[pic]

Разделение в тяжёлых жидкостях

Общие сведения. Разделение минералов в тяжелых жидкостях (в тех случаях, когда оно оказывается выполнимым) отличается от всех других методов разделения, применяемых при выделении мономинеральных фракций, высокой эффективностью разделения, чистотой получаемых фракций, сравнительной простотой и несложной аппаратурой.
В связи с дороговизной применяемых в этом методе тяжелых жидкостей считается, что минералы следует подвергать разделению на доводочной стадии, когда основная масса ненужных минералов уже удалена из пробы, или в том случае, когда другие методы разделения не дают эффекта.
Разделение минералов в тяжелых жидкостях производится по их удельным весам.
Минералы тяжелее жидкости тонут, а более легкие всплывают. Практически в результате разделения навески в тяжелой жидкости получают два продукта — всплывшую и потонувшую фракции. Однако иногда небольшая часть зерен навески имеет удельный вес, равный удельному весу жидкости, в результате чего эти зерна равномерно распределяются по всему объему жидкости и частично загрязняют потонувшую и всплывшую фракции. Количество этой третьей фракции в большинстве случаев настолько незначительно, что при подсчете результатов разделения им пренебрегают.
В зависимости от вязкости жидкости, размера и удельного веса зерен разделение происходит с той или иной скоростью. Чем выше скорость оседания
(всплывания) частиц в жидкости, тем быстрее происходит разделение. Скорость осаждения зерен в тяжелых жидкостях прямо пропорциональна разности между удельным весом зерна и жидкости, силе, под действием которой происходит осаждение, и обратно пропорциональна вязкости жидкости:
[pic]
В зависимости от размера зерен, разности в удельных весах жидкости и разделяемых минералов, а также вязкости жидкости применяют разделение простым отстаиванием (в стаканах, делительных воронках и т. д.) и центрифугальное разделение (в периодически и полунепрерывно действующих центрифугах).
Тяжелые жидкости, используемые для разделения. Набор тяжелых жидкостей, которые могут быть использованы в работе, довольно обширен, однако практическое применение в лабораторных условиях получили только некоторые из них. Все они в большей или меньшей степени ядовиты.

Разделение в микропаннере

Для выделения мономинеральных фракций из навесок малого веса Л. Д. Мюллером был предложен микропаннер, представляющий собою модификацию концентрированного стола, у которого дека свободна от нарифлений и имеет V- образное сечение (рис. 30). Дека закреплена хомутиками на вале, вдоль которого она вибрирует от специального приводного устройства.

[pic]

Выделение минералов в магнитном поле

Общие сведения

В минералогии все минералы по их магнитным свойствам принято делить на четыре группы: сильномагнитные, притягивающиеся обычным постоянным магнитом; среднемагнитные, отделяющиеся электромагнитом при небольшой силе тока; слабомагнитные, отделяющиеся электромагнитом при большой силе тока, и немагнитные (табл. 10).

[pic]

Для разделения минералов по магнитным свойствам применяются простые магниты, универсальные постоянные магниты системы Сочнева, электромагниты системы Окунева, типа БИТ и магнитные сепараторы.

Простейшие конструкции магнитов

Универсальный магнит А. Я. Сочнева марки С-5 (рис. 31) имеет четыре рабочих зоны (полюса) и позволяет выделять четыре магнитные фракции: сильномагнитную (магнетитовую), среднемагнитную (ильменитовую), слабомагнитную (гранат-вольфрамитовую) и очень слабомагнитную
(монацитовую).

[pic]
Для разделения минералов их рассыпают тонким слоем на стекле и поочередно каждым полюсом, начиная от самого слабого, выделяют минералы различной восприимчивости.
О. В. Щербак предложил конструкцию постоянного магнита и электромагнита, где применено вращение многополюсных постоянных магнитов или наконечников на сердечниках электромагнита относительно неподвижного распределительного устройства «улитки», укрепленной на основании магнита. Смесь минералов и магнитная фракция двигаются по двум изолированным каналам, которые образуются в полости улитки тонкой перегородкой. При движении смеси минералов от бункера магнитные минералы притягиваются зубцами магнита к внутренней стенке улитки и поднимаются вверх по кругу, перемещаясь в сторону выходного канала. При этом происходит и одновременная очистка минералов.
По данным авторов, магнитная фракция выделяется из смеси практически полностью, и магнит в силу непрерывности действия является высокопроизводительным.

Ленточные и роликовые сепараторы

Магнитная сепарация в лабораториях может проводиться механически на сепараторах различной конструкции. Ленточный лабораторный сепаратор приспособлен для разделения мелкозернистого материала.
Более удобен роликовый электромагнитный сепаратор, образует магнитное поле напряженностью до 12 тыс. э. Он может быть использован для разделения слабомагнитных минералов.

Специальные приемы магнитной сепарации и электрохимическая сепарация

Метод прокаливания. Прокаливание в окислительных или восстановительных условиях может изменять магнитную проницаемость некоторых железосодержащих минералов и в комбинации с магнитной и электромагнитной сепарацией способствовать их выделению в мономинеральные фракции.
Электрохимически – магнитная и электрохимическая сепарация минералов применяются в тех случаях, когда удельные веса минералов слишком высоки для разделения в тяжелых жидкостях.
Эти методы сепарации минералов основаны на различии электропроводности минералов. Минералы по способности проводить электрический ток условно делятся на три группы: непроводники, полупроводники и проводники (табл.
13). Величины удельного сопротивления даже у одного и того же минерала могут значительно колебаться в зависимости от примесей (железо, марганец и др.).
Метод электрохимически-магнитного разделения непроводящих минералов от минералов-проводников предложен X. С. Вин-центом. На поверхности минералов- проводников электрохимическим методом наносится железная пленка, придающая минералам магнитные свойства, благодаря чему их можно оттянуть магнитом.

