаяхявляется поддержаниеопределеннойщелочности(кислотности)пульпы, характеризуемойвеличиной рН.

4. Плотностьпульпы необходимоподдерживатьв интервале25—30% твердогопродукта, хотяв ряде случаеви более разжиженныепульпы могутдать хорошиерезультаты.

5. Аэрацияпульпы (насыщениепульпы воздухом)в ряде случаевможет значительноповлиять нарезультатыфлотации. Некоторыеминералы длясвоей флотациитребуют повышеннойаэрации пульпы,но такой минерал,как ильменит,наоборот, требуетинтенсивногоперемешиваниябез повышенногозасоса воздуха.

6. Время флотациидля различныхреагентныхрежимов и флотируемыхминераловразлично иколеблетсяот 3 до 30 мин иболее. Чрезвычайноважно в ходефлотацибнногоопыта последовательнособирать пенув различныеприемники,поскольку, какправило, качествопенного продуктаменяется вовремени. Последующимпросмотромпод бинокуляромопределяют,какие частимогут бытьобъединены.

Использованиеизбирательнойрастворимости

минералов вразличныхреактивах

для выделениямономинеральныхфракций

Притесном прорастанииодного минералав другом, еслимеханическимиметодами разделитьих не удается,а растворимостьэтих минераловв различныхкислотах илищелочах различна,один из минераловсмеси можнополучить вчистом виде,растворив вседругие. Растворимостьзависит отприроды минералаи растворителя.Она обычноповышаетсяпри повышениитемпературы.

На разложениеминерала кислотамибольшое влияниеоказываетсостояниеполучающихсяв результатереакции продуктов.

Разложениеидет особеннохорошо в случаеобразованиягазообразнойфазы (H2S, СО2, Сl2 идр.) и легкорастворимойсоли металла(хлорида, сульфатаи т. п.). Наоборот,появление вкачествеконечногопродуктатруднорастворимойсоли сильнозатрудняетреакцию разложения.Выпадая в видетвердой фазы,осадок покрываетминерал труднорастворимойпленкой и изолируетего от дальнейшегодействия реагента.

Нередкопроисходитчастичноеразложениеминераласопровождающеесяодновременнымвыпадениемновообразованияв виде труднорастворимогоосадка

(например:SiO2,РbС12, WO3 и др.), частов коллоидномсостоянии.

Для избирательногоразложенияминералов можноиспользоватьсильные кислотыкак в чистомвиде, так и ввиде смесей,а также сильныещёлочи.

Электрическиеметоды

Электростатическаясепарация

При электростатической сепарации минералы разделяютсяв зависимостиот их проводимости Механизмсепарации можнопредставитьсебе следующимобразом. Всеминералы вэлектростатическомполе поляризуютсяи притягиваютсяк электроду.Частицы непроводящихминераловосаждаютсяна электроде,а частицы проводящих— передают свойзаряд электроду,заряжаютсяодноименнос электродоми отталкиваютсяот него. Еслисмесь минеральныхзерен загружаетсяв сепараторв пространствомежду двумяэлектродами,ближе к одномуиз них, выполненномув виде вращающегосяметаллическогобарабана, тонепроводящиеминералы увлекаютсяповерхностьюбарабана имогут собиратьсяв отдельныйприемник, еслиих счищать сэтой поверхности,а проводящие— отталкиваютсяот барабанаи улавливаютсяв другой приемник.Подставивмежду этимидвумя крайнимиприемникаминесколькодругих, можнополучить фракцииминералов сосреднимихарактеристикамипроводимости.

На проводимость минералов влияют и различные примеси. Поэтомуодни и те жеминералы, полученныес разных месторождений,а иногда и сразличныхучастков одногои того же месторождения,могут вестисебя при электрическойсепарациипо-разному.

Диэлектрическаясепарация

Диэлектрическаяпроницаемостьявляется однойиз важных физическихконстант минералов,не проводящихэлектрическоготока.

