Способ выделения минералов с близкими магнитными свойствами

 

Использование: разделение минералов с близкими магнитными свойствами при исследовании вещественного состава минерального сырья. Сущность изобретения: способ выделения минералов с близкими магнитными свойствами заключается в том, что из минерального состава в исследуемой пробе устанавливают анализируемый минерал , выбирают класс крупности для анализируемого минерала и в нем определяют магнитные свойства каждого минерала. Проводят магнитную сепарацию выбранного класса путем воздействия тока намагничивания , и определяют величины токов начала извлечения каждого минерала и соответствующего удалению минералов, сопутствующих анализируемому. Величину тока выделения анализируемого минерала определяют на основе математического выражения с применением коэффициента, постоянного для данной электромагнитной системы и минералов данной крупности и данных магнитных свойств. 1 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 03 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4905231/03 (22) 25.01.91 (46) 23.03.93. Бюль 11 (71) Комплексная экспедиция Всесоюзного научно-исследовательского института минерального сырья (72) Э.П,Николаева и С.А.Жукова (56) Берлинский А.И, Разделение минералов, М., Недра, 1975, с,34-44.

Митрофанов С.И. Исследование полезных ископаемых на обогатимость, Госгеолтехиздат, М., 1962, с.27-30, 44, 151-152— прототип, (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ С

БЛИЗКИМИ МАГНИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ (57) Использование: разделение минералов с близкими магнитными свойствами при исследовании вещественного состава минерального сырья. Сущность изобретения:

Предполагаемое изобретение относится к области магнитного разделения материалов и может быть использовано при любых видах исследований вещественного состава минерального сырья, при которых монофракции минералов являются необходимой материальной основой, позволяющей проводить различные виды физико-химических исследований — изучение состава и свойств минералов.

Цель изобретения — повышение селективности и производительности процесса.

Сущность способа заключается в том, что в исследуемой пробе выбирают класс крупности для анализируемого (выделяемого) минерала и в выбранном классе крупности определяют магнитные свойства

„„ВЫ„„1803188 А1

2 ! способ выделения минералов с близкими магнитными свойствами заключается в том, что из минерального состава в исследуемой пробе устанавливают анализируемый минерал, выбирают класс крупности для анализируемого минерала и в нем определяют магнитные свойства каждого минерала.

Проводят магнитную сепарацию выбранного класса путем воздействия тока намагничивания, и определяют величины токов начала извлечения каждого минерала и соответствующего удалению минералов, сопутствующих анализируемому. Величину тока выделения анализируемого минерала определяют на основе математического выражения с применением коэффициента, постоянного для данной электромагнитной системы и минералов данной крупности и данных магнитных свойств. 1 ил. каждого минерала, входящего в эту пробу, .на основании известного распределения минералов по электромагнитным фракциям, пользуясь таблицей 1. Проводят магнитную сепарацию путем воздействия тока намагничивания на выбранный класс и в ходе ее определяют величину тока начала извлечения каждого минерала (4), Затем вычисляют величину тока, соответствующего удалению кажюдого минерала, соответствующего анализируемому. Величина этого тока соответствует максимальному извлечению сопутствующего минерала (более электромагнитного, чем анализируемый). Ее определяют из отношения:

I M = —,А н (1), Ки

1803188 где !н и !ы — величины токов соответственно начала (2-3 ) и максимального (92-93 )»влечения минерала;

Ки — коэффициент, характеризующий извлечение минерала в электромагнитную фракцию, постоянный для электромагнитной системы и минералов данной крупности и данных магнитных свойств. При этом значении !ы тока проводят повторную магнитную сепарацию и выделяют сопутствующий минерал (сопутствующие минералы) в электромагнитную фракцию. Далее определяют величину тока выделения из неэлектромагнитной фракции анализируемого минерала по формулу:! выд=!н(К + 0,75 ), А, 0,25

Ки (2) Значение Ки берут из таблицы 2, составленной по сильно- и среднеэлектромагнитным минералам таблицы 1. Зная величину выд, проводят магнитную сепарацию из неэлектромагнитной фракции и выделяют анализируемый минерал в фракцию, соответствующую мономинеральной — в среднем 90-93 Р.

