Свойства минералов

П.И.ПИЛОВ

ГРАВИТАЦИОННАЯ СЕПАРАЦИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Учебное пособие для студентов, обучающихся специальности «Обогащение полезных ископаемых»

Днепропетровск

УДК 622.75

Гравитационная сепарация полезных ископаемых: Учебное пособие/П.И.Пилов. – Днепропетровск: Национальный горный университет, 2003. – 123 с.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся специальности «Обогащение полезных ископаемых» при изучении дисциплины «Гравитационные методы обогащения полезных ископаемых» и может быть полезно для аспирантов и научных работников.

Редакционная обработка автора

© Национальный

горный университет, 2003

© П.И.Пилов, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Гравитационными называют методы обогащения полезных ископаемых, в которых сепарация минеральных зерен, отличающихся плотностью, размерами и формой, обусловлена различием в характере и скорости их движения в жидких средах под действием силы тяжести или центробежной, а также сил сопротивления.

Гравитационные методы занимают ведущее место среди других методов обогащения, особенно в практике переработки каменных углей и антрацитов, золотосодержащих, вольфрамовых, молибденовых руд, руд россыпных месторождений и руд черных металлов.

Гравитационные методы по широте диапазона характеристик обогащаемых полезных ископаемых, разнообразию условий применения и назначению, простоте технологии, высокой производительности обогатительных аппаратов в сравнимых условиях превосходят многие другие процессы обогащения и обеспечивают высокую эффективность сепарации минеральных смесей при относительно низких материальных, трудовых и энергетических затратах.

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ И ЖИДКИХ СРЕД ДЛЯ ГРАВИТАЦИОННОЙ СЕПАРАЦИИ

Свойства минералов

В земной коре насчитывается около 3000 минералов. Минералы отличаются друг от друга химическим составом, физико-химическими и физико-механическими свойствами. К ним относятся: плотность, форма, твердость, цвет, блеск, электропроводность, смачиваемость, магнитная проницаемость и др.

С помощью технологий, основанных на гравитационной сепарации, можно извлекать порядка 250 из известных минералов.

Для гравитационных процессов сепарации существенное значение имеют такие свойства минеральных зерен, как плотность, крупность и форма.

Плотность вещества минерала (истинная плотность) это отношение массы к объему вещества:

.

Плотность минерала (кажущаяся плотность) – отношение массы к объему тела:

.

Объем тела больше объема вещества, поскольку включает в себя поры и пустоты. Объем пор равен разности объема тела и объема вещества, то пористость минерала:

.

Пример: какова кажущаяся плотность каменного угля, если его истинная плотность составляет 1450 кг/м³, а пористость – 10%.

Решение: из уравнения для пористости минералов получаем: =1450(1-10/100)=1305 кг/м³.

Крупность минеральных зерен определяется характерным размером – эквивалентным диаметром, равным диаметру сферы, равновеликой по объему зерну т.е.:

, откуда .

Пример: найти эквивалентный диаметр куска угля, если его масса составляет 0,785 г, а плотность – 1500 кг/м³.

Решение: поскольку масса частицы равна произведению ее объема на плотность, то при переводе массы частицы в килограммы, получаем:

Качественная характеристика и значения истинной плотности некоторых минералов приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Свойства некоторых минералов, извлекаемых гравитационными методами

Форма минеральных зерен зависит от физико-механических свойств минералов, условий разрушения горных пород и последующих на них воздействий природного и техногенного характера.

Например, зерна минералов, образованные при разрушении руд коренных месторождений имеют неправильную форму обломков кристаллов. У зерен каменных углей угловатая форма, сланца – пластинчатая, асбеста – игольчатая, магнетита – близкая к кубической. Окатанные минеральные зерна россыпных месторождений имеют округлую форму.

Отклонение формы зерен от сферической можно охарактеризовать коэффициентом формы, равным отношению поверхности шара, равновеликого по объему минеральному зерну к поверхности зерна:

.

В зависимости от величины коэффициента формы принято минеральные зерна относить к следующим формам: