1.2. Мінерали, які збагачують

ГРАВІТАЦІЙНИМИ ПРОЦЕСАМИ

Гравітаційні процеси збагачення є основними при переробці багатьох корисних копалин.

При гравітаційному розділенні використовуються відмінності у властивостях мінералів за густиною, крупністю і формою зерен.

Густина мінералу – маса одиниці об’єму мінералу; на практиці визначається як відношення маси зерна в моноліті до його об’єму:

δ = m / W, (1.1)

де δ – густина мінералу, кг/м³; m – маса зерна, кг; W – об’єм зерна, м³.

За абсолютною величиною густина мінералів, які збагачуються гравітаційними процесами складає від 1300 до 19000 кг/м³. Відомості про густину деяких мінералів наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 – Густина деяких мінералів

Мінерал	Хімічна формула	Густина, кг/м3	Корисний компонент	Вміст корисного компоненту в мінералі, %
Золото самородне Платина самородна Галеніт Вольфраміт Каситерит Гематит Пірит Піролюзит Циркон Хроміт Барит Халькопірит Сфалерит Флюорит Магнезит Кальцит Каолініт Кварц Антрацит Вугілля	Au Pt PbS (Fe, Mn) WO4 SnO2 Fe2O3 FeS2 MnO2 ZrSiO4 FeO ∙ Cr2O3 BaSO4 CuFeS2 ZnS CaF2 MgCO3 CaCO3 Al2O3 2SiO2 2H2O SiO2 C C	16000-19000 14000-19000 7400-7600 7100-7400 6900-7000 5000-5200 4900-5200 4800-5000 4700-4800 4600-4800 4300-4500 4100-4300 3900-4100 3000-3100 3000-3060 2700-2730 2600-2700 2500-2650 1600-2200 1300-1800	Au Pt Pb WO3 Sn Fe S Mn ZrO2 Cr2O3 BaO Cu Zn F MgO CaO Al2O3 SiO2 C C	до 99,7 до 96,0 86,6 до 75,0 78,8 70,0 53,4 до 63,0 67,0 до 65,0 65,7 34,5 67,0 48,9 47,8 56,0 39,5 до 100,0 до 100,0 до 100,0

Однак для практики гравітаційного збагачення має значення не тільки абсолютна величина густини збагачуваних мінералів, але, - що навіть важливіше, - розходження в густині розділюваних фракцій. Чим більше розходження в густині мінералів, які розділяються, тим ефективніше і легше здійснюється їхнє розділення.

Крупність мінеральних зерен оцінюється лінійним розміром, так званим еквівалентним діаметром (d_е), що визначається як діаметр кулі, рівновеликої за об’ємом реальному мінеральному зерну неправильної форми:

W= π d_е³/6, (1.2)

звідки

d_е = (1.3)

Крім того, крупність окремих зерен мінералу може бути визначена як середнє арифметичне або середнє геометричне розмірів зерен у тривимірному просторі (по осях Х, У, Z).

Крупність матеріалів оцінюється їх ґранулометричним складом.

При гравітаційному збагаченні зі зменшенням крупності зерен мінеральної суміші зростають витрати на проведення процесу і знижується його ефективність.

Форма мінеральних зерен характеризується коефіцієнтом сферичності φ, що являє собою відношення величини поверхні кулі S_К до величини поверхні рівновеликого йому за об’ємом зерна неправильної форми S:

φ = S_К / S.(1.4)

Форма зерен залежить від природи мінералів. Мінеральні зерна корінних родовищ мають різну неправильну форму: кубічну (магнетит), кутасту (вугілля), пластинчасту (сланець), голчасту (азбест). Зерна мінералів розсипних родовищ під впливом руслових потоків набувають обкатаної форми, близької до сферичної.

Коефіцієнт сферичності мінеральних зерен наведений у таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 - Коефіцієнт сферичності мінеральних зерен

Форма зерен	φ	Форма зерен	φ
Пластинчаста Голчаста Довгаста Циліндрична	0,2 – 0,6 0,6 – 0,7 0,6 – 0,8 0,7 – 0,8	Кубічна Кутаста Округлена, обкатана Сферична	0,7 - 0,8 0,8 0,8 – 0,9 1,0

Звичайно коефіцієнт сферичності мінеральних зерен φ ≤ 1. Чим більше наближається форма зерна до сфери, тим більша швидкість його руху в середовищі в порівнянні зі швидкістю руху зерен іншої форми. При гравітаційному збагаченні найбільш сприятливий варіант має місце в тому випадку, якщо зерна мінералу більшої густини будуть мати округлу форму, близьку до сферичної, а зерна мінералу меншої густини – плоску форму, близьку до пластинчастої.