B связи с возможными вариациями магнитныхх свойств минералов в зависимости от их химического состава могут иметь место отклонения от найденных значений Ки, не превышающие обычно + 5-77; относительных, что практически не влияет на значение ! выд.

Зависимость извлечения минерала от величины воздействующего на него тока намагничивания представлена на фиг.1, из которой следует выражение:! м+ !н ! выд1= (3) ГДЕ !выд! — ВЕЛИЧИНа тОКа, ПРИ КатОРОй МИНЕрал выделяется в электромагнитную фракцию, образуя концентрат.

Из фиг,1 видно, что точки IH u IM — это

"опорные" точки, определяющие положение кривой извлечения минерала в диапазоне изменения токов намагничивания, а значит и напряженности магнитного поля, На практике при соблюдении условия (3) в концентрат попадает значительное количество сопутствующих минералов, менее электромагнитных, чем выделяемый, близких к нему по магнитным свойствам. По этому величину тока !выд. получают как среднее значение между величинами IH и найденной

ИЗ ВЫражЕНИя (3) !выд1 ! выд1 + IH ! выд= 2, NRM после последова тельного преобразования на основании выражений (3) и (1) получают известное выражение (2), Графики извлечения (8, P) минералов разной крупности в электромагнитные фракции при изменении величины тока намагничивания (сепаратор электромагнитный СЭМ-1, режим сухой сепарации, межполюсный рабочий зазор 2,5 мм) даны на фиг.1: пунктирная линия — класс — 0,25+0,1 мм, сплошная — класс — 0,5+0,25 мм, штрихпунктирная — класс — 1,0+0,5 мм

1 — пирротин; 2 — оливин; 3 — гематит; 4 — сидерит; 4 — сидерит, ильменит и класс—

0,25+0,1 мм; пиролюзит, гидрогетит 1, хромит, гроссуляр-андрадит, гидроматит, воль20 фрамит; 5 — пироп — альмандид; 6 — класс—

0,5+0,25 мм тех же минералов, что в классе — 0,25+0,1 мм (4 ); 6 — класс — 1,0+0,5 мм тех

1, 1 же минералов, что в 6, колумбит и класс—

0,5+0,25 мм; колумбит-танталит, роговая об25 манка, турмалин магнезиально-железистый; 7 — гидрогетит 2,3; 8 — колумбит; 8

1 колумбит, хромит; 9 — колумбит-танталит, роговая обманка, турмалин магнезиальножелезистый; 10 — хромпикотит; 11 — эпидот, 30 куларит — 0,25+0,1 мм; 12 — танталит, воджинит, актинолит магнезиальный; 13 — актинолит магнезиальный; 14 — куларит, актинолит-тремолит, Примеры реализации предложенного

35 способа (сепаратор СЭМ-1, режим сухой сепарации).

Пример 1. Из пробы минерального состава,,: хлорито-серпентиновые агрегаты — 60, 40 оливин -30, хромшпинелиды — хлорито-серпентиновые агрегаты — 60, оливин — 30, хромшпинелиды — 10, выделяют хромшпинелиды. Выбирают под бинокулярным микроскопом для сепарации класс — 0,5+0,25

45 мм, в котором хромшпинелиды MMeloT хорошее раскрытие зерен. Выбирают межполюсный рабочий зазор 2,5 мм. Определяют магнитные свойства минералов взятого класса крупности (табл.1): наиболее электромагнитным минералом класса является сливин (сильноэлектромагнитная фракция), затем следует хромшпинелиды и менее электромагниты хлорит-серпентиновые агрегаты (среднеэлектромагнитная фракция).

