المعالجة الكهربائية للمعادن والفصل الكهربائي
الإثراء الكهربائي للمعادن - فصل المكونات القيمة عن النفايات الصخرية ، بناءً على عمل كهربائي ، وهو مجال على جزيئاتها ، والتي تختلف في الخصائص الكهروفيزيائية. تستخدم طرق الفصل الكهربائي للتخصيب.
أكثرها قابلية للتطبيق هي الطرق القائمة على الاختلافات في التوصيل الكهربائي ، وفي القدرة على اكتساب الشحنات الكهربائية عند التلامس والاحتكاك ، وفي ثوابت العزل الكهربائي للمعادن المفصولة. لا يمكن أن يكون استخدام التوصيل أحادي القطب ، والكهرباء الحرارية ، والكهرباء الانضغاطية والظواهر الأخرى فعالاً إلا في حالات معينة.
ينجح التخصيب الموصلية إذا كانت مكونات الخليط المعدني تختلف اختلافًا كبيرًا في الموصلية.
خصائص إمكانية الفصل الكهربائي للمعادن والصخور عن طريق التوصيل الكهربائي (وفقًا لـ NF Olofinsky)
1. موصل جيد 2. أشباه الموصلات 3.ضعيف التوصيل أنثراسايت الأنتيمونيت الماغنسيوم أرسينوبيرايت البوكسيت ألبايت المونازيت جالينا ستورم خام الحديد أنوريت المسكوفيت البزموت البزموت اللامع الأباتيت النيفلين الذهب وولفراميت بادديلايت أوليفين الإلمنيت العقيق (الحديدوز) الباريت هورنبلند كوفيلين غوبنيريت Bastnesite Sulfurite سينابار مغناطيسي فالوستانيت ستافرو ليث بيريت corundum hypersthene tourmaline pyrolusite limonite gpis fluorite pyrrhotite siderite pomegranate (Light) Celestine (Light Iron) Otime Chalcosine Chalcopyrite
يتم فصل المجموعات الأولى والثانية جيدًا عن المجموعة الثالثة. يصعب فصل أعضاء المجموعة الأولى عن المجموعة الثانية. يكاد يكون من المستحيل فصل معادن المجموعة 2 عن المجموعة 3 أو نفس المجموعة بناءً على استخدام الاختلافات الطبيعية فقط في التوصيل الكهربائي.
في هذه الحالة ، يتم استخدام تحضير خاص للمواد لزيادة الاختلافات في توصيلها الكهربائي بشكل مصطنع. أكثر طرق التحضير شيوعًا هي تغيير محتوى الرطوبة السطحي للمعادن.
العامل الرئيسي الذي يحدد التوصيل الكهربائي الكلي لجزيئات المعادن غير الموصلة وشبه الموصلة هو الموصلية السطحية... بما أن الهواء الجوي يحتوي ، بالتالي ، على كمية الرطوبة ، فإن الأخير يمتص على سطح الحبوب ، ويؤثر بشكل حاد على قيمة توصيلها الكهربائي.
من خلال ضبط كمية الرطوبة الممتصة ، يمكن التحكم في عملية الفصل الكهربائي. في هذه الحالة ، هناك ثلاث حالات رئيسية ممكنة:
- تختلف التوصيلات الجوهرية للمعدنين في الهواء الجاف (تختلف بمرتبتين من حيث الحجم أو أكثر) ، ولكن بسبب امتصاص الرطوبة في الهواء مع الرطوبة العادية ، يختفي الاختلاف في التوصيل الكهربائي ؛
- المعادن لها موصلات كهربائية متأصلة متشابهة ، ولكن بسبب الدرجة غير المتكافئة للكره للماء لأسطحها ، تظهر الكائنات في الهواء الرطب ، الفرق في الموصلية ؛
- الموصلية قريبة ولا تتغير مع تغير الرطوبة.
