Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 186
Текст из файла (страница 186)
Механизм обработки минералов поверхностно-активными веществами для изменения их поверхностной влажности перед сепарацией аналогичен механизму обработки реагентами при флотации. Адсорбция влаги незначительно влияет на свойства минералов высокой проводимости. Большее вли- Чаегпь 1Х. Оегговггое оборудоваггие для ггерерабогпки твердых отходов яние на их свойства оказывает обработка реагснтами, в результате когорой на поверхности отдельных минералов образуется пленка нового вещества. Поверхностная провоцимость минералов в этом случае будет определяться электропроводностью нового образования. Например, электропроводность сфалерига может резко повыситься при покрытии его поверхности пленкой сульфида железа или сернистой меди. Не менее влияет химическая обработка и на свойства слабопроводяших минералов.
Например, поверхность. смитсонита после обработки сернистым натрием„а затем солями меди сульфидизируется и делается электропроводной. Обработка поверхностно-активными веществами и химическими реагентами может проводиться сухим способом.
(парами реагента или распылением раствора) или в водной среде. При последнем способе требуется обезвоживание и сушка материала перед электрической сепарацией, поэтому его обычно используют при доводке флотационных или гравитационных концентратов, когда эти вспомогательные операции технологически оправданы. Очень часто встречаются случаи, когда на поверхности минералов в процессе метаморфизма образуются поверхностныс пленки различного рода вторичных образований, и перед сепарацией необходима очистка от них для восстановления первичных свойств минералов. Очистка производится промывкой или интенсивной оттиркой. Оттирке, например, подвергаются поступающие на электрическую сепарацию эвксени- то-монацитовые концентраты.
Известны и химические способы очистки, но они применяются редко. Не менее эффективный способ изменения электропроводности— термическая подготовка. В отличие от реагентной, она воздействует как на объемную, так и на поверхностную составляющую электропровод- ности. При термической подготовке различие в электропроводности достигается за счет неодинакового изменения проводимости минералов при нагревании. Для полупроводников и диэлектриков электропроводность с повышением температуры увеличивается, а для проводников — уменьшается. Например, электропроводность гематита при изменении температуры от 0 до 100 С возрастает более чем в два раза.
Для пирита минимум удельного сопротивления наблюдается при 20 'С и при изменении этого предела в обе стороны электропроводность возрастает. Зависимость между температурой и электрическими свойствами у разных минералов неодинакова, поэтому каждой минеральной паре соответствует оптимальный интервал температуры, при котором имеет место наибольшая разница в их электропроводности.
Необратимого изменения электропроводности достигают предварительным восстановительным или окислительным обжигом, вызывающим структурное превращение минералов, а также фазовые изменения изоморфных примесей железа, титана, марганца и других многовалентных металлов. В результате обжига можно изменить электропроводность 883 Глава 2.
Ооорудование для физико-механических методов нерераоотки таких минералов, как лимонит, оливин, смитсонит, эвксенит и др. При трибоэлектрической сепарации основные способы подготовки материала, изменяющие электрические свойства минералов, — термическая, адсорбционная и химическая реагентная обработка поверхности, а также радиационное воздействие.
Термическая обработка — основной способ подготовки материала. При комнатной температуре контактные заряды незначительны по величине„поэтому материал перед сепарацией обычно .нагревают до 50 — ЗОО С. Выбор оптимальной температуры нагрева имеет большое значение и для каждой пары минералов подбирается опытным путем. Известны случаи положительного воздействия охлаждения разделяемых минералов. Эффективный метод регулирования поведения минералов в процессе трибоэлектрической сепарации — адсорбционное и химическое воздействие различных соединений. При адсорбции на поверхности минералов различных веществ и при химическом изменении поверхностного слоя происходит переход электронов через границу раздела фаз, что сопровождается резким изменением концентрации свободных носителей электрического заряда.
На работу выхода электронов влияют сорбционные слои полярных соединений. Если создать условия для их селективной физической сорбции или хемосорбции на одном из минералов„можно добиться изменения не только величины, но и знака заряда, возникающего на нем при контактной элек- В84 тризации. Например, сильвии и галит при контакте с алюминиевым и другими электризаторами заряжаются отрицательно. После обработки этой минеральной смеси аммиаком знак заряда сильвина изменяется вследствие образования на его поверхности хемосорбционного слоя.
Знак поверхностного заряда галита в этом случае не меняется. Еще значительнее на работу выхода электронов влияет селективная хемосорбция гетерополярных поверхностно-активных веществ. Работа выхода электронов кристалла в зонах закрепления реагента с длиной аполярной части в несколько атомных радиусов будет приближаться к ионизационному.потенциалу этой части молекулы. В результате полностью изменяется характеристика зарядки минерала. Например, при зарядке смеси минералов — сильвина и галита — в их естественном виде при помощи электризатора оба они получают заряд одного знака, но различный по величине.
