Elektrische Aufbereitung von Mineralien, elektrische Trennung

Elektrische Aufbereitung von Mineralien – Trennung wertvoller Bestandteile aus Abfallgestein, basierend auf der Einwirkung eines elektrischen Feldes auf ihre Partikel, die sich in ihren elektrophysikalischen Eigenschaften unterscheiden. Zur Anreicherung werden elektrische Trennverfahren eingesetzt.

Von diesen sind die am besten anwendbaren Methoden, die auf den Unterschieden in der elektrischen Leitfähigkeit, in der Fähigkeit, bei Kontakt und Reibung elektrische Ladungen aufzunehmen, und in den Dielektrizitätskonstanten der getrennten Mineralien basieren. Der Einsatz unipolarer Leitung, pyroelektrischer, piezoelektrischer und anderer Phänomene kann nur in bestimmten Fällen wirksam sein.

Die Leitfähigkeitsanreicherung ist dann erfolgreich, wenn sich die Bestandteile der Mineralmischung deutlich in der Leitfähigkeit unterscheiden.

Merkmale der Möglichkeit der elektrischen Trennung von Mineralien und Gesteinen durch elektrische Leitfähigkeit (nach N.F. Olofinsky)

1. Guter Leiter 2. Halbleiter 3.Schlecht leitend Anthrazit Antimonit Diamant Magnesit Arsenopyrit Bauxit Albit Monazit Galenit Sturmeisenerz Anorit Moskauer Hämaphit Wismut Glanz Apatit Nephelin Gold Wolframit Baddeilit Olivin Ilmenit Granat (Eisen) Baryt Hornblende Coveline Gubnerit Bastnesit Schwefel Columbit Kaolinit Beryll Sillimant Magnetit Kassiterit Biotit Spodumen Magnetischer Zinnober Valosta Nite Stavro Lith Pyrit Korund Hypersthene Turmalin Pyrolusit Limonit Gpis Fluorit Pyrrhotit Siderit Granatapfel (hell) Celestin (leichtes Eisen) Platin Smithsonit Calcit Scheelit Rutil Sphalerit Steinsalz Spinell Silber Wolframit Carnalit Epidot Tantalit Faialit Quarz Tetraedrit Chromit Kyanit Titanomagnetit Zirkon (hoher Eisengehalt) Xenotim Chalcosin Chalkopyrit

Die erste und zweite Gruppe sind gut von der dritten getrennt. Die Mitglieder der 1. Gruppe sind etwas schwieriger zu trennen als die der 2. Gruppe. Es ist praktisch unmöglich, Mineralien der Gruppe 2 von Mineralien der Gruppe 3 oder derselben Gruppe zu trennen, indem man nur natürliche Unterschiede in der elektrischen Leitfähigkeit nutzt.

Dabei werden durch eine spezielle Materialvorbereitung die Unterschiede in der elektrischen Leitfähigkeit künstlich erhöht. Die gebräuchlichste Aufbereitungsmethode besteht darin, den Oberflächenfeuchtigkeitsgehalt der Mineralien zu verändern.

Der Hauptfaktor, der die gesamte elektrische Leitfähigkeit von Partikeln aus nichtleitenden und halbleitenden Mineralien bestimmt, ist ihre Oberflächenleitfähigkeit... Da die atmosphärische Luft daher die Menge an Feuchtigkeit enthält, wirkt sich diese an der Oberfläche der Körner adsorbierte Menge stark auf den Wert ihrer elektrischen Leitfähigkeit aus.

Durch die Anpassung der Menge der adsorbierten Feuchtigkeit kann der elektrische Trennprozess gesteuert werden. In diesem Fall sind drei Hauptfälle möglich:

• die intrinsischen Leitfähigkeiten der beiden Mineralien in trockener Luft sind unterschiedlich (sie unterscheiden sich um zwei Größenordnungen oder mehr), aber aufgrund der Adsorption von Feuchtigkeit in Luft mit normaler Luftfeuchtigkeit verschwindet der Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit;
• Mineralien haben ähnliche inhärente elektrische Leitfähigkeiten, aber aufgrund der ungleichmäßigen Hydrophobie ihrer Oberflächen treten bei Lebewesen in feuchter Luft Unterschiede in der Leitfähigkeit auf;
• Die Leitfähigkeit liegt nahe beieinander und ändert sich bei wechselnder Luftfeuchtigkeit nicht.