في الحالة الأولى ، يجب إجراء الفصل الكهربائي للخليط المعدني في الهواء الجاف أو بعد التجفيف الأولي. في الوقت نفسه ، من أجل الحفاظ على ثبات التوصيل السطحي ، لفترة قصيرة فقط ، لا يلزم سوى جفاف سطح الجزيئات ، ولا يهم الرطوبة الداخلية للكائنات.
في الحالة الثانية ، يكون الترطيب ضروريًا لزيادة التوصيل الكهربائي لمعدن أكثر مقاومة للماء. يتم تحقيق أفضل النتائج من خلال إمساك المادة وإطلاقها في جو مكيف في رطوبة مثالية.
في الحالة الثالثة ، من الضروري تغيير درجة كره الماء لأحد المعادن بشكل مصطنع (الأكثر فعالية - عن طريق المعالجة الكاشفية مع الفاعل بالسطح).
يمكن معالجة المعادن بكواشف عضوية مثبتة بشكل انتقائي على سطحها - المواد الطاردة للماء ، والكواشف غير العضوية التي يمكن أن تجعل سطح المعدن محبًا للماء ، ومجموعة من هذه الكواشف (في هذه الحالة ، يمكن أن تلعب الكواشف غير العضوية دور المنظمات التي تؤثر على تثبيت الكواشف العضوية).
عند اختيار نظام معالجة الفاعل بالسطح ، يُنصح باستخدام الخبرة الواسعة في تعويم المعادن المماثلة. إذا كان الزوج المنفصل لديه موصلية كهربائية داخلية قريبة ولا توجد إمكانية لتغيير درجة كره سطحه للماء بشكل انتقائي عن طريق المعالجة مع المواد الخافضة للتوتر السطحي ، فيمكن عندئذٍ استخدام المعالجة الكيميائية أو الحرارية أو التشعيع كطرق تحضير.
الأول هو تكوين فيلم من مادة جديدة على سطح المعادن - نتاج تفاعل كيميائي. عند اختيار الكواشف للمعالجة الكيميائية (سائلة أو غازية) ، تُستخدم التفاعلات المعروفة من الكيمياء التحليلية أو علم المعادن ، المميزة لهذه المعادن: على سبيل المثال ، لمعالجة معادن السيليكات - التعرض لفلوريد الهيدروجين ، لتحضير الكبريتيدات - عمليات الكبريتدة بالكبريت الأولي ، والمعالجة بأملاح النحاس ، إلخ.
غالبًا ما يحدث العكس ، عندما تظهر أغشية سطحية من أنواع مختلفة من التكوينات على سطح المعادن في عملية تغييرات ثانوية ، والتي يجب تنظيفها قبل الانفصال. يتم التنظيف بالطرق الميكانيكية (التفكك ، الغسل) أو بالطرق الكيميائية أيضًا.
أثناء المعالجة الحرارية ، يمكن تحقيق الاختلاف في التوصيل الكهربائي بسبب التغيرات غير المتكافئة في موصلية المعادن أثناء التسخين ، وأثناء إطلاق النار بالاختزال أو الأكسدة ، وباستخدام تأثيرات أخرى.
يمكن تغيير موصلية بعض المعادن عن طريق الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة السينية أو الأشعة المشعة (انظر أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي).
الإثراء الكهربائي للمعادن ، استنادًا إلى قدرة المعادن على الحصول على شحنات كهربائية ذات علامة أو حجم مختلف عند التلامس أو الاحتكاك ، يستخدم بشكل شائع لفصل المعادن بخصائص شبه موصلة أو غير موصلة.
يتحقق أقصى فرق في حجم شحنات المعادن المفصولة بسبب اختيار المادة التي تتلامس معها ، وكذلك التغيرات في طبيعة حركة الخليط المعدني أثناء الشحن (الاهتزازات ، الطحن المكثف والانفصال).
يمكن التحكم في الخواص الكهربائية للأسطح المعدنية على نطاق واسع بالطرق الموضحة أعلاه.
