И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 203
Текст из файла (страница 203)
появляются силы, к-рые имеют квантовомех. пряроду и воздействуют на электроны так, что изменяют вероятность вх распределения в пространстве, а следовательно, и эиерпно взаимодействия. Эти силы и являются причиной возвикновешш О.в.
И хотя полнав энергия системы зависит от значения электронного спина, вследствие зависимости перестаыовочной симметрии координатной волновой ф-ции от полного электронного спина, энергия О.в. не имеет отношения к юаимод. свинов, а является частью злектростатяч. энергии, к-рап обусловлена квантовой природой электронов. Обменный интеграл (5) экспоиевциапьно убывает с ростом расстояния между атомами, т.к. зависит от степени перекрывания волновых ф-ций. Поэтому О.в.
проявляется лишь при непосредственном сближении атомов. В отличие от электромагнитных и гравитационных сил, являющихся дальиодействующими, квантовые обменные силы относ]ггся к близкодействующим, им присуще св-во насьвцениа. Энергия дальиодействующего взалмод. системы из [ч/ частиц пропорциональна числу разл. пар, к-рые можно составить из этих частиц, т. е. )[/(А[ — 1)/2 ге (чй/2 при В» 1, в то время как энергия О.в. пропорциональна числу ближайших парсоседей, т.е. она пропорциональна ))7. В случае многоэлектронных систем знак энсргни О.в.
зависит от строения электронной оболочки взаимод, объсвтов (атомов, молекул). Если взаимод, атомы с незаполненной валентной оболочкбй, энергия О.в. отрицательна (атомы притягиваются), Поэтому в согласии с (3) осн. энергетич. состояние большинства молекул сивглепю. О. в. является главным стабилизирующим фактором при образовании ковалентной связи. В случае систем с замкнутыми электронными оболочками энергия О. в.
положительна, О. в, приводит к отталкиванию частвц. Именно такая ситуация имеет место при взаимод, инертных атомов или нейтральных молекул (см, Межмолевуляриьге взаимодействия). О.в. определяет в значит. степени маги, св-ва в-ва. Так, состояние металлич. кристалла с параллельными спинами электронов (ферромагнитное) м.
б. термодинамически более устойчиво, чем состояние с беспорадочно ориентированными спинами электронов, лишь в том случае, если обменный интеграл А положителен. Характерная для ферромагнетика точка Кюри (т-ра, выше к-рой у в-ва исчезают ферромагн. св-ва) м.б. определена как т-рц при к-рой энергия теплового движения атомов становитса равной термодннамич. выигрышу в энергии при параллельной ориентации соннов.
Лы»л Во»вовсе»а С. В., Миясзнзы, М., 1971, Давыдов А. С., Кван. зова» ысныяка, 2»зл, М., 1973. и. Г. «н»л ОБОГАВ(ЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, совокупность процессов и методов первичной переработки твердого минер. сырья (руд, углей, горючих сланцев) с целью получения конечных товарных продуктов (асбест, графит, известняк и др.) или продуктов, пригодных для послед, технически возможной и экономически целесообразной химо металлургич.
либо иной переработки. При обогащении полезных ископаемых (О.) структура, хим. состав или агрегатное состояние минералов либо др. компонентов не изменаются, а проиежодит отделение (или взаимное разделение) всех полезных компонентов от пустой породы-горной массы, не представляющей практич. ценности. В результате О. получают один или песк. (напр., при переработке апатитонефелииовых либо полиметаллнч. Рул) концентратов, содержащих осн.
массу полезных составляющих, и отходы-т. наз. хвосты, включающие большую частытустой породы. О. производят на обогатит. фабрихах или в спец. цехах. Оси. показатели О. (%): выход концентратов и хвостов; кондиционное (соответствующее требованиям дальнейших технол. переделов) содержание полезных компонентов и вредных примесей; степень извлечения (или просто извлечение) целевых продуктов в концентрат. О. существует с древнейших времен как способ извлечения золота путем промывки золотоносных песков и подготовки руд к плавке.
Первая в России обогатит. фабрика для извлечения золота была построена на Урале (17б0). Описание ряда процессов и методов О. приведено в труде М. В.Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных лежу (1763). Его соврсмевнушя И. И. Ползунов, К.Д. Фролов и В.А. Кулябин построили песк, механизир. обогатит. фабрик, оборудованных оригинальными машинами для промывки руд. В !9 в. возникли новые процессы н методы О. Дальнейзпее развитие в .лире оно получило в первой половине 20 в.
До 1917 в России работало всего ок. 20 небольших обогатят. фабрик. Сейчас в СССР функционируют сотня фабрик,: е г с г е е ° а перерабатывающих разные зге.г-е Нз»енменне ббывг Причины возникновения и развития О. обусловлены тем, что минер. сырье обычно встречается в виде, исклю- б з г а и е " н е чающем возможность его с з ° Енз -гнв, »егсеы непосредств.
