טיפול חשמלי במינרלים, הפרדה חשמלית

הטבה חשמלית של מינרלים - הפרדת רכיבים יקרי ערך מסלע פסולת, המבוססת על פעולתו של חשמלאי, שדה על חלקיקיהם, הנבדלים בתכונות האלקטרופיזיקליות. שיטות הפרדה חשמליות משמשות להעשרה.

מבין אלה, הישימות ביותר הן השיטות המבוססות על ההבדלים במוליכות החשמלית, ביכולת לרכוש מטענים חשמליים במגע וחיכוך, ובקבועים הדיאלקטריים של המינרלים המופרדים. השימוש בתופעות הולכה חד-קוטבית, פירואלקטרית, פיזואלקטרית ואחרות יכול להיות יעיל רק במקרים מסוימים.

העשרת מוליכות מצליחה אם מרכיבי תערובת המינרלים שונים באופן משמעותי במוליכות.

מאפיינים של אפשרות הפרדה חשמלית של מינרלים וסלעים על ידי מוליכות חשמלית (לפי נ.פ. אולפינסקי)

1. מוליך טוב 2. מוליך למחצה 3.מוליכות גרועה אנתרציט אנטימון יהלום מגנזיט ארסנופיריט בוקסיט אלביט מונאזיט גלנה סופה עפרות ברזל אנוריט מוסקוביט המפית ביסמוט ברק אפטיט נפלין זהב וולפרמיט באדייליט אוליבין אילמניט נופך (ברזל) באריט הורנבלנדה באסיט קובליין גובנר Biotite Spodumene Magnetic Cinnabar Valostanite Stavro lith Pyrite קורונדום היפרסטן טורמלין פירולוזיט לימוניט Gpis פלואוריט פיררוטיט סידריט רימונים (קל) סלסטין (ברזל קל) פלטינה סמיתסוניט קלציט Scheelite Rutile Sphalerite מלח סלע ספינל כסף טונגסטיט Carnalite Epidote Tantalite Faialite קוורץ Tetrahedrite Chromite ברזל טטרהידריט Chromite Chromite Titan copyrite

הקבוצה הראשונה והשנייה מופרדות היטב מהשלישית. את חברי הקבוצה הראשונה קצת יותר קשה להפריד מהשנייה. כמעט בלתי אפשרי להפריד בין מינרלים מקבוצה 2 מקבוצה 3 או מאותה קבוצה על בסיס שימוש רק בהבדלים טבעיים במוליכות החשמלית.

במקרה זה, הכנה מיוחדת של חומרים משמשת כדי להגדיל באופן מלאכותי את ההבדלים במוליכות החשמלית שלהם. שיטת ההכנה הנפוצה ביותר היא שינוי תכולת הלחות פני השטח של המינרלים.

הגורם העיקרי הקובע את המוליכות החשמלית הכוללת של חלקיקים של מינרלים לא מוליכים ומוליכים למחצה הוא שלהם מוליכות פני השטח... היות והאוויר האטמוספרי מכיל, אם כן, את כמות הלחות, זו האחרונה שנספג על פני הגרגרים, משפיעה בצורה חדה על ערך המוליכות החשמלית שלהם.

על ידי התאמת כמות הלחות הנספגת, ניתן לשלוט בתהליך ההפרדה החשמלית. במקרה זה, שלושה מקרים עיקריים אפשריים:

• המוליכות הפנימית של שני המינרלים באוויר היבש שונות (הן נבדלות בשני סדרי גודל או יותר), אך עקב ספיחת הלחות באוויר עם לחות רגילה, ההבדל במוליכות החשמלית נעלם;
• למינרלים יש מוליכות חשמלית אינהרנטית דומה, אך בשל מידת הידרופוביות הלא אחידה של המשטחים שלהם, יצורים מופיעים באוויר לח, ההבדל במוליכות;
• המוליכות קרובה ואינה משתנה עם משתנה הלחות.

במקרה הראשון, ההפרדה החשמלית של תערובת המינרלים חייבת להתבצע באוויר יבש או לאחר ייבוש ראשוני. יחד עם זאת, על מנת לשמור על קביעות מוליכות פני השטח, לזמן קצר יש צורך רק ביובש פני השטח של החלקיקים, הלחות הפנימית שלהם של היצורים אינה משנה.

במקרה השני, יש צורך בהרטבה כדי להגביר את המוליכות החשמלית של מינרל הידרופילי יותר. התוצאות הטובות ביותר מושגות על ידי החזקת החומר ושחרורו באווירה ממוזגת בלחות אופטימלית.

במקרה השלישי, יש צורך לשנות באופן מלאכותי את מידת ההידרופוביות של אחד המינרלים (היעיל ביותר - על ידי טיפול מגיב עם חומר פעיל שטח).

ניתן לטפל במינרלים באמצעות ריאגנטים אורגניים המקובעים באופן סלקטיבי על פני השטח שלהם - הידרופוביזרים, ריאגנטים אנאורגניים שיכולים להפוך את פני המינרל להידרופיליים, ושילוב של ריאגנטים אלו (במקרה זה, הריאגנטים האנאורגניים יכולים לשחק את התפקיד של מווסתים המשפיעים על קיבוע של ריאגנטים אורגניים).

בבחירת משטר טיפול בחומרים פעילי שטח, רצוי להשתמש בניסיון הרב בהנפת מינרלים דומים. אם לזוג המופרד יש מוליכות חשמלית פנימית קרובה ואין אפשרות לשנות באופן סלקטיבי את מידת ההידרופוביות של פני השטח שלהם על ידי טיפול בחומרי שטח, אזי ניתן להשתמש בטיפול כימי או תרמי או הקרנה כשיטות הכנה.