عادة ما تكون العمليات التحضيرية هي تجفيف المادة ، وتصنيف ضيق لحجمها وإزالة الغبار.
بالنسبة للتخصيب الكهربائي لمواد بحجم جزيئات أقل من 0.15 مم ، فإن عملية فصل المواد اللاصقة الثلاثية واعدة جدًا.
الفصل الكهربائي على أساس الاختلافات في ثابت العزل تستخدم المعادن على نطاق واسع في ممارسة التحليل المعدني.
تستخدم الفواصل الكهربائية من مجموعة متنوعة من الأنواع والتصاميم للفصل الكهربائي للمعادن.
فواصل للمواد الحبيبية:
- التاج (أسطوانة ، حجرة ، أنبوبي ، حزام ، ناقل ، لوحة) ؛
- كهرباء (أسطوانة ، غرفة ، شريط ، سلسلة ، لوحة) ؛
- مجتمعة: الإكليل الكهروستاتيكي ، الإكليل المغناطيسي ، ثلاثي اللاصق (الأسطوانة).
جامعي الغبار:
- التاج (غرفة مع تغذية علوية وسفلية ، أنبوبي) ؛
- مجتمعة: الإكليل الكهروستاتيكي ، الإكليل المغناطيسي ، ثلاثي اللاصق (الغرفة ، القرص ، الأسطوانة).
يتم تحديد اختيارهم من خلال الاختلاف في الخصائص الكهروفيزيائية للمواد ، والتي يجب فصلها عن طريق حجم جزيئاتها ، وكذلك من خلال خصائص تكوين المادة (شكل الجسيمات ، الجاذبية النوعية ، إلخ).
تتميز عملية الاستفادة الكهربائية من المعادن بكفاءة اقتصادية وعالية للعملية ، وهذا هو سبب استخدامها بشكل متزايد.
المعادن والمواد الرئيسية المعالجة باستخدام طرق الإثراء الكهربائية:
- الملاط والمركزات المعقدة لرواسب الخام - إنهاء انتقائي للمركزات والمركزات المعقدة التي تحتوي على الذهب والبلاتين والقصدير والولفراميت والمونازيت والزركون والروتيل والمكونات القيمة الأخرى ؛
- خامات الماس - إثراء الخامات والمركزات الأولية ، وإنهاء المركزات السائبة ، وتجديد النفايات الحاملة للماس ؛
- خامات Titanomagnetite - إثراء الخامات والمواد الوسيطة والمخلفات ؛
- خامات الحديد - إثراء المغنتيت وأنواع الخامات الأخرى ، والحصول على مركزات عميقة ، وإزالة الغبار وتصنيف المنتجات الصناعية المختلفة ؛
- خامات المنغنيز والكروميت - إثراء الخامات والمنتجات الصناعية والنفايات من مصانع المعالجة ، وإزالة الغبار وتصنيف المنتجات المختلفة ؛
- خامات القصدير والتنغستن - إثراء الخامات ، والتشطيب من المنتجات غير القياسية ؛
- خامات الليثيوم - إثراء خامات الإسبودومين والتسينوالدايت واللبيدوليت ؛
- الجرافيت - إثراء الخامات وتنقية وتصنيف المركزات منخفضة الجودة ؛
- الأسبستوس - الاستفادة من الخامات والمنتجات الصناعية والنفايات من مصانع التجهيز وإزالة الغبار وتصنيف المنتجات ؛
- المواد الخام الخزفية - إثراء وتصنيف وإزالة الغبار من صخور الفلسبار والكوارتز ؛
- الكاولين والتلك - تخصيب وفصل الكسور الدقيقة ؛
- الأملاح - إثراء ، تصنيف ؛
- الفوسفوريت - إثراء ، تصنيف ؛
- الفحم البيتوميني - إثراء وتصنيف وإزالة الغبار من الدرجات الصغيرة.