खनिजों का विद्युत उपचार, विद्युत पृथक्करण
खनिजों का विद्युत लाभकारीकरण - एक इलेक्ट्रीशियन की कार्रवाई के आधार पर अपशिष्ट चट्टान से मूल्यवान घटकों को अलग करना, उनके कणों पर एक क्षेत्र, जो इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों में भिन्न होता है। संवर्धन के लिए विद्युत पृथक्करण विधियों का उपयोग किया जाता है।
इनमें से, विद्युत चालकता में अंतर, संपर्क और घर्षण पर विद्युत आवेशों को प्राप्त करने की क्षमता और पृथक खनिजों के ढांकता हुआ स्थिरांक पर आधारित विधियाँ सबसे अधिक लागू होती हैं। एकध्रुवीय चालन, पायरोइलेक्ट्रिक, पीजोइलेक्ट्रिक और अन्य घटनाओं का उपयोग केवल कुछ मामलों में ही प्रभावी हो सकता है।
चालकता संवर्धन सफल होता है यदि खनिज मिश्रण के घटक चालकता में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं।
विद्युत चालकता द्वारा खनिजों और चट्टानों के विद्युत पृथक्करण की संभावना के लक्षण (एन.एफ. ओलोफिंस्की के अनुसार)
1. अच्छा कंडक्टर 2. सेमीकंडक्टर 3.खराब प्रवाहकीय एन्थ्रेसाइट एंटीमोनिट डायमंड मैग्नेसाइट आर्सेनोपाइराइट बॉक्साइट एल्बाइट मोनाज़ाइट गैलेना स्टॉर्म आयरन ओर एनोराइट मस्कोवाइट हेमाफाइट बिस्मथ लस्टर एपेटाइट नेफेलाइन गोल्ड वोल्फ्रामाइट बैडडिलाइट ओलिविन इल्मेनाइट गार्नेट (फेरस) बाराइट हॉर्नब्लेंड कोवेलिन गुबनेराइट बास्टनेसाइट सल्फर कोलम्बाइट काओलिनाइट बेरिल सिलीमेंट मैग्नेटाइट कैसराइट बायोटाइट बायोटाइट स्पोडम एनई मैग्नेटिक सिनाबार वैलोस्टैनाइट स्टावरो लिथ पाइराइट कोरंडम हाइपरस्थीन टूमलाइन पायरोलाइट लिमोनाइट जीपीआई फ्लोराइट पायरोटाइट सिडेराइट अनार (लाइट) सेलेस्टीन (लाइट आयरन) प्लेटिनम स्मिथसोनाइट कैल्साइट स्केलाइट रूटाइल स्फेलेराइट रॉक सॉल्ट स्पिनल सिल्वर टंगस्टिट कार्नेलाइट एपिडोट टैंटालाइट फैयालाइट क्वार्ट्ज टेट्राहेड्राइट क्रोमाइट कानाइट टाइटेनोमैग्नेटाइट जिरकॉन (हाई आयरन) एक्सनोटाइम चेलकोसिन चेलकोपाइराइट
पहले और दूसरे समूह तीसरे से अच्छी तरह अलग हैं। पहले समूह के सदस्यों को दूसरे की तुलना में अलग करना थोड़ा अधिक कठिन है। विद्युत चालकता में केवल प्राकृतिक अंतर का उपयोग करने के आधार पर समूह 2 के खनिजों को समूह 3 या उसी समूह से अलग करना लगभग असंभव है।
इस मामले में, उनकी विद्युत चालकता में अंतर को कृत्रिम रूप से बढ़ाने के लिए सामग्रियों की एक विशेष तैयारी का उपयोग किया जाता है। सबसे आम तैयारी विधि खनिजों की सतह की नमी की मात्रा को बदलना है।
मुख्य कारक जो गैर-संवाहक और अर्ध-चालक खनिजों के कणों की कुल विद्युत चालकता को निर्धारित करता है, उनका है सतह चालकता... चूँकि वायुमंडलीय हवा में नमी की मात्रा होती है, जो बाद में अनाज की सतह पर सोख ली जाती है, उनकी विद्युत चालकता के मूल्य को तेजी से प्रभावित करती है।
अवशोषित नमी की मात्रा को समायोजित करके, विद्युत पृथक्करण प्रक्रिया को नियंत्रित किया जा सकता है। इस मामले में, तीन मुख्य मामले संभव हैं:
- शुष्क हवा में दो खनिजों की आंतरिक चालकता अलग-अलग होती है (वे परिमाण या अधिक के दो क्रमों से भिन्न होती हैं), लेकिन सामान्य आर्द्रता के साथ हवा में नमी के सोखने के कारण विद्युत चालकता में अंतर गायब हो जाता है;