Im ersten Fall muss die elektrische Trennung des Mineralstoffgemisches an trockener Luft oder nach Vortrocknung erfolgen. Gleichzeitig ist zur Aufrechterhaltung der Konstanz der Oberflächenleitfähigkeit kurzzeitig nur die Trockenheit der Oberfläche der Partikel erforderlich, ihre eigene innere Feuchtigkeit der Lebewesen spielt keine Rolle.

Im zweiten Fall ist eine Benetzung erforderlich, um die elektrische Leitfähigkeit eines hydrophileren Minerals zu erhöhen. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn das Material in einer klimatisierten Atmosphäre mit optimaler Luftfeuchtigkeit gehalten und freigesetzt wird.

Im dritten Fall ist es notwendig, den Grad der Hydrophobie eines der Mineralien künstlich zu verändern (am effektivsten durch Reagenzbehandlung mit Tensid).

Mineralien können mit organischen Reagenzien behandelt werden, die selektiv auf ihrer Oberfläche fixiert werden – Hydrophobierungsmitteln, anorganischen Reagenzien, die die Oberfläche des Minerals hydrophil machen können, und einer Kombination dieser Reagenzien (in diesem Fall können die anorganischen Reagenzien die Rolle von Regulatoren spielen, die die Mineraloberfläche beeinflussen). die Fixierung organischer Reagenzien).

Bei der Auswahl eines Tensidbehandlungsschemas empfiehlt es sich, auf die umfangreiche Erfahrung in der Flotation ähnlicher Mineralien zurückzugreifen. Wenn das getrennte Paar eine enge intrinsische elektrische Leitfähigkeit aufweist und keine Möglichkeit besteht, den Grad der Hydrophobie seiner Oberfläche durch Behandlung mit Tensiden gezielt zu verändern, können als Herstellungsverfahren chemische oder thermische Behandlung oder Bestrahlung eingesetzt werden.

Die erste besteht in der Bildung eines Films einer neuen Substanz auf der Oberfläche der Mineralien – einem Produkt einer chemischen Reaktion. Bei der Auswahl von Reagenzien zur chemischen Behandlung (flüssig oder gasförmig) werden die aus der analytischen Chemie oder Mineralogie bekannten, für diese Mineralien charakteristischen Reaktionen genutzt: zum Beispiel zur Behandlung von Silikatmineralien - Einwirkung von Fluorwasserstoff, zur Herstellung von Sulfiden - die Prozesse der Sulfidierung mit elementarem Schwefel, der Behandlung mit Kupfersalzen usw.

Das Gegenteil ist häufig der Fall, wenn im Zuge sekundärer Veränderungen auf der Oberfläche von Mineralien Oberflächenfilme unterschiedlicher Formation entstehen, die vor der Trennung gereinigt werden müssen. Die Reinigung erfolgt durch mechanische Verfahren (Desintegration, Schrubben) oder auch durch chemische Verfahren.

Bei der Wärmebehandlung kann der Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit durch ungleichmäßige Änderungen der Leitfähigkeit von Mineralien beim Erhitzen, beim Reduktions- oder Oxidationsbrand und durch die Nutzung anderer Effekte erreicht werden.

Die Leitfähigkeit einiger Mineralien kann durch ultraviolette, infrarote, Röntgen- oder radioaktive Strahlen verändert werden (siehe Arten elektromagnetischer Strahlung).

Die elektrische Aufbereitung von Mineralien basiert auf der Fähigkeit von Mineralien, bei Kontakt oder Reibung elektrische Ladungen mit unterschiedlichem Vorzeichen oder unterschiedlicher Größe anzunehmen. Sie wird üblicherweise zur Trennung von Mineralien mit halbleitenden oder nichtleitenden Eigenschaften verwendet.

