SEPARACJA KWARCU OD MAGNETYTU RÓŻNYMI METODAMI

METODY BADAŃ SUROWCÓW MINERALNYCH (LABORATORIUM)
Wybrane podstawowe metody oznaczania właściwości fizycznych skał i minerałów
T4: Separacja kwarcu od magnetytu różnymi metodami
SEPARACJA KWARCU OD MAGNETYTU
RÓŻNYMI METODAMI
(MAGNETYCZNA, FLOTACYJNA, ELEKTROSTATYCZNA
I GRAWITACYJNA)
opracował dr inż. Tomasz Ratajczak
1. WSTĘP
Separacja surowców mineralnych polega na rozdziale materiału, zwanego nadawą na
dwa lub więcej produkty, które różnią się od materiału wyjściowego ilościowo lub
jakościowo pod względem co najmniej jednej cechy. Może to być dowolna cecha, na
przykład wielkość ziarna, jego gęstość, kształt, hydrofobowość, podatność magnetyczna,
cechy elektryczne (Drzymała, 2009). Istotę procesu separacji pokazano na rysunku 1.
Rys.1. Istota procesu separacji (Drzymała, 2009)
Separację w zależności od właściwości składników mineralnych wykonuje się różnymi
metodami. Dla przykładu hydrofobowość substancji wykorzystywana jest zazwyczaj
w procesie flotacji, gęstość w metodach grawitacyjnych, a właściwości magnetyczne czy
elektryczne odpowiednio w metodach magnetycznych i elektrostatycznych.
Więcej informacji o podstawach teoretycznych i metodach separacji, w tym
magnetycznej, flotacyjnej, elektrostatycznej i grawitacyjnej można znaleźć w książkach do
przeróbki kopalin oraz w instrukcjach do ćwiczeń laboratoryjnych z przeróbki kopalin
http://www.minproc.pwr.wroc. pl/zpkio/pdf/PrzerKopLab. (Drzymała, 2009; Łuszczkiewicz,
2016a,b,c; Drzymała, 2016).
2. WYKONANIE ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest sprawdzenie skuteczności rozdziału kwarcu od magnetytu za
pomocą różnych metod separacji, z uwzględnieniem właściwości badanych minerałów.
1/3
METODY BADAŃ SUROWCÓW MINERALNYCH (LABORATORIUM)
Wybrane podstawowe metody oznaczania właściwości fizycznych skał i minerałów
T4: Separacja kwarcu od magnetytu różnymi metodami
Doświadczenie 1. Separacja kwarcu od magnetytu metodą magnetyczną za pomocą
magnesu stałego
1. Przygotuj mieszaninę 10 gramów kwarcu i 10 gramów magnetytu o uziarnieniu
0,1-0,2 mm.
2. Dokonaj separacji magnetytu od kwarcu za pomocą magnesu stałego otrzymując
koncentrat i odpad.
3. Niewielką próbkę każdego z produktów pobierz za pomocą szpatułki i nasyp na płytkę
szklaną (szkiełko przedmiotowe) rozkładając materiał w miarę równomiernie na
części jej powierzchni. Płytkę z próbką umieść pod lupą binokularową i dokonaj
oceny składu każdej z próbek. Należy zliczyć ziarna kwarcu i magnetytu na
wybranym polu obserwacji, następnie przeliczyć na zawartości procentowe (λ, %).
4. Oblicz stopień rozdziału magnetytu od kwarcu za pomocą wskaźnika wzbogacenia
k= λkoncentrat/λnadawy.
5. Zaproponuj inne wskaźniki efektywności procesu i je oblicz, gdyż do prawidłowej
oceny separacji niezbędne są dwa wskaźniki.
6. Oceń, dlaczego nastąpiła separacja magnetytu od kwarcu? Jaka była efektywność
procesu?
Doświadczenie 2. Separacja kwarcu od magnetytu metodą flotacji
1. Zmieszany kwarc i magnetyt w proporcji 10 gramów magnetytu i 140 gramów kwarcu
wsyp do komory maszynki flotacyjnej Mechanobr o pojemności 500 cm3 następnie
dodaj wody do wyznaczonego poziomu. Komorę zamocuj w uchwycie maszynki,
sprawdź zamknięcie zaworu wlotu powietrza w obudowie wirnika, włącz napęd
wirnika i mieszaj zawiesinę przez 1 minutę w celu pełnego zwilżenia mieszaniny
kwarcu i magnetytu.
2. Do mieszanej zawiesiny wprowadź wyliczoną i odmierzoną objętość roztworu
oleinianu sodu jako odczynnika hydrofobizującego magnetyt. Mieszanie z tym
odczynnikiem powinno trwać 3 min. Następnie dodaj do mieszanej nadal zawiesiny
przygotowaną i odmierzoną ilość odczynnika pianotwórczego w postaci wodnego
roztworu alfa-terpineolu, a całość mieszaj kolejną minutę. Przygotuj zgarniak do
ręcznego zgarniania piany flotacyjnej.
3. Otwórz ostrożnie i powoli zawór wlotu zasysanego przez wirnik powietrza.
Obserwując wytwarzającą się na powierzchni zawiesiny pianę rozpocznij jej
zgarnianie do podstawionego na ruchomej podstawce maszynki naczynia. Zbieraj
produkt pianowy przez 3 minuty.
4. Zebrane produkty zdekantuj, pobierz małą próbki koncentratu i odpadu dla
obserwacji mikroskopowych, a produkty flotacji wysusz.
5. Określ pod mikroskopem zawartość procentową ziarn kwarcu i magnetytu.
6. Oceń, dlaczego nastąpiła separacja magnetytu od kwarcu? Wylicz wskaźniki
wzbogacenia.
Doświadczenie 3. Separacja kwarcu od magnetytu metodą grawitacyjną w cieczy ciężkiej,
poliwolframianie sodu (PWS)
1. Przygotuj 2 cylindry miarowe, jeden z nich wypełnij wodą a drugi cieczą ciężką
o gęstości 3,0 g/cm3.
2. Określ masę przygotowanej próbki kwarcu i magnetytu.
3. Zanurz w cylindrze z wodą przygotowane kawałki kwarcu i magnetytu.
4. Powtórz badania w cylindrze z cieczą ciężką.
5. Oceń, który minerał tonie a który pływa i dlaczego? Który ma większą gęstość?
2/3
METODY BADAŃ SUROWCÓW MINERALNYCH (LABORATORIUM)
Wybrane podstawowe metody oznaczania właściwości fizycznych skał i minerałów
T4: Separacja kwarcu od magnetytu różnymi metodami
Doświadczenie 4. Separacja kwarcu od magnetytu metodą elektrostatyczną
1. Przygotuj 200 g naważki materiału o uziarnieniu 1,5-0,5 mm.
2. Sprawdź podłączenie kabla zasilającego separatora elektrostatycznego.
3. Włącz przełącznikiem napęd bębna (MOTOR) i ustaw obroty na 150/minutę.
4. Włącz grzałkę (HEATHER).
5. Napełnij pojemnik zasilający przygotowanym materiałem badawczym i ustaw
wibrator (VIBRATOR) tak, aby uzyskać cienką warstwę ziarn nadawy na bębnie.
6. Obserwuj zachodzącą separację.
7. Po przepuszczeniu całej naważki, wyłącz urządzenie, w kolejności (grzałka, wibrator,
pulpit zasilający, napęd bębna, wyłącznik główny).
8. Określ wychody otrzymanych produktów.
9. Pobierz małe próbki wzbogacania w celu przygotowania preparatów
mikroskopowych.
10. Określ pod mikroskopem zawartość procentową ziarn kwarcu i magnetytu.
11. Oceń skuteczność separacji badanych minerałów.
3. BIBLIOGRAFIA
Drzymała J., 2009. Podstawy
Wrocławskiej, Wrocław.
mineralurgii,
Oficyna
Wydawnicza
Politechniki
Drzymała J., 2016. Instrukcja do ćwiczeń: Separacja elektrostatyczna na separatorze HT 150,
http://www.minproc.pwr.wroc.pl/zpkio/pdf/PrzerKopLab/labPK11.pdf, dostęp18.02.2016r.
Łuszczkiewicz A., 2016a, Instrukcja do ćwiczeń: Wzbogacanie grawitacyjne w płytkim
strumieniu
wody
(stół
koncetracyjny),
http://www.minproc.pwr.wroc.pl/
zpkio/pdf/PrzerKopLab/ labPK12.pdf, dostęp 18.02.2016 r.
Łuszczkiewicz A., 2016b, Instrukcja do ćwiczeń: Flotacja, http://www.minproc.pwr.wroc.pl/
zpkio/pdf/PrzerKopLab/labPK06.pdf, dostęp 18.02.2016 r.
Łuszczkiewicz A., 2016c, Instrukcja do ćwiczeń: Wzbogacanie magnetyczne minerałów,
http://www.minproc.pwr.wroc.pl/zpkio/pdf/PrzerKopLab/labPK13.pdf,dostęp18.02.2016 r.
3/3