Traitement électrique des minéraux, séparation électrique

Valorisation électrique des minéraux - séparation des composants précieux des stériles, basée sur l'action d'un électricien, un champ sur leurs particules, qui diffèrent par leurs propriétés électrophysiques. Des méthodes de séparation électrique sont utilisées pour l'enrichissement.

Parmi celles-ci, les plus applicables sont les méthodes basées sur les différences de conductivité électrique, sur la capacité à acquérir des charges électriques au contact et au frottement, et sur les constantes diélectriques des minéraux séparés. L'utilisation de phénomènes de conduction unipolaire, pyroélectrique, piézoélectrique et autres ne peut être efficace que dans certains cas.

L'enrichissement de la conductivité est réussi si les composants du mélange minéral diffèrent considérablement en conductivité.

Caractéristiques de la possibilité de séparation électrique des minéraux et des roches par conductivité électrique (selon N.F. Olofinsky)

1. Bon conducteur 2. Semi-conducteur 3.Mauvaise conductivité Anthracite Antimonite Diamant Magnésite Arsénopyrite Bauxite Albite Monazite Galène Storm Iron Ore Anorite Muscovite Hémaphite Bismuth Éclat Apatite Néphéline Or Wolframite Baddeilite Olivine Ilménite Grenat (Ferreux) Barytine Hornblende Coveline Gubnérite Bastnésite Soufre Columbite Kaolinite Béryl Sillimant Magnétite Cassitérite Biotite Spodumène Magnétique C innabar Valostanite Stavro lith Pyrite Corindon Hypersthène Tourmaline Pyrolusite Limonite Gpis Fluorite Pyrrhotite Sidérite Grenade (légère) Célestine (fer léger) Platine Smithsonite Calcite Scheelite Rutile Sphalérite Sel gemme Spinelle Argent Tungstit Carnalite Épidote Tantalite Faïalite Quartz Tétrahédrite Chromite Kyanite Titanomagnétite Zircon (haute teneur en fer) Xénotime Chalcosine Chalcopyrite

Les premier et deuxième groupes sont bien séparés du troisième. Les membres du 1er groupe sont un peu plus difficiles à séparer que le 2ème. Il est pratiquement impossible de séparer les minéraux du groupe 2 du groupe 3 ou du même groupe en utilisant uniquement les différences naturelles de conductivité électrique.

Dans ce cas, une préparation spéciale de matériaux est utilisée pour augmenter artificiellement les différences de conductivité électrique. La méthode de préparation la plus courante consiste à modifier la teneur en humidité de surface des minéraux.

Le principal facteur qui détermine la conductivité électrique totale des particules de minéraux non conducteurs et semi-conducteurs est leur conductivité superficielle... Puisque l'air atmosphérique contient, par conséquent, la quantité d'humidité, celle-ci adsorbée à la surface des grains, affecte fortement la valeur de leur conductivité électrique.

En ajustant la quantité d'humidité adsorbée, le processus de séparation électrique peut être contrôlé. Dans ce cas, trois cas principaux sont possibles :

• les conductivités intrinsèques des deux minéraux dans l'air sec sont différentes (elles diffèrent de deux ordres de grandeur ou plus), mais en raison de l'adsorption d'humidité dans l'air avec une humidité normale, la différence de conductivité électrique disparaît;
• les minéraux ont des conductivités électriques inhérentes similaires, mais en raison du degré inégal d'hydrophobicité de leurs surfaces, les créatures apparaissent dans l'air humide, la différence de conductivité;
• la conductivité est proche et ne change pas avec l'humidité changeante.

Dans le premier cas, la séparation électrique du mélange minéral doit être réalisée sous air sec ou après séchage préalable. Dans le même temps, afin de maintenir la constance de la conductivité de surface, seule la sécheresse de la surface des particules est nécessaire pendant une courte période, leur propre humidité interne des êtres n'a pas d'importance.

Dans le second cas, un mouillage est nécessaire pour augmenter la conductivité électrique d'un minéral plus hydrophile. Les meilleurs résultats sont obtenus en maintenant le matériau et en le libérant dans une atmosphère conditionnée à une humidité optimale.

Dans le troisième cas, il est nécessaire de modifier artificiellement le degré d'hydrophobicité de l'un des minéraux (le plus efficacement - par traitement réactif avec un tensioactif).

Les minéraux peuvent être traités avec des réactifs organiques fixés sélectivement à leur surface - des hydrophobeurs, des réactifs inorganiques qui peuvent rendre la surface du minéral hydrophile, et une combinaison de ces réactifs (dans ce cas, les réactifs inorganiques peuvent jouer le rôle de régulateurs qui affectent la la fixation des réactifs organiques).

Lors du choix d'un régime de traitement de surfactant, il est conseillé d'utiliser la vaste expérience de la flottation de minéraux similaires. Si la paire séparée a une conductivité électrique intrinsèque proche et qu'il n'y a aucune possibilité de modifier sélectivement le degré d'hydrophobicité de leur surface par traitement avec des tensioactifs, un traitement chimique ou thermique ou une irradiation peuvent être utilisés comme procédés de préparation.