Der maximale Unterschied in der Ladungsgröße der abgetrennten Mineralien wird durch die Wahl des Materials, mit dem sie in Kontakt kommen, sowie durch Veränderungen in der Art der Bewegung des Mineralgemisches während der Ladung (Vibrationen, intensives Mahlen) erreicht und Trennung).

Die elektrischen Eigenschaften mineralischer Oberflächen können mit den oben beschriebenen Methoden weitgehend kontrolliert werden.

Zu den vorbereitenden Arbeitsgängen zählen in der Regel die Trocknung des Materials, die Feinklassierung seiner Größe und die Entstaubung.

Für die Elektroanreicherung von Material mit einer Partikelgröße von weniger als 0,15 mm ist das triboadhäsive Trennverfahren sehr vielversprechend.

Elektrische Trennung aufgrund von Unterschieden in der Dielektrizitätskonstante Mineralien werden in der Praxis der mineralogischen Analyse häufig verwendet.

Zur elektrischen Trennung von Mineralien werden Elektroseparatoren unterschiedlichster Art und Ausführung eingesetzt.

Separatoren für körnige Materialien:

• Krone (Trommel, Kammer, Rohr, Band, Förderband, Platte);
• Elektrostatisch (Trommel, Kammer, Band, Kaskade, Platte);
• Kombiniert: koronaelektrostatisch, koronamagnetisch, triboadhäsiv (Trommel).

Staubsammler:

• Krone (Kammer mit Ober- und Unterfutter, röhrenförmig);
• Kombiniert: koronaelektrostatisch, koronamagnetisch, triboadhäsiv (Kammer, Scheibe, Trommel).

Ihre Wahl wird durch den Unterschied in den elektrophysikalischen Eigenschaften der Materialien bestimmt, die nach der Größe ihrer Partikel getrennt werden müssen, sowie durch die Besonderheiten der Zusammensetzung des Materials (Partikelform, spezifisches Gewicht usw.).

Die elektrische Aufbereitung von Mineralien zeichnet sich durch eine Wirtschaftlichkeit und hohe Effizienz des Verfahrens aus, weshalb sie zunehmend eingesetzt wird.

Die wichtigsten Mineralien und Materialien, die mit elektrischen Aufbereitungsmethoden verarbeitet werden:

• Schlämme und komplexe Konzentrate von Erzlagerstätten – selektive Veredelung von Konzentraten und komplexen Konzentraten, die Gold, Platin, Kassiterit, Wolframit, Monazit, Zirkon, Rutil und andere wertvolle Bestandteile enthalten;
• Diamanthaltige Erze – Aufbereitung von Erzen und Primärkonzentraten, Veredelung von Massenkonzentraten, Regenerierung diamanthaltiger Abfälle;
• Titanomagnetit-Erze – Aufbereitung von Erzen, Zwischenmaterial und Rückständen;
• Eisenerze – Aufbereitung von Magnetit und anderen Erzarten, Gewinnung tiefer Konzentrate, Entstaubung und Klassifizierung verschiedener Industrieprodukte;
• Mangan- und Chromiterze – Aufbereitung von Erzen, Industrieprodukten und Abfällen aus Verarbeitungsbetrieben, Staubentfernung und Klassifizierung verschiedener Produkte;
• Zinn- und Wolframerze – Aufbereitung von Erzen, Veredelung von nicht standardmäßigen Produkten;
• Lithiumerze – Aufbereitung von Spodumen-, Tsinwaldit- und Lepidolit-Erzen;
• Graphit – Aufbereitung von Erzen, Raffinierung und Klassifizierung minderwertiger Konzentrate;
• Asbest – Aufbereitung von Erzen, Industrieprodukten und Abfällen aus Verarbeitungsbetrieben, Staubentfernung und Produktklassifizierung;
• Keramische Rohstoffe – Aufbereitung, Klassifizierung und Entstaubung von Feldspat und Quarzgestein;
• Kaolin, Talk – Anreicherung und Trennung feiner Fraktionen;
• Salze – Aufbereitung, Klassifizierung;
• Phosphorite – Aufbereitung, Klassifizierung;
• Steinkohle – Aufbereitung, Klassifizierung und Entstaubung kleiner Qualitäten.