Elektrische behandeling van mineralen, elektrische scheiding

Elektrische verrijking van mineralen - scheiding van waardevolle componenten uit afvalgesteente, gebaseerd op de actie van een elektricien, een veld op hun deeltjes, die verschillen in elektrofysische eigenschappen. Elektrische scheidingsmethoden worden gebruikt voor verrijking.

Hiervan zijn de meest toepasbare methoden gebaseerd op de verschillen in elektrische geleidbaarheid, in het vermogen om elektrische ladingen op te nemen bij contact en wrijving, en in de diëlektrische constanten van de gescheiden mineralen. Het gebruik van unipolaire geleiding, pyro-elektrische, piëzo-elektrische en andere verschijnselen kan alleen in bepaalde gevallen effectief zijn.

Geleidbaarheidsverrijking is succesvol als de componenten van het mineraalmengsel aanzienlijk verschillen in geleidbaarheid.

Kenmerken van de mogelijkheid van elektrische scheiding van mineralen en gesteenten door elektrische geleidbaarheid (volgens N.F. Olofinsky)

1. Goede geleider 2. Halfgeleider 3.Slecht geleidend Antraciet Antimoniet Diamant Magnesiet Arsenopyriet Bauxiet Albiet Monaziet Galena Storm IJzererts Anoriet Muscoviet Hemafiet Bismut Glans Apatiet Nepheline Goud Wolframiet Baddeiliet Olivijn Ilmeniet Granaat (ijzerhoudend) Bariet Hoornblende Coveline Gubneriet Bastnesiet Zwavel Columbiet Kaoliniet Beryl Sillimant Magnetiet Cassiteriet Biotiet Spodumene Magnetisch Cinnaber Valostanite Stavrolith Pyriet Korund Hyperstheen Toermalijn Pyrolusiet Limoniet Gpis Fluoriet Pyrrhotiet Sideriet Granaatappel (licht) Celestijn (licht ijzer) Platina Smithsoniet Calciet Scheeliet Rutiel Sfaleriet Steenzout Spinel Zilver Wolfraam Carnaliet Epidoot Tantaliet Faialiet Kwarts Tetraëdert Chromiet Kyaniet Titanomagnetiet Zirkoon (hoog ijzergehalte) Xenotime Chalcosine Chalcopyriet

De eerste en tweede groep zijn goed gescheiden van de derde. De leden van de 1e groep zijn iets moeilijker te scheiden dan de 2e. Het is vrijwel onmogelijk om Groep 2-mineralen te scheiden van Groep 3 of dezelfde groep op basis van alleen natuurlijke verschillen in elektrische geleidbaarheid.

In dit geval wordt een speciale voorbereiding van materialen gebruikt om de verschillen in hun elektrische geleidbaarheid kunstmatig te vergroten. De meest gebruikelijke bereidingsmethode is het wijzigen van het oppervlaktevochtgehalte van de mineralen.

De belangrijkste factor die de totale elektrische geleidbaarheid van deeltjes van niet-geleidende en halfgeleidende mineralen bepaalt, is hun oppervlakte geleidbaarheid... Aangezien de atmosferische lucht daarom de hoeveelheid vocht bevat, heeft de laatste geadsorbeerd op het oppervlak van de korrels een sterke invloed op de waarde van hun elektrische geleidbaarheid.

Door de hoeveelheid geadsorbeerd vocht aan te passen, kan het elektrische scheidingsproces worden gecontroleerd. In dit geval zijn drie hoofdgevallen mogelijk:

• de intrinsieke geleidbaarheid van de twee mineralen in droge lucht is verschillend (ze verschillen met twee orden van grootte of meer), maar door de adsorptie van vocht in lucht met normale vochtigheid verdwijnt het verschil in elektrische geleidbaarheid;
• mineralen hebben vergelijkbare inherente elektrische geleidbaarheid, maar vanwege de ongelijke mate van hydrofobiciteit van hun oppervlakken verschijnen wezens in vochtige lucht, het verschil in geleidbaarheid;
• geleidbaarheid is dichtbij en verandert niet met veranderende vochtigheid.

In het eerste geval moet de elektrische scheiding van het mineraalmengsel in droge lucht of na voordroging worden uitgevoerd. Tegelijkertijd is, om de constantheid van de geleidbaarheid van het oppervlak te behouden, gedurende een korte tijd alleen de droogheid van het oppervlak van de deeltjes nodig, hun eigen interne vochtigheid van de wezens doet er niet toe.

In het tweede geval is bevochtiging nodig om de elektrische geleidbaarheid van een meer hydrofiel mineraal te verhogen. De beste resultaten worden bereikt door het materiaal vast te houden en los te laten in een geconditioneerde atmosfeer met optimale luchtvochtigheid.

In het derde geval is het noodzakelijk om de mate van hydrofobiciteit van een van de mineralen kunstmatig te veranderen (het meest effectief - door reagensbehandeling met oppervlakteactieve stof).

Mineralen kunnen worden behandeld met organische reagentia die selectief op hun oppervlak zijn gefixeerd - hydrofoob makende middelen, anorganische reagentia die het oppervlak van het mineraal hydrofiel kunnen maken, en een combinatie van deze reagentia (in dit geval kunnen de anorganische reagentia de rol spelen van regulatoren die de de fixatie van organische reagentia).

Bij het kiezen van een behandelingsregime met oppervlakteactieve stoffen is het raadzaam om gebruik te maken van de uitgebreide ervaring met de flotatie van vergelijkbare mineralen. Als het gescheiden paar een nauwe intrinsieke elektrische geleidbaarheid heeft en er geen mogelijkheid is om selectief de mate van hydrofobiciteit van hun oppervlak te veranderen door behandeling met oppervlakteactieve stoffen, dan kunnen chemische of thermische behandeling of bestraling worden gebruikt als bereidingsmethoden.

