Xử lý điện khoáng, tách điện

Làm giàu điện từ khoáng sản — tách các thành phần có giá trị khỏi đá thải, dựa trên hoạt động của một thợ điện, một trường trên các hạt của chúng, khác nhau về tính chất điện vật lý. Phương pháp tách điện được sử dụng để làm giàu.

Trong số này, áp dụng nhiều nhất là các phương pháp dựa trên sự khác biệt về độ dẫn điện, khả năng thu được điện tích khi tiếp xúc và ma sát, và trong hằng số điện môi của các khoáng chất được tách ra. Việc sử dụng dẫn đơn cực, nhiệt điện, áp điện và các hiện tượng khác chỉ có thể có hiệu quả trong một số trường hợp nhất định.

Làm giàu độ dẫn điện thành công nếu các thành phần của hỗn hợp khoáng chất khác nhau đáng kể về độ dẫn điện.

Đặc điểm về khả năng tách điện của khoáng vật và đá bằng tính dẫn điện (theo N.F. Olofinsky)

1. Chất dẫn điện tốt 2. Chất bán dẫn 3.Antraxit dẫn điện kém Kim cương Antimonite Magnesite Arsenopyrite Bauxite Albite Monazite Galena Storm Quặng sắt Anorite Muscovite Hemaphite Bismuth Ánh Apatite Nepheline Vàng Wolframite Baddeilite Olivine Ilmenite Garnet (Sắt) Barite Hornblende Coveline Gubnerite Bastnesite Lưu huỳnh Columbite Kaolinite Beryl Sillimant Magnetite Cassiterite Biotite Spodumene Từ tính Cinnabar Valostanite Stavro lith Pyrite Corundum Hypersthene Tourmaline Pyrolusite Limonite Gpis Fluorite Pyrrhotite Siderite Lựu (nhẹ) Celestine (sắt nhẹ) Bạch kim Smithsonite Canxit Scheelite Rutile Sphalerite Muối đá Spinel Bạc Tungstit Carnalite Epidote Tantalite Faialite Thạch anh Tetrahedrite Chromite Kyanite Titanomagnetite Zircon (sắt cao) Xenotime Chalcosine Chalcopyrite

Nhóm thứ nhất và thứ hai được tách biệt tốt với nhóm thứ ba. Các thành viên của nhóm thứ nhất khó tách hơn một chút so với nhóm thứ hai. Hầu như không thể tách các khoáng chất Nhóm 2 khỏi Nhóm 3 hoặc cùng nhóm nếu chỉ dựa vào sự khác biệt tự nhiên về độ dẫn điện.

Trong trường hợp này, một sự chuẩn bị đặc biệt của vật liệu được sử dụng để tăng một cách giả tạo sự khác biệt về độ dẫn điện của chúng. Phương pháp chuẩn bị phổ biến nhất là thay đổi độ ẩm bề mặt của khoáng chất.

Yếu tố chính quyết định tổng độ dẫn điện của các hạt khoáng chất không dẫn điện và bán dẫn là độ dẫn bề mặt... Vì không khí trong khí quyển chứa, do đó, lượng hơi ẩm, chất sau hấp phụ trên bề mặt của các hạt, ảnh hưởng mạnh đến giá trị độ dẫn điện của chúng.

Bằng cách điều chỉnh lượng ẩm hấp phụ, quá trình tách điện có thể được kiểm soát. Trong trường hợp này, ba trường hợp chính có thể xảy ra:

• độ dẫn nội tại của hai khoáng chất trong không khí khô là khác nhau (chúng khác nhau từ hai bậc độ lớn trở lên), nhưng do sự hấp phụ độ ẩm trong không khí với độ ẩm bình thường nên sự khác biệt về độ dẫn điện biến mất;
• khoáng chất có tính dẫn điện tương tự vốn có, nhưng do mức độ kỵ nước không đồng đều trên bề mặt của chúng, sinh vật xuất hiện trong không khí ẩm, sự khác biệt về độ dẫn điện;
• độ dẫn gần và không thay đổi khi thay đổi độ ẩm.