После обработки их фталевым ангидридом, селективно закрепляющимся на поверхности сильвина, минералы получают противоположные по знаку заряды. Существенно изменяются электрические свойства при изменении химического состава поверхностного слоя. При химическом воздействии на поверхности минералов образуется пленка нового соединения толщиной в несколько монослоев, и электрические свойства частицы будут определяться свойствами этого нового соединения. В качестве примера можно привести обработку газообразным фтористым водородом или раствором фтористово- Часть 1Х Основное оборудование дяя «ереработки твердых отходов Коллектидньй концентрат Электрическая сепарация Немагнитноя 4ракция лр в д- нако про дйкт Элетп ескоя сепо ция Элект ическоя сепарацил Лродод- ники Непродод- ники Непровод- ники Проводн- икии Электромагнитная сепарация Электромагнитная сепарация аиия Концетпрация Манттноя сепарация "Г Сотка Элекп|рическоя сепарация Грибаэлектрастатическоя сепарация Хвосты Рис.
2.88. Схема доводки черновых гравитационных концентратов при обогащении титано-циркониевых песков 885 дородной кислоты смеси полевых шпатов и кварца при их разделении. Резкое изменение величины и знака контактного заряда, приобретаемого полевыми шпатами в резульгате этой обработки, следует отнести за счет образования на их поверхности пленки фторсиликатов. На поверхности же кварца пленка не образуется; он подвергается лишь очистке и травлению. Активизация примесных уровней и увеличение концентрации носителей зарядов в зоне проводимости минералов-полупроводников могут быть достигнуты так- же в результате облучения поверхности минералов.
При определенной частоте и интенсивности излучения можно селективно изменять характер контактной электризации компонентов минеральной смеси. Так, при облучении инфракрасными лучами (длина волны от 10-' до 1,5 10-' м и интенсивность 0,7 — 0,9 Вт/см') смеси фосфорита и силикатных минералов контактный заряд силикатных примесей увеличивается почти на два порядка. Возможность разделения минералов по электропроводности с Глава 2. Оборудование для физико-механических методов переработки Таблица 2.33 Определение возможности разделения минералов по злектропроводности, магнитным и гравитационным свойствам Диэлектрик Проводник Плот- ность, г/см Плот- ность, г/см сильно слабомаг- нигиый слабомаг- нитный немаг- нитный магнит- ный магнит- ный немаг- нитный магнит- ный' Золото Медь Более 8,0 8,0 8,0 Более 8,0 8,0 8,0 Тантал ит 7,5 7,5 Воль- фрам ит 7,0 Фербсрит 7,0 6,5 6,5 6,0 6,0 Самар- скит Бадделеит Халько- зин Колумб ит Гематит Франк- линит Мо налит Борнит Бастне- Магне- тит Пирит 5,0 5,0 зит Эвксенит Ло парит Молиб- денит Циркон Ильме- нит Хромит Ксеиотим 4,5 Давидит Пирро- тин Барит Перов- скит Ко д Ильваит Ильменит (с высоким со- держанием железа) Галенит Касситерит Вуль- фснит Пирохлор Ковсллин Рутил Хачькопирит Б ит .
Часть 1Х. Основное оборудование дяя нереработки твердых отходов Продолжение табл. 2.33 Проводник Дизлектри к Плотность, г1см з' сильно слабомаг- нитный елабомаг- нитный нсмаг- нитный магнит- ный нсмаг- нитный магнит- ный магнит- ный ность, г1см 40 Цел естин Кианит Марматитт Эгирин Гранат Сидерит Ставро- лит 4,0 3,5 Акмит Алмаз Топаз Сфсн Силлиманит Флюорит Апатит Оливин Эпидот.
Форстерит Роговая обманка Турмалин Авгит 3,0 3,0 ' Слюда (биотит) Аншдрнт Слюда скол иг Берилл Полевой шлат Кальцнт Кварц Нефелин 2,5 2,5 , Гипс Хризотил С а Графит 887 помощью электрической сепарации в сочетании с магнитными и гравитационными методами обогащения можно определить с помощью табл. 2.33. Товарные концентраты содержат: ильменитовый от 96 до 98 % ильме- нита или 60 — 61,5 Т1Ог', 2 — 2,5 % ЯОг,' 1,5 — 2,5 % А1,0,; ругиловый от 92 до 94 % ругила и 4 — 5 % ильменита или 91 — 95 % Т|О,; цирконовый от 92 до 97 % циркона или 60 — 65 % ХгОг', ставролитовый от 85 до 90 % ставролита или 44,5 — 47,5 % А1,0„дистен-силлиманитовый от 90 до 93 % дистена и силлиманита или 56 — 58 % А1,0,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