Принципразделенияминералов подиэлектрическойпроницаемостизаключаетсяв следующем.В сосуд наливаютжидкость сдиэлектрическойпроницаемостью( ε ), равной среднейвеличинепроницаемостиразделяемыхминералов.Затем в этотсосуд засыпаютсмесь минералови вставляютэлектроды,вмонтированныев эбонитовыйпатрон. Концыэлектродовприсоединенык вторичнойобмотке трансформаторас переменнымнапряжением.При прохождениитока минералыс высшей диэлектрическойпроницаемостьюотталкиваютсяк электродам,а минералы снизшей диэлектрическойпроницаемостьюотталкиваютсяот них. Возникающаясила притяженияили отталкиванияравна:

где εср и εм— диэлектрическая проницаемостьсреды (жидкости) и минерала;

Е — напряженностьэлектрическоготока;

dE/dl – градиентего измененияпо длине l;

r – размер зерна.

Разделениеминералов поформе зерен

и трению, обеспыливаниеасбестов

Смесь зерен,резко отличающихсяпо форме, можноразделить наспециальныхгрохотах. Различаютпластинчатую,продолговатую,угловатую иокругленнуюформу зерен.

Зерна минераловв зависимостиот их формыведут себя припросеиваниипо-разному.

Для лучшегоразделенияна грохотеотверстиямна ситах придаютособую форму,например, щелевидную,овальную,ромбическуюи т. д.

Разделениезерен по формеможет бытьхорошо выполненои на вибрирующихнаклонныхплоскостях.Хотя на виброплоскостиразделениепроисходитглавным образомпо различиюв коэффициентахтрения разныхминералов, вряде случаевтакие плоскиезерна, как услюды, хорошоотделяютсяот более округлыхзерен минеральныхпримесей. Разделениеведется всухую.Эффективностьразделениязерен на виброплоскостиувеличивается,если плоскиезерна обладаютбольшим коэффициентомтрения о поверхностьплоскости, чемокруглые.

Разделениеминералов налипких поверхностях

Г. А. Коц и Е.В. Рожкова предложилиметод центробежной сепарации минералов на липких поверхностях, который в рядеслучаев обеспечиваетвысокую избирательностьразделениядля мелких идаже мельчайшихфракций. Этотметод основанна различияхв смачиваемости минералов водой. Извлечениеобус- ловливаетсяизбирательнымзакреплениемзерен на неподвижнойлипкой поверхности.Соприкосновениезерен минераловс липкой поверхностьюосуществляется под действием центробежныхсил, величинакоторых значительнопревышает силытяжести обрабатываемого зерна. Процесс сепарации зависит от состава мази,температурыводы и скоростивращения импеллера,а также от рядаиспользуемыхпри флотацииприемов: применениереагентов-чсобирателей,депрессоров,регуляторови др. Простейший прибор для сепарации на липких поверхностях(рис. 60) состоитиз фарфоровогостакана емкостью100 см3, внутренняяповерхностькоторого покрыталипкой мазью.В стакане с помощью укрепленногона штативемотора вращаетсявал с импеллером.Мазь наноситсяна дно и стенкистакана в расплавленном состоянии медленным вращениемпоследнегов наклонномположении споследующимсливаниемизбытка мазив другой сосуд.Стакан заполняетсяводой и устанавливаетсяв чашке с плоскимдном.

Навеска руды(500—1000 мг), предварительноувлажненная,засыпаетсячерез загрузочнуюворонку в стаканпри вращенииимпеллера. Вслучае необходимостив стакан одновременнодобавляютсяфлотационныереагенты,воздействующиена смачиваемостьминераловводой. После1—2 мин агитацииплохо смачиваемыйводой концентратприлипает кодну и к стенкамстакана.

Не прилипшиечастицы (хвостыопыта) вымываютсяиз стаканав подставленнуючашку. Послеокончания опытасодержаниестакана сливаютв ту же чашкус хвостамиопыта. Стаканнагревают длярасплавлениямази, при этомбольшая частьзерен оседаетна дно. Затемжидкую мазьсливают в сосудчерез сито 74мк. Оставшиесяв стакане и насетке зернаминераловобезжиривают растворителями (эфир или бензин).