Trong trường hợp đầu tiên, việc tách hỗn hợp khoáng bằng điện phải được thực hiện trong không khí khô hoặc sau khi sấy sơ bộ. Đồng thời, để duy trì sự ổn định của độ dẫn bề mặt, chỉ cần làm khô bề mặt của các hạt trong một thời gian ngắn, độ ẩm bên trong của chúng không thành vấn đề.

Trong trường hợp thứ hai, cần làm ướt để tăng tính dẫn điện của khoáng chất ưa nước hơn. Kết quả tốt nhất đạt được bằng cách giữ vật liệu và thả nó trong môi trường điều hòa ở độ ẩm tối ưu.

Trong trường hợp thứ ba, cần phải thay đổi một cách giả tạo mức độ kỵ nước của một trong các khoáng chất (hiệu quả nhất - bằng cách xử lý thuốc thử bằng chất hoạt động bề mặt).

Khoáng chất có thể được xử lý bằng thuốc thử hữu cơ cố định có chọn lọc trên bề mặt của chúng - chất kỵ nước, thuốc thử vô cơ có thể làm cho bề mặt của khoáng chất ưa nước và sự kết hợp của các thuốc thử này (trong trường hợp này, thuốc thử vô cơ có thể đóng vai trò điều chỉnh ảnh hưởng đến cố định thuốc thử hữu cơ).

Khi lựa chọn chế độ điều trị bằng chất hoạt động bề mặt, nên sử dụng kinh nghiệm sâu rộng trong quá trình tuyển nổi các khoáng chất tương tự. Nếu cặp được tách ra có độ dẫn điện nội tại gần và không có khả năng thay đổi có chọn lọc mức độ kỵ nước trên bề mặt của chúng bằng cách xử lý bằng chất hoạt động bề mặt, thì có thể sử dụng phương pháp điều chế bằng hóa chất hoặc nhiệt hoặc chiếu xạ làm phương pháp chuẩn bị.

Đầu tiên bao gồm sự hình thành một màng chất mới trên bề mặt khoáng chất - một sản phẩm của phản ứng hóa học. Khi chọn thuốc thử để xử lý hóa học (chất lỏng hoặc khí), các phản ứng đã biết từ hóa học phân tích hoặc khoáng vật học, đặc trưng của các khoáng chất này, được sử dụng: ví dụ, để xử lý khoáng chất silicat - tiếp xúc với hydro florua, để điều chế sunfua - các quá trình sunfua hóa bằng lưu huỳnh nguyên tố, xử lý bằng muối đồng, v.v.

Điều ngược lại thường xảy ra khi các màng bề mặt thuộc nhiều loại hình thành khác nhau xuất hiện trên bề mặt khoáng chất trong quá trình thay đổi thứ cấp, phải được làm sạch trước khi tách. Việc làm sạch được thực hiện bằng phương pháp cơ học (phân hủy, cọ rửa) hoặc cũng có thể bằng phương pháp hóa học.

Trong quá trình xử lý nhiệt, sự khác biệt về độ dẫn điện có thể đạt được do sự thay đổi không đồng đều về độ dẫn điện của khoáng chất trong quá trình nung nóng, trong quá trình nung khử hoặc oxy hóa và bằng cách sử dụng các hiệu ứng khác.

Độ dẫn điện của một số khoáng chất có thể bị thay đổi bởi tia cực tím, tia hồng ngoại, tia X hoặc tia phóng xạ (xem Các loại bức xạ điện từ).

Sự làm giàu điện của khoáng chất, dựa trên khả năng của khoáng chất thu được các điện tích có dấu hiệu hoặc độ lớn khác nhau khi tiếp xúc hoặc ma sát, thường được sử dụng để tách các khoáng chất có đặc tính bán dẫn hoặc không dẫn điện.

