Курс лекций по предмету «Технология обогащения нерудных полезных ископаемых» для магистров по специальности 5А540205 «Обогащение полезных ископаемых»

Вопросы для повторения:
1) Что такое дезинтеграция пород и их методы осуществления?
2) Какие свойства алмазных минералов дают возможность избирательного измельчения руд?
3) Какие гравитационные процессы применяются при извлечении алмазов?
4) В чем преимущество обогащения в тяжелых суспензиях алмазов?


Лекция 4


Основные процессы переработки алмазов


План:
1. Жировые процессы обогащения.
2. Электрическая сепарация алмазов.
3. Фотометрическая и рентгенолюминесценционная сепарация алмазов (РЛС).
4. Флотация алмазов.


Цель занятий: Ознакомить магистров с основными процессами переработки алмазов.


1. При поступлении пульпы, содержащей алмазы, на жиро­вую поверхность частицы гидрофильных минералов (кварца, кальцита и др.) не прилипают к ней и сносятся потоком воды, тогда как гидрофобные алмазы при контакте с жировой по­верхностью прочно прилипают и удерживаются на ней.
Для увеличения гидрофобности алмазов рекомендуется применение реагентов-собирателей гетерополярного и аполярного типов.
Алмазы, которые называют упорными, встречаются главным образом в аллювиальных месторождениях. Они не прилипают к жиру потому, что их поверхность покрыта тон­кой пленкой гидрофильного оксида железа, гидратов оксида кальция и силикатных соединений. Удаление таких соедине­ний с поверхности алмазов (растворением, оттиркой и др.) или обработка реагентами повышает их извлечение. Наибо­лее подходящим реагентом для этой цели является талловое масло. Например, наиболее доступным реагентом для усло­вий Южной Африки оказалась китовая ворвань с содержани­ем от 40 до 80 % свободной жирной кислоты.
Материал из питателя двигается перпендикулярно на­правлению движения ленты. Алмазы прилипают к жиру и выносятся лентой к скребку, а хвосты смываются водой и удаляются в отвал.
Непрерывный съем алмазов и восстановление слоя жира выполняют скребком, под которым установлен металличе­ский ящик со вставленной в него съемной сеткой. Срезаемый тонкий слой жира с алмазами подается в приемник, под кото­рым установлена электрическая грелка для растапливания снятого с ленты жира. Освободившиеся от жира алмазы и частицы сопутствующих минералов остаются в сетке, кото­рую по мере накопления в ней минерала заменяют другой.
2. Электрическую сепарацию применяют для извлечения алмазов из грубых концентратов, полученных гравитацион­ными процессами или на липких поверхностях. Она основана на использовании небольшой разницы в электропроводности алмазов и сопутствующих минералов. Алмаз обладает плохой проводимостью, тогда как большинство минералов породы являются сравнительно хорошими проводниками.
Для обогащения алмазов получила распространение пре­имущественно сепарация в поле коронного разряда на бара­банных сепараторах, работающих при напряжении 20—25 кВ. В связи с тем, что при однократном прохождении частиц пол­ного разделения не происходит, в процессе сепарации полу­чаются промежуточные продукты, которые необходимо пере­чищать. Поэтому в одних случаях пользуются двух-, трех- или многоступенчатыми сепараторами, а в других — материал пропускают многократно через одноступенчатый сепаратор.
Для повышения эффективности процесса перед электро­сепарацией используют: регулирование влажности материала. Оптимальная влажность, при которой различие в электропроводности разделяемых минералов достигает максимальных значе­ний, имеет довольно узкие пределы.
Температура подог­рева зависит от свойств обогащаемого материала; обработки материала перед электросепарации различ­ными реагентами. Так, при обработке концентрата от­садки россыпного месторождения «Бакванга» (Конго, Киншас) крупностью 6,68—2,84 мм лучшее разделение алмазов и пустой породы достигается при использовании растворов, содержащих 0,5 % NaCl; предварительную обработку материала в мельнице, работающей на истирающем режиме, улучшающем про­цесс электросепарации.
3. При фотометрической сепарации используется высокая отражательная и рассеивающая способность алмазов, резко отличающая их от сопутствующих минералов. При сепарации на алмазсодержащий материал направляется пучок света, или луч лазера, который, отражаясь, попадает на фотоэлемент, представляющий собой часть электрической цепи. В цепи возбуждается ток и срабатывает автоматическое устройство, позволяющее отделить алмазы с некоторым количеством зе­рен пустой породы от материала, не содержащего алмазы.
Фотометрический метод сепарации может быть исполь­зован как самостоятельный процесс извлечения в тех случаях, когда содержание темных алмазов невелико.
Цвет и интенсивность рентгенолюминесценции у различ­ных алмазов разные. Цвет изменяется от голубого и желтого до розового. С увеличением размера кристаллов алмаза ин­тенсивность свечения повышается, но встречаются алмазы, не подчиняющиеся этой закономерности. Черные, непрозрачные алмазы (баллас, карбонадо), состоящие из мелких, беспоря­дочно ориентированных кристаллов, не люминесцируют.
Наряду с алмазами люминесцируют и некоторые сопут­ствующие минералы (циркон, шеелит, разновидности кальци­та и др.). В случае большого количества других люминесцирующих минералов этот метод извлечения алмазов становит­ся непригодным.
4. Для извлечения мелких алмазов в настоящее время начи­нают применять флотацию: пенную сепарацию и обычную пенную флотацию. Процесс флотации основан на том, что чистые алмазы гидрофобны и при размере до 1,65 мм хорошо флотируются. Иногда для повышения активности алмазов и депрессии минералов пустой породы используют хлористый натрий и жидкое стекло.
В Республике Гане в промышленном масштабе применяется процесс пленочной флотации алмазов крупностью до 1 мм.