использования вследствие недостаточно высокого содержания полезных компонентов нли наличия Хессгы вредных примесей. Так, сред- на герерабсгну! нее солержание РзОз в фосфоритах сосгавлает 13% шз ббезаа» и-е массе, тогда как в получаемой нз них фосфоритной мухе оно должно быть ие менее 20%, а в концентратах, к-рые иеобхошгмгз дла перепаботхн гвс. 1 свеча оеомшеннв ы»нсрмьв фосфорную к-ту,-24-28% »ого сырье. 629 ОБО ГАП$ЕНИК 319 при строго регламентяр. Кол-ве примесей (не более 2,5% М8О и лр.).
Наиб. содержание ценного компонента (в расчете иа данный элемент), достигаемое в концентрате, зависит от того, в виде какого хим. соед. этот компонент входит в состав обогащаемого. Напр., медные конпекграты можно получить более богатыми медью, если они содержат халькозин Сп Я (79,7% Сп), чем в случае халькопирнта Спре82 (34% ~п) и т.д. О. осуществляется с помощью ряда последовательных подготовит., осн. и вспомогат. операций.
Все эти операпии составляют т. наз. схему О, (рис. 1), к-рая выбирается преим. в зависимости от минер. состава сырья и содержания в нем полезных компонентов. Подготовительные операции (рудоподготовка) Измельчание. В большинстве случаев-это основная и часто наиб. энергоемкая операция, предназначенная дла разрушения до требуемых размеров сырья, а также для раскрытия взаимно сросшихся агрегатов (зерен) и образованна частиц отдельных минералов.
Грубое измельчение, или дробление, крупных кусков руды проводят в щековых, конусных или валковых дробилках; макс. размер кусков 12-18, иногда 2 — 4 мм. Тонкое измельчеиие, или помол, сырья осуществляют в мельницах стержневых, шаровых или самоизмельчения, при этом макс. размер частиц достигает 0,7-0,04 мм, иногда (напр,, при О. сильвинитовых руд) 1 мм. Для получения продуктов размером частиц менее 0,3 мм применяют измельчение в пикле мельница — классификатор.
Чтобы «не дробить ничего лишнего» и обеспечить необходимую степень раскрытия структурных компонентов (мнпералов), дробление и помол сочетают соотв. с грохочеиием и классификаяией гидравлической. Промывка. Нек-рые руды обязательно подвергают т. наз. первичному О., или промывке, под к-рой понимают мех.
дезинтегрирование в воде смеси руды с глинястым и глаукоиитовым дисперсным материалом, обволакивающим и цементирующим отдельные куски полезного минерала, с послед. выделением дисперсного материала. Так, из фосфоритов Егорьевского месторождения (Московская область) промывкой получают концентрат, пригодный для пряготовлениа кондиционной фосфоритной муки. Для промывки руд применяют т. наз.
бутары (барабанные грохоты, скрубберы, корытиые мойки, а также спиральные и башенные классификаторы). Термическая обработка. Подготовит. операцией служит также обжиг, осуществляемый для изменеюш физ. св-в и хим. состава минер. сырья, перевода его полезных компонентов в извлекаемую форму и удаления вредных примесей. Обжиг заключается в нагревании руд до определенной т-ры, зависящей от их вида н св-в, а также от целей О.
Переработка сырья с применением обжита нанб. перспективна для труднообогатимых руд, напр. фосфоритов с низким содержанием РзО, и высоким содержанием тонковкрапленных примесей. В ряде случаев обжиг являегса самостоят. обогатит, операцией, наз. термохимическим О. (подробнее о вешах обжига и используемом для его проведения оборудовании см. Печи), Основные операцая (разделенве и концентрироваииеиолезных компонентов) Собственно О.
базируется на использовании прир. или искусственно создаваемых различий в физ. и фнз.-хим. св-вах минералов либо др. компонентов. Ниже рассмотрены наиб. часто применяемые методы их разделенна (сепарации) и концентрирования. Рудоразборка (сортировка) используется для отделения кусков руды или угля от породы благодаря их разному цвету и блеску. Ее производят либо вручную (напр., при добыче драгоценных камней) отбором кусков обычно размером не менее 50 мм, редко до 25 мм на ленте конвейера, либо с помощью автоматич. аппаратов.
Различия в естественной и наведенной радиоактивности минералов используют нри радиометрическом О. (см. ниже). 630 320 ОБОГАЩЕНИЕ Граввтациоянее обогащение -разделение минералов по плотности. Многообразные методы этого вида О, основаны на различиях в скоростях движения частиц в водной или воздушной среде под действием гравитационных либо центробежных сил. С помощью гравитац. методов перерабатывается половина от общего кол-ва обогащаемых полезных ископаемых. Отсадка — разделение находящегося на решете слоя минер. частиц (т. наз. постели) в турбулентном потоке среды, колеблющемся вертикалъно с заданными амплитудой и частотой. Под действием струй среды постель попеременно разрыхлястся и уплотняется, при этом частицы разной плотности взаимно перемещаются по ее высоте: с малой плотностью в верх, слои, с большой плотностью в ниж. слои.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