[pic]
Выделение сияьномагнитных минералов в бегущем магнитном поле было предложено В. И. Кармазиным и В. В. Крутий. С. С. Лапиным на этом же принципе был сконструирован гидромагнитофугальный анализатор для магнетитовых проб.
Название прибора обусловило сочетание мокрой магнитной сепарации с центрифугальным сгущением её продуктов.

Флотационное разделение минералов

Общие сведения

Разделение минеральных смесей флотационным методом происходит в результате преимущественного перехода в пену одних минералов (плохо смачиваемых), с оставлением в подпенном продукте других (хорошо смачиваемых).
Для успешного проведения флотационного разделения минералов необходимо пользоваться достаточно хорошо подобранным сочетанием флотационных реагентов.
Флотационные реагенты-собиратели создают или усиливают гидрофобность
(несмачиваемость) поверхности; их действие усиливается в присутствии реагентов-активаторов. Флотационные реагенты-подавители создают или усиливают, гидрофильность (смачиваемость) поверхности минерала.
Флотационные реагенты-регуляторы обеспечивают или усиливают избирательное действие собирателей, подавителей и активаторов на поверхности различных минералов. Наконец, реагенты-пенообразователи облегчают создание обильной и достаточно устойчивой пены.
Флотация осуществляется в аппаратах различной конструкции, общим признаком которых является возможность создания водо-воздушиой смеси с ее последующим расслоением на пенный и непенный продукты. Во флотационных машинах, описываемых ниже, имеется вращающийся импеллер, засасывающий воздух в пульпу. К воздушным пузырькам прилипают гидрофобизирован-ные соответствующими реагентами минеральные зерна. Они подымаются пузырьками на поверхность ванны, где образуется пена, снимаемая по мере накопления.
При флотационном разделении минеральных смесей могут быть достигнуты достаточно высокие - количественные показатели разделения минералов. Это относится не ко всем возможным в практике минералогического анализа случаям.
До последнего времени флотация мало применяется для выделения мономинеральных фракций; ее возможности оценены геологами недостаточно полно. В качестве наиболее яркого примера преимуществ флотационного метода упомянем о выделении слюды из гранитов флотацией с реагентами ИМ-11 или
АНП, когда удается простым приемом выделить слюду в достаточно чистый продукт в самом начале обработки пробы. Выделение талька, молибденита и ряда других минералов, осуществляемое флотацией достаточно селективно, заставляет считать этот метод выделения мономинеральных фракций исключительно перспективным.

Флотационные машины серийного выпуска

Наиболее старой конструкцией является камера с разделенными по вертикали агитационными и отстойными отделениями.
Флотационная машина (ФЛ) с такой камерой в исполнении завода
«Геоприборцветмет» показана на рис. 40. Она состоит из камеры 1, в которой вращается импеллер 2, укрепленный на валу 5, в подшипниках 6 и стойке 3. Крепление камеры к стойке осуществляется винтом 4. Перегородка не доходит до дна.

[pic]
Вращение мешалки в камере осуществляется ременным приводом от мотора 8 через ступенчатые шкивы 7 и 9 и блоки 10. Направление вращения подбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить циркуляцию пульпы по часовой стрелке.
При этом пульпа из отстойной камеры, опускаясь вниз, проходит через нижнюю щель, насыщается воздухом в агитационном отделении и выбрасывается в отстойное отделение через верхнюю щель под козырьком. Воздушные пузырьки образуют слой пены, который по мере образования снимается скребком. Козырек служит для предохранения пены от разрушения струей пульпы.

Основные факторы, определяющие

результаты флотационного разделения

1. Гранулометрическая характеристика материала. Чем более раскрыты зерна минералов в навеске, тем более высоки количественные и качественные результаты разделения. Однако улучшение раскрытия минералов не следует производить за счет переизмельчения.
2. Реагентный режим является наиболее важным фактором, влияющим на результаты флотации. Для разделения каждой данной смеси минеральных зерен должен применяться свой реагентный режим (набор флотореагентов, количество и порядок их дозировки, а также время, необходимое для перемешивания пульпы с реагентами).
3. Важным условием успешного разделения минералов во многих случаях является поддержание определенной щелочности (кислотности) пульпы, характеризуемой величиной рН.
4. Плотность пульпы необходимо поддерживать в интервале 25—30% твердого продукта, хотя в ряде случаев и более разжиженные пульпы могут дать хорошие результаты.
5. Аэрация пульпы (насыщение пульпы воздухом) в ряде случаев может значительно повлиять на результаты флотации. Некоторые минералы для своей флотации требуют повышенной аэрации пульпы, но такой минерал, как ильменит, наоборот, требует интенсивного перемешивания без повышенного засоса воздуха.
6. Время флотации для различных реагентных режимов и флотируемых минералов различно и колеблется от 3 до 30 мин и более. Чрезвычайно важно в ходе флотацибнного опыта последовательно собирать пену в различные приемники, поскольку, как правило, качество пенного продукта меняется во времени.
Последующим просмотром под бинокуляром определяют, какие части могут быть объединены.

Страницы: 1, 2, 3