הראשון מורכב ביצירת סרט של חומר חדש על פני המינרלים - תוצר של תגובה כימית. בבחירת ריאגנטים לטיפול כימי (נוזלי או גזי), נעשה שימוש בתגובות המוכרות מהכימיה האנליטית או המינרלוגיה האופייניות למינרלים אלו: למשל לטיפול במינרלים סיליקטים - חשיפה למימן פלואוריד, להכנת סולפידים - תהליכי הגופרה עם גופרית אלמנטרית, טיפול במלחי נחושת וכו'.

ההפך הוא לעתים קרובות המקרה, כאשר על פני השטח של מינרלים מופיעים סרטי משטח מסוגים שונים של תצורות בתהליך של שינויים משניים, אותם יש לנקות לפני ההפרדה. הניקוי נעשה בשיטות מכניות (פירוק, קרצוף) או גם בשיטות כימיות.

במהלך טיפול בחום, ניתן להשיג את ההבדל במוליכות החשמלית עקב שינויים לא אחידים במוליכות המינרלים במהלך החימום, במהלך ירי הפחתה או חמצון, ובאמצעות שימוש באפקטים אחרים.

המוליכות של מינרלים מסוימים יכולה להשתנות על ידי קרני אולטרה סגול, אינפרא אדום, קרני רנטגן או רדיואקטיביות (ראה סוגי קרינה אלקטרומגנטית).

הטבה חשמלית של מינרלים, המבוססת על יכולתם של מינרלים לרכוש מטענים חשמליים בעלי סימן או גודל שונה במגע או חיכוך, משמשת בדרך כלל להפרדת מינרלים בעלי תכונות מוליכות למחצה או לא מוליכות.

ההבדל המקסימלי בגודל המטענים של המינרלים המופרדים מושג עקב בחירת החומר עמו הם במגע וכן שינויים באופי התנועה של תערובת המינרלים במהלך הטעינה (רעידות, טחינה אינטנסיבית והפרדה).

התכונות החשמליות של משטחים מינרליים ניתנות לשליטה נרחבת על ידי השיטות שתוארו לעיל.

פעולות הכנה הן בדרך כלל ייבוש של החומר, סיווג צר של גודלו וניקוי אבק.

עבור העשרה אלקטרונית של חומר עם גודל חלקיקים של פחות מ 0.15 מ"מ, תהליך ההפרדה triboadhesive הוא מבטיח מאוד.

הפרדה חשמלית על בסיס הבדלים בקבוע דיאלקטרי מינרלים נמצאים בשימוש נרחב בפרקטיקה של ניתוח מינרלוגי.

מפרידים חשמליים ממגוון רחב של סוגים ועיצובים משמשים להפרדה חשמלית של מינרלים.

מפרידים לחומרים גרגירים:

• כתר (תוף, תא, צינורי, חגורה, מסוע, צלחת);
• אלקטרוסטטי (תוף, תא, קלטת, מפל, צלחת);
• משולב: קורונה-אלקטרוסטטי, קורונה-מגנטי, טריבו-דביק (תוף).

קולטי אבק:

• כתר (תא עם הזנה עליונה ותחתונה, צינורי);
• משולב: קורונה-אלקטרוסטטי, קורונה-מגנטי, טריבו-דביק (תא, דיסק, תוף).

הבחירה שלהם נקבעת על ידי ההבדל בתכונות האלקטרופיזיקליות של החומרים, שיש להפריד על ידי גודל החלקיקים שלהם, כמו גם על ידי המוזרויות של הרכב החומר (צורת החלקיקים, משקל סגולי וכו').

ההטבה החשמלית של מינרלים מתאפיינת ביעילות חסכונית וגבוהה של התהליך, ולכן נעשה בו יותר ויותר שימוש.

המינרלים והחומרים העיקריים המעובדים בשיטות הטבה חשמליות:

• תמציות ותרכיזים מורכבים של מרבצי עפרות - גימור סלקטיבי של תרכיזים ותרכיזים מורכבים המכילים זהב, פלטינה, קסיטיריט, וולפרמיט, מונאזיט, זירקון, רוטיל ורכיבים יקרי ערך אחרים;
• עפרות נושאות יהלומים - הטבה של עפרות ותרכיזים ראשוניים, גימור תרכיזים בתפזורת, חידוש פסולת נושאת יהלומים;
• עפרות טיטנומגנטיט - הטבה של עפרות, חומרי ביניים וזנב;
• עפרות ברזל - הטבה של מגנטיט וסוגים אחרים של עפרות, השגת תרכיזים עמוקים, ניקוי אבק וסיווג מוצרים תעשייתיים שונים;
• עפרות מנגן וכרומיט - הטבה של עפרות, מוצרים תעשייתיים ופסולת ממפעלי עיבוד, סילוק אבק וסיווג מוצרים שונים;
• עפרות פח וטונגסטן - הטבה של עפרות, גימור של מוצרים לא סטנדרטיים;
• עפרות ליתיום - הטבה של עפרות ספודומן, צינוולדיט ולפידוליט;
• גרפיט - הטבה של עפרות, זיקוק וסיווג תרכיזים באיכות נמוכה;
• אסבסט - הטבת עפרות, מוצרים תעשייתיים ופסולת ממפעלי עיבוד, פינוי אבק וסיווג מוצרים;
• חומרי גלם קרמיים - הטבה, סיווג וניקוי אבק של סלעי פלד וקוורץ;
• קאולין, טלק - העשרה והפרדה של שברים עדינים;
• מלחים - הטבה, סיווג;
• זרחנים - הטבה, סיווג;
• פחם ביטומני - הטבה, סיווג וניקוי אבק של כיתות קטנות.