55 Подают класс — 0,5+0,25 мм в электромагнитный сепаратор и, увеличивая ток намагничивания от нулевого значения, следят за появлением в приемном лотке электромагнитной фракции зерен; при 0,045 А — оливи1803188

1н

1м— =—

Ки

1выд=1н (К + 0,75), 0,25

Ки

55 на, при 0,150 А — хромшпинелидов, при

0,185 А — хлорито-серпантиновых агрегатов.

Для удаления сопутствующего оливина определяют ток его выделения из отношения:

Значение Ки берут из таблицы 2. Так как оливин является одним из наиболее элект- 10 ромагнитных минералов 1 — сильноэлектромагнитной фракции, то с учетом крупности зерен (класс — 0,5+0,25), его Ки принимают равным 0,27.

Тогда величина тока максимального из- 15 влечения сливина: lм= = 0,167 А. Повторно засыпают класс пробы в сепаратор и проводят при этом токе намагничивания магнитную сепа- 20 рацию. Происходит разделение на электромагнитную фракцию, состоящую преимущественно из оливина с примесью хромшпинелидов, и неэлектромагнитную, состоящую из хромшпинелидов и хлорито- 25 серпентиновых агрегатов, Каждая фракция поступает в соответствующие приемные лотки. Далее определяют 1выд хромшпинелидов:

30 где Ки=0,48 — крайнее значение для минералов 1 — сильноэлектромагнитной фракции 35 (табл.2);

1выд=0,150 (0 48 + 0,75)= 0,190 А.

Полученную оливиновую с примесью хромшпинелидов электромагнитную фракцию откладывают, а неэлектромагнитную сепарируют при величине тока намагничивания 0,190А. При такой величине1выд хромшпинелиды уходят в электромагнитную фракцию, доизвлекается оливин и начинают извлекаться хлорито-серпентиновые агрегаты. Получают фракцию, соответствующую мономинеральной, состоящую из : хромшпинелидов — 95,0, оливина — 1,5. хлоритосерпентиновых агрегатов — 3,5 (состав определен под бинокулярным микроскопом).

Пример 2, Из пробы минерального состава, о : гематит — 30, сидерит — 20, баритоцелестин с включениями гематита — 40, баритоцелестин с незначительными включениями гематита и неэлектромагнитных минералов — 10 выделяют гематит и, по возможности, сидерит, который по магнитным свойствам очень близок к гематиту (сильноэлектромагнитная фракция). Выбирают для сепарации класс — 0,25+0,10 мм с хорошим раскрытием зерен. Межполюсный рабочий зазор 2,5 мм, Определяют магнитные свойства минералов данного класса пробы (табл.1): наиболее электромагнитные минералы пробы гематит и сидерит, затем следует баритоцелестин с включениями гематита и баритоцелестин с незначительными включениями гематита (баритоцелестин в разной мере электромагнитен только за счет включений гематита).

Определяют ток начала извлечения минералов в электромагнитную фракцию — lн взятого класса крупности. Для этого подают класс в сепаратор, и, увеличивая ток намагничивания от нулевого значения следят за появлением в приемном лотке сначала при

0,037 А зерен — гаматита, затем при 0,050 А — сидерита, при 0,100 А — баритоцелестина с включениями гематита и при 0,220 А— баритоцелестина с незначительными включениями гематита.

По формуле (2) определяют lвыд гематита, взяв из таблицы 2 значение Ки, равное

0,22 как для наиболее электромагнитного минерала данной крупности:

lвыд= 1н (К + 0,75 )=

0,25

Ки

= 0,037 (О 22 + 0,75 ) = 0,070 А

0,25 !

