Tratamiento eléctrico de minerales, separación eléctrica
Beneficio eléctrico de minerales: separación de componentes valiosos de la roca estéril, basada en la acción de un electricista, un campo en sus partículas, que difieren en propiedades electrofísicas. Los métodos de separación eléctrica se utilizan para el enriquecimiento.
De estos, los más aplicables son los métodos basados en las diferencias de conductividad eléctrica, en la capacidad de adquirir cargas eléctricas por contacto y fricción, y en las constantes dieléctricas de los minerales separados. El uso de conducción unipolar, fenómenos piroeléctricos, piezoeléctricos y otros puede ser efectivo solo en ciertos casos.
El enriquecimiento de conductividad tiene éxito si los componentes de la mezcla mineral difieren significativamente en conductividad.
Características de la posibilidad de separación eléctrica de minerales y rocas por conductividad eléctrica (según N.F. Olofinsky)
1. Buen conductor 2. Semiconductor 3.Mala conductividad Antracita Antimonita Diamante Magnesita Arsenopirita Bauxita Albita Monacita Galena Tormenta Mineral de hierro Anorita Moscovita Hemafita Bismuto Brillo Apatita Nefelina Oro Wolframita Baddeilita Olivino Ilmenita Granate (ferroso) Barita Hornblenda Covelina Gubnerita Bastnesita Azufre Columbita Caolinita Berilo Sillimant Magnetita Casiterita Biotita Spodumen e Magnético Cinabrio Valostanita Stavro lith Pirita Corindón Hipersteno Turmalina Pirolusita Limonita Gpis Fluorita Pirrotita Siderita Granada (ligera) Celestina (hierro ligero) Platino Smithsonita Calcita Scheelita Rutilo Esfalerita Sal de roca Espinela Plata Tungstit Carnalita Epidota Tantalita Faialita Cuarzo Tetraedrita Cromita Cianita Titanomagnetita Circón (hierro alto) Xenotima Calcosina Calcopirita
El primer y segundo grupo están bien separados del tercero. Los miembros del primer grupo son un poco más difíciles de separar que los del segundo. Es prácticamente imposible separar los minerales del Grupo 2 del Grupo 3 o del mismo grupo basándose únicamente en las diferencias naturales en la conductividad eléctrica.
En este caso, se utiliza una preparación especial de materiales para aumentar artificialmente las diferencias en su conductividad eléctrica. El método de preparación más común es cambiar el contenido de humedad superficial de los minerales.
El principal factor que determina la conductividad eléctrica total de las partículas de minerales no conductores y semiconductores es su conductividad superficial... Dado que el aire atmosférico contiene, por lo tanto, la cantidad de humedad, esta última adsorbida en la superficie de los granos, afecta fuertemente el valor de su conductividad eléctrica.
Al ajustar la cantidad de humedad adsorbida, se puede controlar el proceso de separación eléctrica. En este caso, tres casos principales son posibles:
- las conductividades intrínsecas de los dos minerales en aire seco son diferentes (difieren en dos órdenes de magnitud o más), pero debido a la adsorción de humedad en aire con humedad normal, la diferencia en conductividad eléctrica desaparece;
- los minerales tienen conductividades eléctricas inherentes similares, pero debido al grado desigual de hidrofobicidad de sus superficies, las criaturas aparecen en el aire húmedo, la diferencia en conductividad;
- la conductividad es cercana y no cambia con el cambio de humedad.
En el primer caso, la separación eléctrica de la mezcla mineral debe realizarse en aire seco o después de un secado preliminar. Al mismo tiempo, para mantener la constancia de la conductividad de la superficie, por un corto tiempo solo se necesita la sequedad de la superficie de las partículas, no importa su propia humedad interna de los seres.
En el segundo caso, se necesita mojar para aumentar la conductividad eléctrica de un mineral más hidrofílico. Los mejores resultados se logran manteniendo el material y liberándolo en una atmósfera acondicionada con una humedad óptima.
En el tercer caso, es necesario cambiar artificialmente el grado de hidrofobicidad de uno de los minerales (más efectivamente, mediante tratamiento reactivo con surfactante).
Los minerales se pueden tratar con reactivos orgánicos fijados selectivamente en su superficie: hidrofugantes, reactivos inorgánicos que pueden hacer que la superficie del mineral sea hidrófila y una combinación de estos reactivos (en este caso, los reactivos inorgánicos pueden desempeñar el papel de reguladores que afectan la la fijación de reactivos orgánicos).
Al elegir un régimen de tratamiento con surfactante, es recomendable utilizar la amplia experiencia en la flotación de minerales similares. Si el par separado tiene una conductividad eléctrica intrínseca cercana y no hay posibilidad de cambiar selectivamente el grado de hidrofobicidad de su superficie mediante tratamiento con tensioactivos, entonces se puede usar tratamiento químico o térmico o irradiación como métodos de preparación.