Доводка мономинеральныхфракций

Доводкамономинеральныхфракций осуществляетсяотбором зерен-примесейпод бинокуляром.Отбор зеренпод бинокуляромможет обеспечитьполучениенавески, содержащейдо 98—100% одногоминерала.Существеннымнедостаткомэтой операцииявляется ее низкая производительность,это очень кропотливаяи малопроизводительнаяоперация.

Для отбораматериалпредварительнорассеиваетсяна узкие классы.

Для ускоренияотбора подбинокуляромиспользуюттрубочки-ловушки.

Для зеренразличныхклассов крупностиподбираюткапиллярныенаконечникиразличногодиаметра. Есливстречаютсяслучайныезерна, не влезающиев данный капилляр,то их простовакуумом притягиваютк нему и выносятв сторону.Эффективностьотбора подбинокуляромвозрастаетс увеличениемразмера зерен.Отбор становитсясовсем малоэффективнымдля классовменее 50 мк. Внекоторыхслучаях возникаетнеобходимостьв перечисткеотобраннойфракции повторнойоперацией, чтоснижает производительность.

Роль и характерминералогическиханализов привыделениимономинеральныхфракций

При выделениимономинеральнойфракции изпробы горноймассы необходимоубедиться, чтонужный минералприсутствуетв пробе; необходимотакже в ходевыделенияконтролироватьраспределениеэтого минералапо продуктамобогащения.

Химическиеи спектральныеанализы невсегда обеспечиваютполучениенеобходимыхданных вовремя.Зачастую длительностьэтих видованализов исключаетвозможностьих использованиядля контроляопераций разделения,особенно приналадке разделительногоаппарата, когданеобходимосразу иметьданные о качествеполучаемыхпродуктов.

Наиболееприемлемымвидом анализадля наших целейявляютсякачественныеи количественныеминералогическиеопределения.

Минералогическиеанализы должныпредшествоватьвыделениюмономинеральныхфракций. Напредварительнойстадии из характерныхобразцов пробыизготовляютсяпрозрачныеи непрозрачныешлифы. Просмотромэтих шлифовустанавливаютналичие в пробетех или иныхминералов,характервкрапленностирудных минералови степень ихвзаимногосрастания. Входе макроскопическогопросмотраобразцов и приизучении шлифовпод микроскопомможет быть вобщих чертахопределенасхема подготовкипробы к обогащениюи намечен порядокобработкипробы различнымиразделительнымиметодами.

В некоторыхслучаях ужена стадиипредварительныхминералогическиханализов можетбыть выявленабесполезностьобогатительнойобработки пробыдля получениямономинеральнойфракции. Признакаминевозможностивыделениячистого минералаявляются:

а) эмульсионная вкрапленность минерала, исключающая его раскрытиев ходе дробленияи измельчения;

б) взаимноетонкое прорастаниеминералов, например, сульфидовдруг в друге;в этом случаеречь может идтио полученииколлективногосульфидного концентрата, а не отдельных минералов, илиже о примененииизбирательногорастворенияв кислотахили щелочах;

в) широкоеразвитие вторичныхпроцессов,изменившихпервоначальныйхарактер строенияи состава минерала:выветрелость,глубоко прошедшееповерхностноеокисление ит. д.; особенноподверженывторичнымпроцессам такиеминералы, какмолибденит(повеллитизация)и другие сульфиды,кальциевыесиликаты (карбонатизация) и т. д.

Заключение

Техникавыделениямономинеральныхфракций непрерывносовершенствуется.Описанные вышеметоды и аппаратура,применяемаядля этих целей,еще не являютсядостаточносовершеннымидля выделенияминералов излюбой их смеси.Особые затруднения,которые покане могут бытьпреодоленыиспользованиемчисто механическихметодов, возникаютпри выделениитонкозернистыхминералов. Дляэтих случаевостается приемлемойтолько методикаизбирательногорастворенияотдельныхминералов.Однако не всегдаудается подобратьизбирательнодействующийреактив. Труднопреодолимойостается проблемаполучениясовершенночистых минералов,хотя в рядеслучаев приизучениивещественногосостава именнок этому стремитсяисследователь.Для окончательнойочистки мономинеральнойфракции частоприходитсяприбегать (назаключительнойстадии работы)к отбору постороннихзерен подбинокуляром.Эта операцияочень трудоемкаяи утомительная,даже если приэтом используютсятакие приспособления,как специальныетрубочки-ловушки.