Sự khác biệt tối đa về kích thước điện tích của các khoáng chất được tách ra đạt được do sự lựa chọn vật liệu mà chúng tiếp xúc, cũng như những thay đổi về bản chất chuyển động của hỗn hợp khoáng chất trong quá trình sạc (rung động, mài mạnh và tách).

Các tính chất điện của bề mặt khoáng chất có thể được kiểm soát rộng rãi bằng các phương pháp được mô tả ở trên.

Các hoạt động chuẩn bị thường là làm khô vật liệu, phân loại hẹp theo kích thước và loại bỏ bụi.

Đối với quá trình làm giàu điện hóa vật liệu có kích thước hạt nhỏ hơn 0,15 mm, quá trình tách chất kết dính ma sát rất hứa hẹn.

Tách điện dựa trên sự khác biệt trong hằng số điện môi khoáng vật được sử dụng rộng rãi trong thực hành phân tích khoáng vật học.

Máy tách điện có nhiều loại và kiểu dáng khác nhau được sử dụng để tách khoáng bằng điện.

Máy tách vật liệu dạng hạt:

• Vương miện (trống, buồng, hình ống, dây đai, băng tải, tấm);
• Tĩnh điện (trống, buồng, băng, thác, tấm);
• Kết hợp: corona-tĩnh điện, corona-từ tính, ma sát (trống).

Máy hút bụi:

• Vương miện (buồng có nguồn cấp dữ liệu trên và dưới, hình ống);
• Kết hợp: corona-tĩnh điện, corona-từ tính, ma sát (buồng, đĩa, trống).

Sự lựa chọn của chúng được xác định bởi sự khác biệt về tính chất điện vật lý của vật liệu, phải được phân biệt bằng kích thước hạt của chúng, cũng như đặc thù của thành phần vật liệu (hình dạng hạt, trọng lượng riêng, v.v.).

Việc làm giàu điện của khoáng chất được đặc trưng bởi tính kinh tế và hiệu quả cao của quy trình, đó là lý do tại sao nó ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

Các khoáng sản và vật liệu chính được xử lý bằng phương pháp làm giàu điện:

• Bột nhão và tinh quặng phức tạp của mỏ quặng — hoàn thiện có chọn lọc tinh quặng và tinh quặng phức hợp có chứa vàng, bạch kim, cassiterit, wolframite, monazite, zircon, rutil và các thành phần có giá trị khác;
• Quặng chứa kim cương - làm giàu quặng và tinh quặng sơ cấp, hoàn thiện tinh quặng rời, tái sinh chất thải chứa kim cương;
• Quặng Titanmagnetite — làm giàu quặng, vật liệu trung gian và chất thải;
• Quặng sắt - làm giàu quặng từ tính và các loại quặng khác, thu được tinh quặng sâu, loại bỏ bụi và phân loại các sản phẩm công nghiệp khác nhau;
• Quặng mangan và cromit - làm giàu quặng, các sản phẩm công nghiệp và chất thải từ các nhà máy chế biến, loại bỏ bụi và phân loại các sản phẩm khác nhau;
• Quặng thiếc và vonfram — tuyển quặng, hoàn thiện sản phẩm phi tiêu chuẩn;
• Quặng liti — làm giàu quặng spodumene, tsinwaldite và lepidolite;
• Than chì - làm giàu quặng, tinh chế và phân loại tinh quặng chất lượng thấp;
• Amiăng - làm giàu quặng, các sản phẩm công nghiệp và chất thải từ các nhà máy chế biến, loại bỏ bụi và phân loại sản phẩm;
• Nguyên liệu gốm sứ - làm giàu, phân loại và loại bỏ bụi đá fenspat và đá thạch anh;
• Kaolin, talc — làm giàu và tách các phần mịn;
• Muối — lợi ích, phân loại;
• Phốtphorit — làm lợi, phân loại;
• Than bitum - làm giàu, phân loại và loại bỏ các loại nhỏ.