9.9. Фракционирование по плотности

Фракционирование по плотности - это прежде всего разделение материала по плотности в тяжелых жидкостях. Наиболее распространены тяжелые жидкости, приведенные в табл. 9.2.

Таблица 9.2.

Характеристика тяжелых жидкостей

Тяжелая жидкость	Плотность, кг/м3	Вязкость, Па . с	Среда для растворения
Хлористый цинк	2500	0,0011	вода
Бромоформ	2890	0,002	спирт
М-45	3200	0,01	вода
Клеричи	4250	0,05	вода

Фракционный анализ угля выполняется по ГОСТ-4790-80.

Уголь крупностью +1 мм обесшламливают (проточной водой на сите 0,5 мм), высушивают и взвешивают, получая М.

Расслоение начинают в растворе ZnCl₂ плотности 1300 кг/м³, затем 1400, 1500, 1600, 1800 кг/м³. Погрузив пробу в сосуд с сетчатым дном, тщательно ее перемешивают и дают отстояться 1-5 мин. Всплывшую фракцию снимают перфорированным черпаком, промывают теплой водой в течение 2-3 минут, переносят на противень, высушивают до воздушно-сухого состояния при температуре менее 100 °С и взвешивают, получая массу фракции M_i ,

.

Гравитационный анализ рудных материалов выполняют в крупности – 3+0,01 мм. Материал проб не должен содержать металлическое железо, свободную (активную) известь, и другие химические соединения, изменяющие состав тяжелых жидкостей. Пробы перед анализом сушатся при температуре не выше 105-110 °С, при необходимости должны быть промыты или размагничены. При анализе необходимо в каждом частном случае проверять реакционную способность разделяемых минералов и выбранной жидкости.

Метод отстаивания применяют при крупности материала > 0,2 мм. Однако, благодаря его простоте, разрабатывают схемы и для меньших классов (кварц).

Истинная плотность смеси двух жидкостей,  в кг/м³

.

Отсюда объем добавляемого растворителя

.

Объем приготавливаемой тяжелой жидкости должен в 3 раза превышать объем пробы.

Тяжелую жидкость с пробой помещают в воронку (стакан, пробирку), перемешивают 2-3 раза с промежуточными отстаиваниями в течение 5-10-15 мин (и более). Полученные фракции промывают растворителем тяжелой жидкости (т.е. водой или спиртом), сушат при температуре не выше 105-110 °С, взвешивают. При необходимости анализируют. Контроль качества разделения осуществляется просмотром продуктов, в том числе под микроскопом. Еще более тонкое разделение может быть осуществлено в термоградиентной трубке, в которой создается градиент плотности тяжелой жидкости по высоте за счет охлаждения нижней части столба тяжелой жидкости и нагревания верхней его части.

Плотность является одним из самых распространенных и эффективных разделительных признаков. В таблице 9.3 представлены результаты фракционирования руды Тырны-Аузского месторождения, а на рис. 9.22 фракционная характеристика этой руды [45].

Рис. 9.23. Фракционная характеристика вольфрамо-молибденовой руды

Таблица 9.3

Результаты фракционирования вольфрамо-молибденовой руды

(класс -40+3 мм)

Плотность фракций, кг/м3	Выход, %	Массовая доля, %			Характеристики всплывших фракций						Характеристики потонувших фракций
					Выход, %		Массовая доля		Извлечение		Выход, %	Массовая доля, %	Извлечение, %
		WO3	Mo				WO3	Mo	WO3	Mo		WO3	εWO3
<2750	37,02	0,001		0,0003		37,02	0,001		0,61	0,57	100	0,067		100,00
2750-2800	16,84	0,001		0,0006		53,86	0,0009		0,72	1,14	62,98	0,106		99,39
2810-2900	18,05	0,015		0,0027		71,91	0,0045		4,86	3,92	46,14	0,138		99,28
2910-3000	6,61	0,053		0,0161		78,52	0,0086		10,07	9,93	28,09	0,214		95,14
>3000	21,48	0,281		0,0739		100,00	0,067		100,00	100,00	21,48	0,281		89,93
Всего	100,00	0,067		0,0176		-	-	-	-	-	-			-

В таблице 9.4 представлены результаты фракционирования полиметаллической руды, а на рис. 9.24 – фракционная характеристика этой руды [45].

Таблица 9.4