- खनिजों में समान विद्युत चालकता होती है, लेकिन उनकी सतहों की हाइड्रोफोबिसिटी की असमान डिग्री के कारण, जीव नम हवा में दिखाई देते हैं, चालकता में अंतर;
- चालकता करीब है और बदलती आर्द्रता के साथ नहीं बदलती है।
पहले मामले में, खनिज मिश्रण का विद्युत पृथक्करण शुष्क हवा में या प्रारंभिक सुखाने के बाद किया जाना चाहिए। इसी समय, सतह की चालकता की स्थिरता को बनाए रखने के लिए, थोड़े समय के लिए केवल कणों की सतह की सूखापन की आवश्यकता होती है, प्राणियों की अपनी आंतरिक नमी कोई मायने नहीं रखती।
दूसरे मामले में, अधिक हाइड्रोफिलिक खनिज की विद्युत चालकता बढ़ाने के लिए गीलापन की आवश्यकता होती है। सर्वोत्तम परिणाम सामग्री को धारण करके और इष्टतम आर्द्रता पर वातानुकूलित वातावरण में जारी करके प्राप्त किए जाते हैं।
तीसरे मामले में, खनिजों में से एक की हाइड्रोफोबिसिटी की डिग्री को कृत्रिम रूप से बदलना आवश्यक है (सबसे प्रभावी रूप से - सर्फेक्टेंट के साथ अभिकर्मक उपचार द्वारा)।
खनिजों को जैविक अभिकर्मकों के साथ उनकी सतह पर चुनिंदा रूप से तय किया जा सकता है - हाइड्रोफोबाइज़र, अकार्बनिक अभिकर्मक जो खनिज की सतह को हाइड्रोफिलिक बना सकते हैं, और इन अभिकर्मकों का एक संयोजन (इस मामले में, अकार्बनिक अभिकर्मक नियामकों की भूमिका निभा सकते हैं जो प्रभावित करते हैं कार्बनिक अभिकर्मकों का निर्धारण)।
सर्फैक्टेंट उपचार आहार चुनते समय, समान खनिजों के फ्लोटेशन में व्यापक अनुभव का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। यदि अलग किए गए जोड़े में एक करीबी आंतरिक विद्युत चालकता है और सर्फेक्टेंट के साथ उपचार द्वारा उनकी सतह के हाइड्रोफोबिसिटी की डिग्री को चुनिंदा रूप से बदलने की कोई संभावना नहीं है, तो रासायनिक या थर्मल उपचार या विकिरण को तैयारी के तरीकों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
पहले में खनिजों की सतह पर एक नए पदार्थ की एक फिल्म का निर्माण होता है - एक रासायनिक प्रतिक्रिया का एक उत्पाद। रासायनिक उपचार (तरल या गैसीय) के लिए अभिकर्मकों का चयन करते समय, इन खनिजों की विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान या खनिज विज्ञान से ज्ञात प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है: उदाहरण के लिए, सिलिकेट खनिजों के उपचार के लिए - हाइड्रोजन फ्लोराइड के संपर्क में, सल्फाइड की तैयारी के लिए - मौलिक सल्फर के साथ सल्फिडाइजेशन की प्रक्रिया, तांबे के लवण के साथ उपचार आदि।
विपरीत अक्सर होता है, जब द्वितीयक परिवर्तनों की प्रक्रिया में खनिजों की सतह पर विभिन्न प्रकार की संरचनाओं की सतह फिल्में दिखाई देती हैं, जिन्हें अलग करने से पहले साफ किया जाना चाहिए। सफाई यांत्रिक विधियों (विघटन, स्क्रबिंग) या रासायनिक विधियों द्वारा भी की जाती है।
ताप उपचार के दौरान, हीटिंग के दौरान, कमी या ऑक्सीकरण फायरिंग के दौरान, और अन्य प्रभावों का उपयोग करके खनिजों की चालकता में असमान परिवर्तन के कारण विद्युत चालकता में अंतर प्राप्त किया जा सकता है।
कुछ खनिजों की चालकता को पराबैंगनी, अवरक्त, एक्स-रे या रेडियोधर्मी किरणों द्वारा बदला जा सकता है (देखें विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रकार).