Задачейисследователей,работающихнад усовершенствованиемметодов выделениямономинеральныхфракций, с моейточки зрения,является разработкаспособов тщательнойочистки выделяемогоминерала отзерен-примесей,способов, эффективныхне только сточки зрениякачества получаемогопродукта, нои с точки зрениябыстроты инаибольшеймеханизацииоперации. Важнымиостаются работыпо изысканиюизбирательныхрастворителей,поскольку онимогут значительноснизить нижнийпредел крупностизерен минералов,выделяемыхв настоящеевремя в мономинеральныефракции.

На существующемуровне наиболееперспективной,по моему мнению,является методикавыделенияминералов изих смеси в тяжелыхжидкостях спомощью центрифуг.Вместе с темздесь мы сталкиваемсяс рядом неясныхвопросов. Преждевсего следуетотметить отсутствиедостаточнодешевых и неядовитыхжидкостей сбольшим удельнымвесом (более3,5).

Сделано ещедалеко не всевозможное длясоздания мощныхэлектромагнитныхсепараторов,производительностьюв несколькокилограммовнавески в часс тонкой регулировкоймагнитногополя при напряженностипоследнегодо 20 тыс. э и более.

Лабораториивыделениямономинеральныхфракций нуждаютсяв достаточнопроизводительномоборудованиидля сухогоизмельчения.

Следуетполагать, чтоотмеченныенедостаткив самое ближайшеевремя будутустранены, ироссийскаягеологическаянаука, по правуявляющаясяведущей в мире,получит возможностьсделать ещеодин шаг впередв деле комплексногоизучения полезныхископаемыхнашей Родины.

Список литературы

1. Г. С. Бергер,И. А. Ефимов «Методывыделениямономинеральныхфракций» Москва1963г.

2. «Методыминералогическихисследований»- Справочникпод редакциейГинзбург А. И.Москва 1985г.

3. www.scgis.ru

Министерствовысшего образованияРоссийскойФедерации

Воронежскийгосударственныйуниверситет

Геологическийфакультет

Кафедраминералогиии петрологии

КУРСОВАЯРАБОТА ПО МИНЕРАЛОГИИ

Тема:

«Методывыделениямономинеральныхфракций»

Выполнил: ВеретенниковД. А.

Руководитель:Буковшин В. В.

ВОРОНЕЖ 2004

Методы выделения мономинеральных фракций

Введение.

Подготовкапроб к выделениюмономинеральныхфракций.

Дробление

Измелчение

Отмучивание(обесшламливание)и выделениемонодисперсныхфракций

Выделениеминералов поудельному весу

Отсадка

Концентрацияна столах

Разделениепроб россыпейна винтовыхсепараторах

Разделениев тяжёлых жидкостях

Разделениев микропаннере

Выделениеминералов вмагнитном поле

Общие сведения

Простейшиеконструкциимагнитов

Ленточные ироликовыесепараторы

Специальныеприемы магнитнойсепарации иэлектрохимическаясепарация

Флотационноеразделениеминералов

Общие сведения

Флотационныемашины серийноговыпуска

Основные факторы,определяющие

результатыфлотационногоразделения

Использованиеизбирательнойрастворимости

минералов вразличныхреактивах

для выделениямономинеральныхфракций

Электрическиеметоды

Электростатическаясепарация

Диэлектрическаясепарация

Разделениеминералов поформе зерен

и трению, обеспыливаниеасбестов

Разделениеминералов налипких поверхностях

Доводка мономинеральныхфракций

Роль и характерминералогическиханализов привыделениимономинеральныхфракций

Заключение

Список литературы