Trattamento elettrico dei minerali, separazione elettrica

Arricchimento elettrico dei minerali — separazione di componenti preziosi da rifiuti di roccia, basata sull'azione di un elettricista, un campo sulle loro particelle, che differiscono nelle proprietà elettrofisiche. Per l'arricchimento vengono utilizzati metodi di separazione elettrica.

Di questi, i più applicabili sono i metodi basati sulle differenze di conducibilità elettrica, sulla capacità di acquisire cariche elettriche per contatto e attrito e sulle costanti dielettriche dei minerali separati. L'uso della conduzione unipolare, piroelettrica, piezoelettrica e altri fenomeni può essere efficace solo in alcuni casi.

L'arricchimento della conducibilità ha successo se i componenti della miscela minerale differiscono in modo significativo nella conduttività.

Caratteristiche della possibilità di separazione elettrica di minerali e rocce per conduttività elettrica (secondo N.F. Olofinsky)

1. Buon conduttore 2. Semiconduttore 3.Scarsamente conduttivo Antracite Antimonite Diamante Magnesite Arsenopirite Bauxite Albite Monazite Galena Tempesta Minerale di ferro Anorite Moscovita Emafite Bismuto Lucentezza Apatite Nefelina Oro Wolframite Baddeilite Olivina Ilmenite Granato (ferroso) Barite Hornblenda Coveline Gubnerite Bastnesite Zolfo Columbite Caolinite Berillo Sillimant Magnetite Cassiterite Biotite Spodumene Cinnabro magnetico Val ostanite Stavro lith Pirite Corindone Iperstene Tormalina Pirolusite Limonite Gpis Fluorite Pirrotite Siderite Melograno (leggero) Celestino (ferro leggero) Platino Smithsonite Calcite Scheelite Rutilo Sfalerite Salgemma Spinello Argento Tungstit Carnalite Epidoto Tantalite Faialite Quarzo Tetraedrite Cromite Cianite Titanomagnetite Zircone (alto contenuto di ferro) Xenotime Calcosina Calcopirite

Il primo e il secondo gruppo sono ben separati dal terzo. I membri del 1° gruppo sono un po' più difficili da separare rispetto al 2°. È praticamente impossibile separare i minerali del Gruppo 2 dal Gruppo 3 o dallo stesso gruppo basandosi solo sull'utilizzo di differenze naturali nella conduttività elettrica.

In questo caso, viene utilizzata una speciale preparazione dei materiali per aumentare artificialmente le differenze nella loro conduttività elettrica. Il metodo di preparazione più comune consiste nel modificare il contenuto di umidità superficiale dei minerali.

Il fattore principale che determina la conduttività elettrica totale delle particelle di minerali non conduttori e semiconduttori è la loro conducibilità superficiale... Poiché l'aria atmosferica contiene, quindi, la quantità di umidità, quest'ultima adsorbita sulla superficie dei granelli, influisce nettamente sul valore della loro conducibilità elettrica.

Regolando la quantità di umidità assorbita, è possibile controllare il processo di separazione elettrica. In questo caso, sono possibili tre casi principali:

• le conducibilità intrinseche dei due minerali nell'aria secca sono diverse (differiscono di due ordini di grandezza o più), ma a causa dell'assorbimento di umidità nell'aria con umidità normale, la differenza di conduttività elettrica scompare;
• i minerali hanno conduttività elettriche intrinseche simili, ma a causa del grado irregolare di idrofobicità delle loro superfici, le creature appaiono nell'aria umida, la differenza di conduttività;
• la conduttività è vicina e non cambia al variare dell'umidità.

Nel primo caso la separazione elettrica della miscela minerale deve essere effettuata in aria secca o previa essiccazione. Allo stesso tempo, per mantenere la costanza della conducibilità superficiale, per un breve periodo è necessaria solo la secchezza della superficie delle particelle, la loro stessa umidità interna degli esseri non ha importanza.

Nel secondo caso, la bagnatura è necessaria per aumentare la conducibilità elettrica di un minerale più idrofilo. I migliori risultati si ottengono trattenendo il materiale e rilasciandolo in un'atmosfera condizionata con un'umidità ottimale.

Nel terzo caso, è necessario modificare artificialmente il grado di idrofobicità di uno dei minerali (nel modo più efficace - mediante trattamento del reagente con tensioattivo).

I minerali possono essere trattati con reagenti organici fissati selettivamente sulla loro superficie - idrofobizzanti, reagenti inorganici che possono rendere idrofila la superficie del minerale e una combinazione di questi reagenti (in questo caso, i reagenti inorganici possono svolgere il ruolo di regolatori che influenzano il la fissazione di reagenti organici).

Quando si sceglie un regime di trattamento con tensioattivo, è consigliabile utilizzare la vasta esperienza nella flottazione di minerali simili. Se la coppia separata ha una stretta conduttività elettrica intrinseca e non vi è alcuna possibilità di modificare selettivamente il grado di idrofobicità della loro superficie mediante trattamento con tensioattivi, allora possono essere utilizzati trattamenti chimici o termici o irradiazione come metodi di preparazione.