संपर्क या घर्षण पर विभिन्न संकेत या परिमाण के विद्युत आवेशों को प्राप्त करने के लिए खनिजों की क्षमता के आधार पर खनिजों का विद्युत लाभकारी, आमतौर पर अर्धचालक या गैर-चालक गुणों वाले खनिजों को अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है।
अलग-अलग खनिजों के आवेशों के आकार में अधिकतम अंतर उस सामग्री की पसंद के कारण प्राप्त होता है जिसके साथ वे संपर्क में हैं, साथ ही चार्जिंग (कंपन, गहन पीस) के दौरान खनिज मिश्रण के संचलन की प्रकृति में परिवर्तन और जुदाई)।
ऊपर वर्णित विधियों द्वारा खनिज सतहों के विद्युत गुणों को व्यापक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
तैयारी के संचालन में आमतौर पर सामग्री का सूखना, उसके आकार का संकीर्ण वर्गीकरण और धूल हटाना शामिल है।
0.15 मिमी से कम के कण आकार वाली सामग्री के विद्युत संवर्धन के लिए, त्रिकोणीय पृथक्करण प्रक्रिया बहुत ही आशाजनक है।
मतभेदों के आधार पर विद्युत पृथक्करण ढांकता हुआ स्थिरांक में खनिज विश्लेषण के अभ्यास में खनिजों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
खनिजों के विद्युत पृथक्करण के लिए विभिन्न प्रकार के प्रकार और डिज़ाइन के विद्युत विभाजक का उपयोग किया जाता है।
दानेदार सामग्री के लिए विभाजक:
- ताज (ड्रम, कक्ष, ट्यूबलर, बेल्ट, कन्वेयर, प्लेट);
- इलेक्ट्रोस्टैटिक (ड्रम, चैम्बर, टेप, कैस्केड, प्लेट);
- संयुक्त: कोरोना-इलेक्ट्रोस्टैटिक, कोरोना-चुंबकीय, ट्राइबोएडेसिव (ड्रम)।
धूल कलेक्टर:
- क्राउन (ऊपरी और निचले फ़ीड, ट्यूबलर के साथ कक्ष);
- संयुक्त: कोरोना-इलेक्ट्रोस्टैटिक, कोरोना-चुंबकीय, त्रिकोणीय चिपकने वाला (चैंबर, डिस्क, ड्रम)।
उनकी पसंद सामग्री के इलेक्ट्रोफिजिकल गुणों में अंतर से निर्धारित होती है, जिसे उनके कणों के आकार के साथ-साथ सामग्री की संरचना (कण आकार, विशिष्ट गुरुत्व, आदि) की ख़ासियत से अलग किया जाना चाहिए।
खनिजों के विद्युत लाभकारी प्रक्रिया की एक किफायती और उच्च दक्षता की विशेषता है, यही कारण है कि इसका तेजी से उपयोग किया जाता है।
विद्युत लाभकारी विधियों का उपयोग करके संसाधित मुख्य खनिज और सामग्री:
- अयस्क निक्षेपों की स्लरी और जटिल सांद्रण - सोना, प्लेटिनम, कैसराइट, वोल्फ्रामाइट, मोनाजाइट, जिरकोन, रूटाइल और अन्य मूल्यवान घटकों से युक्त सान्द्रों और जटिल सान्द्रों की चयनात्मक फिनिशिंग;
- हीरा-असर वाले अयस्क - अयस्कों और प्राथमिक सान्द्रों का सज्जीकरण, बल्क सान्द्रों की फिनिशिंग, हीरा-असर वाले कचरे का पुनर्जनन;
- टाइटेनोमाग्नेटाइट अयस्क - अयस्कों, मध्यवर्ती सामग्री और अवशेष का सज्जीकरण;
- लौह अयस्क - मैग्नेटाइट और अन्य प्रकार के अयस्कों का सज्जीकरण, गहन सांद्रता प्राप्त करना, विभिन्न औद्योगिक उत्पादों की सफाई और वर्गीकरण;
- मैंगनीज और क्रोमाइट अयस्क - प्रसंस्करण संयंत्रों से अयस्कों, औद्योगिक उत्पादों और कचरे का सज्जीकरण, धूल हटाने और विभिन्न उत्पादों का वर्गीकरण;
- टिन और टंगस्टन अयस्क - अयस्कों का सज्जीकरण, गैर-मानक उत्पादों की फिनिशिंग;
- लिथियम अयस्क - स्पोड्यूमिन, सिनवाल्डाइट और लेपिडोलाइट अयस्कों का सज्जीकरण;
- ग्रेफाइट - अयस्कों का लाभकारीकरण, शोधन और निम्न-गुणवत्ता वाले सांद्रता का वर्गीकरण;
- अभ्रक - प्रसंस्करण संयंत्रों, धूल हटाने और उत्पाद वर्गीकरण से अयस्कों, औद्योगिक उत्पादों और कचरे का लाभकारीकरण;
- सिरेमिक कच्चे माल - फेल्डस्पार और क्वार्ट्ज चट्टानों का लाभकारीकरण, वर्गीकरण और कटौती;
- काओलिन, तालक - सूक्ष्म अंशों का संवर्धन और पृथक्करण;
- लवण - लाभकारी, वर्गीकरण;
- फॉस्फोराइट्स - लाभकारी, वर्गीकरण;
- बिटुमिनस कोयला - लाभकारी, वर्गीकरण और छोटे ग्रेड की सफाई।