Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Фракционирование в тяжелых жидкостях

Для отделения минералов тяжелой фракции от кварца, полевых шпатов и различных других легких обломочных частиц, обычно преобладающих в концентратах, применяют разделение минеральных компонентов на две основные фракции – легкую и тяжелую.

Наиболее часто для этой цели применяют бромоформ с удельным весом примерно 2,9, вследствие чего разделение минералов по величине удельного веса на основано на их поведении при погружении в бромоформ: тяжлые минералы погружаются в бромоформ, а легкие всплывают в нем.

Жидкости, а также тяжелые сплавы и суспензии употребляются и для более дробного фракционирования минералов, разделения их на группы с близкими значениями удельного веса, а в ряде случаев и для выделения мономинеральных фракций.

Полнота и скорость разделения концентратов зависят в основном от разницы между удельными весами минералов и жидкости и от вязкости последней. Существенное влияние на процесс фракионирования минералов оказывают также размеры минеральных зерен; тонкозернистые смеси минералов, мало отличающихся по удельному весу, иногда могут быть разделены только при помощи центрифугирования.

Основные требования, предъявляемые к тяжелым жидкостям следующие:

1) жидкость должна быть химически стойкой и инертной по отношению к разделяемой пробе;

2) должна иметь малую вязкость и быть прозрачной;

3) должна легко отделяться от разделяемой пробы путем растворения в других жидкостях или при испарении;

4) должна быть относительно безопасной для употребления.

Наиболее часто применямые для фракционирования жидкости следующие:

1) БРОМОФОРМ. CHBr_3. Легкоподвижная жидкость, бесцветная или бледно-желтая, прозрачная с резким сладковатым запахом. Удельный вес 2,9. У технического бромоформа иногда снижен до 2,8-2,75. Температура кристаллизации бромоформа +8,5ºС, температура кипения на воздухе около 150º. Растворителями являются этиловый спирт, бензол и эфир. Бромоформ летуч и ядовит, поэтому все работы с ним производятся с применением тяги.

2) ЖИДКОСТЬ ТУЛЕ. K₂HgI₄ *nH₂0. Прозрачная жидкость бледно-желтого или зеленовато-желтого цвета. Максимальный удельный вес 3,19, в разных пропорциях смешивается с водой давая растворы с широким диапазоном плотности. Менее стойкая, чем бромоформ, обладает большей вязкостью, разлагается металлами, органическими и некоторыми сернистыми соединениями. Сильно ядовита и раздражающе действует на кожу.

3) ЙОДИСТЫЙ МЕТИЛЕН. CH₂I_{2 .} Светло-желтая легкоподвижная жидкость, имеющая температуру кипения (при нормальном давлении) около 180ºС и замерзающая при +5ºС. Удельный вес 3,33-3.34, у технического йодистого метилена 3,25-3.30. На свету разлагается с выделением йода и темнеет. Восстанавливается стружкой латуни или бронзы. Ядовит. Менее вязок, чем бромоформ, вследствие чего находит широкое применение при разделении тонкозернистых минеральных смесей. Растворяется в бензоле, толуоле, ксилоле, эфире, частично в этиловом спирте.

4) ЧЕТЫРЕХБРОМИСТЫЙ АЦЕТИЛЕН (ТЕТРАБРОМЭТАН) C₂H₂Br_4. Бесцветная, иногда слабо желтоватая жидкость с удельным весом 2,97-3,00.Температура кипения 151ºС, температура замерзания около 0ºС. Растворяется в эфире, бензоле, ацетоне.

5) Жидкость Сушина-Рорбаха HgBaI₄*nH₂O. Красновато-коричневая вязкая жидкость с плотностью 3,58. Нестойкая на свету, разлагается в присутствии сульфидов, металлов и органических соединений. Ядовита. Растворяется в водном растворе йодистого калия, частично в этиловом спирте.

6) ЖИДКОСТЬ КЛЕЙНА. W₂B₂Cd₂O₃₀(OH)₄16H2O. Прозрачная легкоподвижная жидкость бледно-желтого цвета с удельным весом около 3,6. Растворяется в горячей воде. На свету медленно разлагается. Реагирует с карбонатами, металлами, некоторыми сульфидами.

7) ЖИДКОСТЬ КЛЕРИЧИ. CH₂(COO)₂Tl₂HCOOTl*nH₂O. Бледно окрашенная коричневато-желтая жидкость, весьма подвижная, с максимальным удельным весом 4,25.4,27 (при 20ºС). Разбавляется водой во всех пропорциях. Жидкость химически стойкая и не реагирует с большинством минералов россыпей.

Тяжелые жидкости, растворяющиеся в воде или в слабом водном растворе йодистого калия, удобны тем, что позволяют получать жидкости с большим диапазоном плотностей.

В качестве заменителей тяжелых жидкостей при эксплуатационной разведке россыпей некоторых полезных ископаемых иногда применяют суспензии, представляющие собой диспергированные в воде соединения тех или иных металлов. Наиболее распространены суспензии на основе барита и ферросилиция.

Разделение концентратов в тяжелых жидкостях производят двумя разными методами: статическим с применением делительных воронок различной конструкции или просто в стаканах, фарфоровых тиглях и чашках и динамическим методом, при помощи центрифугирования.

При фракционировании в делительных воронках сосуд до половины наполняют тяжелой жидкостью, высыпают пробу и тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Затем доливают жидкость, смывая зерна, прилипшие при высыпании к стенкам воронки, закрывают сосуд пробкой и дают отстояться. После окончания разделения тяжелую фракцию, скопившуюся в нижней части воронки, осторожно выпускают через отверстие притертого крана, отфильтровывают и отмывают от жидкости. Легкая фракция спускается на другой фильтр и также отмываются от жидкости. Делительные воронки и вспомогательное оборудование, применяемые для фракционирования в тяжелых жидкостях, изображены на рис.1 и 2.

Динамический способ фракционирования с помощью центрифуги является более быстрым и обеспечивает большую полноту разделения. Он особенно пригоден для фракционирования тонкозернистых шлихов, а также для разделения минералов, мало различающихся по удельному весу.

Разделение минералов производится в пробирках из стекла или из прозрачных пластмасс, не реагирующих с жидкостями. Для облегчения разделения тяжелой и легкой фракций пробирки снабжены специальным вкладышем с пробкой, в котором и собирается легкая фракция. Вкладыш представляет собой трубку с пережимом, имеющую узкое нижнее отверстие, а вверху – перекладину с отверстием для пробки. Пробка представлена стеклянной палочкой, которая в нижней части сошлифовывается на конус. После фракционирования вкладыш закрывается пробкой, нижняя часть которой закрывает нижнее отверстие. Затем вкладыш вместе с легкой фракцией вынимают из пробирки на дне которой остаются минералы тяжелой фракции.