La première consiste en la formation d'un film d'une nouvelle substance à la surface des minéraux, produit d'une réaction chimique. Lors du choix des réactifs pour le traitement chimique (liquide ou gazeux), les réactions connues de la chimie analytique ou de la minéralogie, caractéristiques de ces minéraux, sont utilisées : par exemple, pour le traitement des minéraux silicatés - exposition au fluorure d'hydrogène, pour la préparation des sulfures - les procédés de sulfuration au soufre élémentaire, de traitement aux sels de cuivre, etc.

L'inverse est souvent le cas, lorsque des films de surface de divers types de formations apparaissent à la surface de minéraux au cours de changements secondaires, qui doivent être nettoyés avant la séparation. Le nettoyage se fait par des méthodes mécaniques (désagrégation, épuration) ou encore par des méthodes chimiques.

Pendant le traitement thermique, la différence de conductivité électrique peut être obtenue en raison de changements inégaux de la conductivité des minéraux pendant le chauffage, pendant la cuisson de réduction ou d'oxydation, et en utilisant d'autres effets.

La conductivité de certains minéraux peut être modifiée par les ultraviolets, les infrarouges, les rayons X ou les rayons radioactifs (voir Types de rayonnement électromagnétique).

L'enrichissement électrique des minéraux, basé sur la capacité des minéraux à acquérir des charges électriques de signe ou d'amplitude différents lors du contact ou du frottement, est couramment utilisé pour séparer les minéraux ayant des propriétés semi-conductrices ou non conductrices.

La différence maximale dans la taille des charges des minéraux séparés est obtenue en raison du choix du matériau avec lequel ils sont en contact, ainsi que des changements dans la nature du mouvement du mélange minéral lors de la charge (vibrations, broyage intensif et séparation).

Les propriétés électriques des surfaces minérales peuvent être largement contrôlées par les méthodes décrites ci-dessus.

Les opérations préparatoires consistent généralement en un séchage du matériau, une classification étroite de sa taille et un dépoussiérage.

Pour l'électroenrichissement de matériau de granulométrie inférieure à 0,15 mm, le procédé de séparation triboadhésif est très prometteur.

Séparation électrique basée sur les différences en constante diélectrique les minéraux sont largement utilisés dans la pratique de l'analyse minéralogique.

Des séparateurs électriques d'une grande variété de types et de conceptions sont utilisés pour la séparation électrique des minéraux.

Séparateurs pour matériaux granulaires :

• Couronne (tambour, chambre, tubulaire, bande, convoyeur, plaque);
• Électrostatique (tambour, chambre, ruban, cascade, plaque);
• Combiné : corona-électrostatique, corona-magnétique, triboadhésif (tambour).

Dépoussiéreurs :

• Couronne (chambre avec alimentation supérieure et inférieure, tubulaire);
• Combiné : corona-électrostatique, corona-magnétique, triboadhésif (chambre, disque, tambour).

Leur choix est déterminé par la différence des propriétés électrophysiques des matériaux, qui doivent être séparées par la taille de leurs particules, ainsi que par les particularités de la composition du matériau (forme des particules, gravité spécifique, etc.).

L'enrichissement électrique des minéraux se caractérise par une efficacité économique et élevée du procédé, c'est pourquoi il est de plus en plus utilisé.

Les principaux minéraux et matériaux traités par les méthodes d'enrichissement électrique :

• Boues et concentrés complexes de gisements de minerai - finition sélective de concentrés et de concentrés complexes contenant de l'or, du platine, de la cassitérite, de la wolframite, de la monazite, du zircon, du rutile et d'autres composants précieux ;
• Minerais diamantifères - enrichissement des minerais et des concentrés primaires, finition des concentrés en vrac, régénération des déchets diamantifères ;
• Minerais de titanomagnétite — enrichissement des minerais, des matériaux intermédiaires et des résidus ;
• Minerais de fer - valorisation de la magnétite et d'autres types de minerais, obtention de concentrés en profondeur, dépoussiérage et classification de divers produits industriels ;
• Minerais de manganèse et de chromite — enrichissement des minerais, des produits industriels et des déchets des usines de traitement, dépoussiérage et classification de divers produits ;
• Minerais d'étain et de tungstène — enrichissement des minerais, finition de produits non standard ;
• Minerais de lithium — enrichissement des minerais de spodumène, de tsinwaldite et de lépidolite ;
• Graphite - enrichissement des minerais, raffinage et classification des concentrés de faible qualité ;
• Amiante - valorisation des minerais, des produits industriels et des déchets des usines de traitement, dépoussiérage et classification des produits ;
• Matières premières céramiques — enrichissement, classification et dépoussiérage des roches de feldspath et de quartz ;
• Kaolin, talc — enrichissement et séparation des fractions fines ;
• Sels — enrichissement, classification ;
• Phosphorites — enrichissement, classification ;
• Charbon bitumineux — enrichissement, classification et dépoussiérage de petites qualités.