El primero consiste en la formación de una película de una nueva sustancia sobre la superficie de los minerales, producto de una reacción química. Al elegir los reactivos para el tratamiento químico (líquido o gaseoso), se utilizan las reacciones conocidas de química analítica o mineralogía, características de estos minerales: por ejemplo, para el tratamiento de minerales de silicato - exposición al fluoruro de hidrógeno, para la preparación de sulfuros - los procesos de sulfuración con azufre elemental, tratamiento con sales de cobre, etc.
A menudo ocurre lo contrario, cuando aparecen películas superficiales de varios tipos de formaciones en la superficie de los minerales en el proceso de cambios secundarios, que deben limpiarse antes de la separación. La limpieza se realiza por métodos mecánicos (desintegración, fregado) o también por métodos químicos.
Durante el tratamiento térmico, la diferencia en la conductividad eléctrica se puede lograr debido a cambios desiguales en la conductividad de los minerales durante el calentamiento, durante la cocción de reducción u oxidación y mediante el uso de otros efectos.
La conductividad de algunos minerales se puede cambiar por rayos ultravioleta, infrarrojos, rayos X o radiactivos (ver Tipos de radiación electromagnética).
El beneficio eléctrico de minerales, basado en la capacidad de los minerales para adquirir cargas eléctricas de diferente signo o magnitud al contacto o fricción, se usa comúnmente para separar minerales con propiedades semiconductoras o no conductoras.
La diferencia máxima en el tamaño de las cargas de los minerales separados se logra debido a la elección del material con el que están en contacto, así como a los cambios en la naturaleza del movimiento de la mezcla mineral durante la carga (vibraciones, molienda intensiva y separación).
Las propiedades eléctricas de las superficies minerales pueden controlarse ampliamente mediante los métodos descritos anteriormente.
Las operaciones preparatorias suelen ser el secado del material, la clasificación estrecha de su tamaño y el desempolvado.
Para el electroenriquecimiento de material con un tamaño de partícula inferior a 0,15 mm, el proceso de separación triboadhesivo es muy prometedor.
Separación eléctrica basada en diferencias en constante dieléctrica Los minerales son ampliamente utilizados en la práctica del análisis mineralógico.
Los separadores eléctricos de una amplia variedad de tipos y diseños se utilizan para la separación eléctrica de minerales.
Separadores para materiales granulares:
- Corona (tambor, cámara, tubular, cinta, transportador, plato);
- Electrostática (tambor, cámara, cinta, cascada, placa);
- Combinado: corona-electrostático, corona-magnético, triboadhesivo (tambor).
Colectores de polvo:
- Corona (cámara con alimentación superior e inferior, tubular);
- Combinado: corona-electrostático, corona-magnético, triboadhesivo (cámara, disco, tambor).
Su elección está determinada por la diferencia en las propiedades electrofísicas de los materiales, que deben separarse por el tamaño de sus partículas, así como por las peculiaridades de la composición del material (forma de las partículas, gravedad específica, etc.).
El beneficio eléctrico de minerales se caracteriza por un proceso económico y de alta eficiencia, por lo que es cada vez más utilizado.
Los principales minerales y materiales procesados mediante métodos de beneficio eléctrico:
- Lodos y concentrados complejos de yacimientos minerales: acabado selectivo de concentrados y concentrados complejos que contienen oro, platino, casiterita, wolframita, monacita, circón, rutilo y otros componentes valiosos;
- Minerales diamantados: beneficio de minerales y concentrados primarios, acabado de concentrados a granel, regeneración de desechos diamantados;
- Minerales de titanomagnetita: beneficio de minerales, materiales intermedios y relaves;
- Minerales de hierro: beneficio de magnetita y otros tipos de minerales, obtención de concentrados profundos, desempolvado y clasificación de diversos productos industriales;
- Minerales de manganeso y cromita: beneficio de minerales, productos industriales y desechos de plantas de procesamiento, eliminación de polvo y clasificación de diversos productos;
- Minerales de estaño y tungsteno: beneficio de minerales, acabado de productos no estándar;
- Minerales de litio: beneficio de minerales de espodumena, tsinwaldita y lepidolita;
- Grafito - beneficio de minerales, refinación y clasificación de concentrados de baja calidad;
- Amianto: beneficio de minerales, productos industriales y desechos de plantas de procesamiento, eliminación de polvo y clasificación de productos;
- Materias primas cerámicas: beneficio, clasificación y desempolvado de rocas de feldespato y cuarzo;
- Caolín, talco: enriquecimiento y separación de fracciones finas;
- Sales — beneficio, clasificación;
- Fosforitas: beneficio, clasificación;
- Carbón bituminoso: beneficio, clasificación y desempolvado de grados pequeños.