Il primo consiste nella formazione di una pellicola di una nuova sostanza sulla superficie dei minerali, un prodotto di una reazione chimica. Quando si scelgono i reagenti per il trattamento chimico (liquido o gassoso), vengono utilizzate le reazioni note dalla chimica analitica o dalla mineralogia, caratteristiche di questi minerali: ad esempio, per il trattamento dei minerali silicati - esposizione al fluoruro di idrogeno, per la preparazione di solfuri - i processi di solforazione con zolfo elementare, trattamento con sali di rame, ecc.

Spesso accade il contrario, quando sulla superficie dei minerali compaiono pellicole superficiali di vari tipi di formazioni nel processo di modifiche secondarie, che devono essere pulite prima della separazione. La pulizia viene effettuata con metodi meccanici (disintegrazione, lavaggio) o anche con metodi chimici.

Durante il trattamento termico, la differenza di conduttività elettrica può essere ottenuta a causa di cambiamenti irregolari nella conduttività dei minerali durante il riscaldamento, durante la cottura di riduzione o ossidazione e utilizzando altri effetti.

La conduttività di alcuni minerali può essere modificata da raggi ultravioletti, infrarossi, raggi X o radioattivi (cfr Tipi di radiazioni elettromagnetiche).

L'arricchimento elettrico dei minerali, basato sulla capacità dei minerali di acquisire cariche elettriche di diverso segno o grandezza al contatto o all'attrito, è comunemente usato per separare i minerali con proprietà semiconduttive o non conduttive.

La massima differenza nella dimensione delle cariche dei minerali separati si ottiene grazie alla scelta del materiale con cui sono in contatto, nonché ai cambiamenti nella natura del movimento della miscela minerale durante la carica (vibrazioni, macinazione intensiva e separazione).

Le proprietà elettriche delle superfici minerali possono essere ampiamente controllate con i metodi sopra descritti.

Le operazioni preparatorie sono solitamente l'essiccazione del materiale, la classificazione ristretta delle sue dimensioni e la depolverazione.

Per l'elettroarricchimento di materiale con una dimensione delle particelle inferiore a 0,15 mm, il processo di separazione triboadesivo è molto promettente.

Separazione elettrica basata sulle differenze in costante dielettrica i minerali sono ampiamente utilizzati nella pratica dell'analisi mineralogica.

I separatori elettrici di un'ampia varietà di tipi e design vengono utilizzati per la separazione elettrica dei minerali.

Separatori per materiali granulari:

• Corona (tamburo, camera, tubolare, nastro, trasportatore, piatto);
• Elettrostatico (tamburo, camera, nastro, cascata, piastra);
• Combinato: corona-elettrostatico, corona-magnetico, triboadesivo (tamburo).

Aspiratori:

• Corona (camera con alimentazione superiore e inferiore, tubolare);
• Combinati: corona-elettrostatici, corona-magnetici, triboadesivi (camera, disco, tamburo).

La loro scelta è determinata dalla differenza nelle proprietà elettrofisiche dei materiali, che devono essere separate dalla dimensione delle loro particelle, nonché dalle peculiarità della composizione del materiale (forma delle particelle, peso specifico, ecc.).

L'arricchimento elettrico dei minerali è caratterizzato da un processo economico e ad alta efficienza, motivo per cui è sempre più utilizzato.

I principali minerali e materiali lavorati con metodi di arricchimento elettrico:

• Fanghi e concentrati complessi di giacimenti di minerali — finitura selettiva di concentrati e concentrati complessi contenenti oro, platino, cassiterite, wolframite, monazite, zircone, rutilo e altri componenti preziosi;
• Minerali diamantati - arricchimento di minerali e concentrati primari, finitura di concentrati sfusi, rigenerazione di rifiuti diamantati;
• Minerali di titanomagnetite: arricchimento di minerali, materiale intermedio e sterili;
• Minerali di ferro: arricchimento di magnetite e altri tipi di minerali, ottenimento di concentrati profondi, depolverazione e classificazione di vari prodotti industriali;
• Minerali di manganese e cromite: arricchimento di minerali, prodotti industriali e rifiuti da impianti di lavorazione, rimozione della polvere e classificazione di vari prodotti;
• Minerali di stagno e tungsteno — arricchimento di minerali, finitura di prodotti non standard;
• Minerali di litio: arricchimento di minerali di spodumene, tsinwaldite e lepidolite;
• Grafite - arricchimento di minerali, raffinazione e classificazione di concentrati di bassa qualità;
• Amianto - arricchimento di minerali, prodotti industriali e rifiuti da impianti di lavorazione, rimozione della polvere e classificazione dei prodotti;
• Materie prime ceramiche: arricchimento, classificazione e depolverazione di rocce di feldspato e quarzo;
• Caolino, talco — arricchimento e separazione di frazioni fini;
• Sali: arricchimento, classificazione;
• Fosforiti: arricchimento, classificazione;
• Carbone bituminoso: arricchimento, classificazione e depolverazione di piccoli gradi.