De eerste bestaat uit de vorming van een film van een nieuwe substantie op het oppervlak van de mineralen - een product van een chemische reactie. Bij het kiezen van reagentia voor chemische behandeling (vloeibaar of gasvormig), worden de reacties bekend uit de analytische chemie of mineralogie, kenmerkend voor deze mineralen, gebruikt: bijvoorbeeld voor de behandeling van silicaatmineralen - blootstelling aan waterstoffluoride, voor de bereiding van sulfiden - de processen van sulfidisatie met elementaire zwavel, behandeling met koperzouten, enz.

Het tegenovergestelde is vaak het geval wanneer oppervlaktefilms van verschillende soorten formaties verschijnen op het oppervlak van mineralen tijdens het proces van secundaire veranderingen, die moeten worden schoongemaakt voordat ze worden gescheiden. Reiniging gebeurt door mechanische methoden (desintegratie, schrobben) of ook door chemische methoden.

Tijdens warmtebehandeling kan het verschil in elektrische geleidbaarheid worden bereikt door ongelijke veranderingen in de geleidbaarheid van mineralen tijdens verhitting, tijdens reductie- of oxidatiebranden en door andere effecten te gebruiken.

De geleidbaarheid van sommige mineralen kan worden veranderd door ultraviolette, infrarode, röntgen- of radioactieve stralen (zie Soorten elektromagnetische straling).

Elektrische verrijking van mineralen, gebaseerd op het vermogen van mineralen om bij contact of wrijving elektrische ladingen van verschillend teken of grootte op te nemen, wordt vaak gebruikt om mineralen met halfgeleidende of niet-geleidende eigenschappen te scheiden.

Het maximale verschil in de grootte van de ladingen van de gescheiden mineralen wordt bereikt door de keuze van het materiaal waarmee ze in contact komen, evenals veranderingen in de aard van de beweging van het mineraalmengsel tijdens het laden (trillingen, intensief slijpen en scheiding).

De elektrische eigenschappen van minerale oppervlakken kunnen op grote schaal worden gecontroleerd door de hierboven beschreven methoden.

Voorbereidende handelingen zijn meestal het drogen van het materiaal, een nauwe classificatie van de grootte en het ontstoffen.

Voor de elektroverrijking van materiaal met een deeltjesgrootte kleiner dan 0,15 mm is het triboadhesieve scheidingsproces veelbelovend.

Elektrische scheiding op basis van verschillen in diëlektrische constante mineralen worden veel gebruikt in de praktijk van mineralogische analyse.

Voor de elektrische scheiding van mineralen worden elektrische scheiders in de meest uiteenlopende typen en uitvoeringen gebruikt.

Scheiders voor granulaire materialen:

• Kroon (trommel, kamer, buisvormig, riem, transportband, plaat);
• Elektrostatisch (drum, kamer, tape, cascade, plaat);
• Gecombineerd: corona-elektrostatisch, corona-magnetisch, triboadhesief (drum).

Stofafscheiders:

• Kroon (kamer met bovenste en onderste voeding, buisvormig);
• Gecombineerd: corona-elektrostatisch, corona-magnetisch, triboadhesief (kamer, schijf, trommel).

Hun keuze wordt bepaald door het verschil in de elektrofysische eigenschappen van de materialen, die moeten worden gescheiden door de grootte van hun deeltjes, evenals door de eigenaardigheden van de samenstelling van het materiaal (deeltjesvorm, soortelijk gewicht, enz.).

De elektrische verrijking van mineralen wordt gekenmerkt door een economisch en hoog rendement van het proces, daarom wordt het steeds vaker gebruikt.

De belangrijkste mineralen en materialen verwerkt met behulp van elektrische verrijkingsmethoden:

• Slurries en complexe concentraten van ertsafzettingen — selectieve afwerking van concentraten en complexe concentraten die goud, platina, cassiteriet, wolframiet, monaziet, zirkoon, rutiel en andere waardevolle componenten bevatten;
• Diamanthoudende ertsen - verrijking van ertsen en primaire concentraten, afwerking van bulkconcentraten, regeneratie van diamanthoudend afval;
• Titanomagnetiet-ertsen - verrijking van ertsen, tussenmateriaal en residuen;
• IJzererts - verrijking van magnetiet en andere soorten ertsen, verkrijgen van diepe concentraten, ontstoffing en classificatie van verschillende industriële producten;
• Mangaan- en chromieterts — verrijking van ertsen, industriële producten en afval van verwerkingsfabrieken, stofverwijdering en classificatie van verschillende producten;
• Tin- en wolfraamerts — verrijking van ertsen, afwerking van niet-standaardproducten;
• Lithiumertsen - verrijking van spodumeen-, tsinwaldiet- en lepidolietertsen;
• Grafiet - verrijking van ertsen, raffinage en classificatie van concentraten van lage kwaliteit;
• Asbest - verrijking van ertsen, industriële producten en afval van verwerkingsinstallaties, stofverwijdering en productclassificatie;
• Keramische grondstoffen — verrijking, classificatie en ontstoffing van veldspaat- en kwartsgesteenten;
• Kaolien, talk — verrijking en scheiding van fijne fracties;
• Zouten - verrijking, classificatie;
• Fosforieten - verrijking, classificatie;
• Bitumineuze steenkool — verrijking, classificatie en ontstoffing van kleine soorten.