Обогащение в тяжелых средах

В среде, плотность ко­торой имеет промежуточное значение между плотностями ценных минералов и минералов пустой породы, минеральные зерна, плот­ность которых меньше плотности среды, будут всплывать, а более плотные будут тонуть. Это явление положено в основу процесса обогащения в тяжелых средах (водные растворы неорганических солей, органические жидкости, водные суспензии, воздушные сус­пензии-аэрозоли). В промышленности используются чаще водные суспензии с утяжелителями (галенит - при флотации; магнезит, фер­росилиций - при магнитной сепарации; кварцевый песок - при классифика­ции, сгущении).

Флотационный метод обогащения основан на различной способности минералов удерживаться на границе раздела двух фаз, обусловленной различием удельных поверхностных энер­гий минералов.

Из всех разновидностей флотационного обогаще­ния наибольшее распространение получил процесс пенной флота­ции, в котором для разделения минералов используется граница раздела «вода - воздух».

Энергично перемешиваемую пульпу, содер­жащую тонкие зерна измельченной руды, насыщают воздухом, рас­пределяя его в объеме пульпы в виде большого числа воздушных пузырьков. Пузырьки воздуха, контактируя с жидкой фазой пуль­пы, создают границу раздела вода - воздух.

Минеральные зерна, не смачиваемые водой, при столкновении с воздушными пузырьками закрепляются на этой границе. Агрегат, состоящий из

Рис. 4.46. Схема флотационного разделения минералов: 1 - минеральная частица, не смачиваемая водой; 2 - минеральная частица, смачиваемая водой; 3 - воздушный пузырек с закрепившей­ся частицей; 4 - пористая перегородка

воздушного пузырька с закрепившейся на нем твердой частицей, имея плотность меньшую, чем плотность пульпы, всплывает на поверхность. Масса поднявшихся пузырьков образует на поверхности пульпы слой пе­ны, которую легко можно отделить от пульпы. В пену извлекаются зерна минералов, которые водой не смачиваются. Зерна минералов, смачиваемых водой, к воздушным пузырькам не прилипают и оста­ются в объеме пульпы. На рисунке 4.46 показана схема флотацион­ного разделения минералов. В этом методе, используемом для обогащения мелкого угля, частицы угля, обработанные гидрофобным флотационным реагентом, захватываются воздушными пузырьками пены и всплывают с ними на поверхность. Пустая гидрофильная порода оседает на дне. Отделение от воды осуществляется грохочением крупного угля, центрифугированием угля средней крупности и фильтрованием или сушкой мелкого.