Эту величину тока намагничивания выставляют по амперметру сепаратора и ведут сепарацию. В электромагнитной фракции накапливается преимущественно гематит—

89,5%, содержание сидерита — 10,5 (готовый продукт, определенный под бинокулярным микроскопом). В неэлектромагнитной фракции — основная масса сидерита, остальная часть гематита и баритоцелестин с включениями гематита. К выделению сидерита приступают после удаления из нее промежуточной гематито-сидоритовой фракции с баритоцелестином, содержащим обильные включения гематита, при lM гематита:

1м= — = 0,168 А

l н 0,037

Ки 0,22

В электромагнитную фракцию при этом уходит до 80% всего сидерита, а остающуюся в неэлектромагнитной фракции часть выделяют при токе максимального извлечения

1803188 сидерита, так как во фракции уже нет менее электромагнитных минералов, близких сидериту по магнитным свойствам:! выд=1н (+ 0,75), А

0,25

Ки

Таблица 1

Распределение парамагнитных минералов по электромагнитным фракциям (в порядке убывания магнитной восприимчивости х) х 10 см/г

Мине алы

Ф акция

I сильноэлектромагн итная (среднемагнитная ) 700 - 30

II- среднеэлектромагнитная (средне- и слабомагнитная ) хлориты магнезиальножелезистые танталит воджинит актинолит магнезиальный биотит измененный энстатит- гиперстен диопсид-геденбергит (железистые члены) авгит став олит колумбит -тинталит обыкновенная роговая обманка рибекит актинолит(магнезиально турмалин железистые хромпикотит ильменит лейкосенизиров се пентин

30 -12

1м= — = 0,227 А (при Ки равном 0,22, 0,050

1» как для гематита, в силу большой близости их магнитных свойств). В полученной электромагнитной фракции, 7,: сидерита — 90, гаматита — 2,0, баритоцелестина с включениями гематита — 8,0, Таким образом, предложенный способ позволяет повысить селективность процесса и его производительность за счет сокращения затрат времени на опробование токов намагничивания в широком диапазоне их изменения.

Формула изобретения

Способ выделения минералов с близкими магнитными свойствами, заключающийся в том, что в исследуемой пробе выбирают класс крупности для анализируемого минерала, проводят магнитную сепарацию путем воздействия на этот класс тока намагничивания и определяют величины токов начала извлечения и выделения анализируемого сложные тантало-ниобаты ол ивин гематит сиде рит ильменорутил альмандин пироп-альмандин зги рин ильменит биотит гетит гидрогетит г осс ля -анд а ит минерала, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и производительности процесса, в выбранном классе крупности исследуемой пробы определяют

5 магнитные свойства каждого минерала, входящего в эту пробу, а при магнитной сепарации определяют величину тока начала извлечения каждого минерала анализируемой пробы и вычисляют величину тока, соот10 ветствующего удалению каждого минерала, сопутствующего анализируемому, при этом величину тока выделения анализируемого минерала из неэлектромагнитной фракции определяют по формуле

15 где 1н — величина тока начала извлечения

20 минерала в электромагнитную фракцию, А;

К вЂ” коэффициент, характеризующий извлечение минерала в электромагнитную фракцию, постоянный для электромагнитной системы и минералов данной крупности

25 и данных магнитных свойств. пиролюзит гидрогематит вол ьфрамит гельвин хромшпинелиды марматит турмалин-железистый колумбит эпидот роговая обманка (железистая ) гипе стен

1803188

Таблица 2

Среднее значение коэффициента Ки (извлечение минералов ) и пределы варьирования по классам крупности для сепаратора СЭМ-1, + извлечение менее 90 ; числитель дроби — среднеарифметическое значение; знаменатель — предел варьирования от более электромагнитного минерала к менее электромагнитному, и эти. значения используются в тех случаях, если выделяемый минерал (или сопутствующий) можно отнести по магнитным свойствам к числу "крайних" в перечне минералов фракций (табл.1), например, оливин, гематит, сидерит — одни из наиболее электромагнитных 1 — сильноэлектромагнитной фракции, а колумбит, эпидот, гиперстен — из менее электромагнитных. ь ф

Ч

Ъ

Ъ 4

Ъ,г

Явиаюа то а Р, Ф

Составитель Э.Николаева

Техред M.Ìîðãåíòàë КорректорМ.Максимишинец

Редактор

Заказ 1021 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101