СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ


RU (11) 2038851 (13) C1

(51) 6 B03B5/30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4821336/03 
(22) Дата подачи заявки: 1990.03.27 
(45) Опубликовано: 1995.07.09 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Берлинский А.И. Разделение минералов. - М.: Недра, 1988, с.25. Таллий и его применение в современной технике. Обзор литературы. - М.: Цветметинформация, 1968, с.70. Патент ФРГ N 3305517, кл. B 03B 5/30, опублик. 1984. 
(71) Заявитель(и): Иркутский политехнический институт 
(72) Автор(ы): Наумов В.В.; Анфилогова Л.А.; Кобылкин О.И. 
(73) Патентообладатель(и): Иркутский политехнический институт 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может применяться при разделении смеси твердых веществ в тяжелых жидкостях. Цель ускорение процесса разделения твердых веществ за счет повышения скорости всплытия или падения зерен веществ. Способ включает смешение смеси твердых веществ с тяжелой и легкой фракцией после разделения. В качестве тяжелой жидкости используют водный раствор щелочного или щелочно-земельного вольфрамсиликата плотностью до 3,0 г/см3. Использование последнего в качестве тяжелой жидкости снижает вязкость разделяющей среды по сравнению с известными жидкостями равной плотности. Это увеличивает скорость всплытия или падения зерен материала при разделении. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к обогащению и может применяться при разделении смеси твердых веществ в тяжелой жидкости, плотность которой приблизительно равна 3,0 г/см3, в частности на обогатительных фабриках для доводки алмазных продуктов.

Наиболее четкое гравитационное разделение минералов осуществляется в тяжелых жидкостях, плотность которых имеет промежуточное значение между плотностями сепарируемых минералов. Известны способы разделения с использованием тяжелых органических и неорганических жидкостей:бромоформ, тетраброметан, иодистый метилен, жидкости Клеричи, Туле, Сушина-Рорбаха, М-44, М-45, бромид железа и метавольфраматы щелочных металлов [1][2] Основными свойствами тяжелых жидкостей, благодаря которым возможно их применение для разделения минеральных смесей, являются высокая плотность, отсутствие химического воздействия с разделяемыми минералами, прозрачность, низкая вязкость и стоимость.

В полной мере этим требованиям не удовлетворяет ни одна из перечисленных жидкостей. Так, жидкости на основе органических соединений, летучи и нерастворимы в воде, жидкости, содержащие ртуть, реагируют с сульфидами и высокотоксичны.

Практическое применение в обогащении и минералогическом анализе нашли применение лишь некоторые из тяжелых жидкостей, в том числе жидкость Клеричи, которая имеет относительно высокую вязкость 5010-3 Пас, высокотоксична и разлагается на свету.

Наиболее близким по технической сущности является способ, основанный на смешении твердых веществ с тяжелой жидкостью и последующим разделением материала по плотности, в котором в качестве тяжелой жидкости используется раствор щелочного или щелочно-земельного метавольфрамата, например, метавольфрамат натрия плотностью 2,9-3 г/см3 [3] Недостаток этого способа заключается в относительной низкой скорости разделения минералов, так, скорость всплытия кварца крупностью 1,2 мм в растворе метавольфрамата натрия плотностью 2,84 г/см3 равна 0,60 см/с при 23оС. Это объясняется высокой вязкостью раствора метавольфрамата натрия (27,510-3 Пас) при плотности 2,84 г/см3 и 23оС, которая возрастает до 8010-3 Пас при увеличении плотности до 3,1 г/cм3.

Цель изобретения ускорение процесса разделения твердых веществ за счет повышения скорости всплытия (падения) зерен веществ.

Сущность изобретения заключается в смешении твердых веществ по плотности. Отличие от прототипа состоит в том, что в качестве тяжелой жидкости предлагается использовать раствор щелочного или щелочноземельного вольфрамсиликата, что подтверждает новизну предлагаемого способа. Например, вольфрамсиликат натрия имеет вязкость 9,6410-3 Пас при температуре 23оС и плотности 2,8 г/см3 и 16,610-3Па с при плотности 2,91 г/см3. Вязкость снижается соответственно до 3,4710-3 Пас и 3,8210-3 Па при повышении температуры до 80оС.

Предлагаемая совокупность признаков обладает новым свойством, заключающимся в увеличении скорости всплытия или падения минералов. Это обусловлено тем, что скорость падения (всплытия) минеральной частицы в тяжелой жидкости пропорциональна разности плотности частицы и жидкости, силе, под действием которой происходит осаждение, и обратно пропорциональна вязкости. Наличие нового свойства определяет получение нового положительного эффекта, заключающегося в ускорении процесса разделения минералов. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенное отличие".

Способ осуществляется следующим образом. Приготовленный раствор вольфрамсиликата натрия или другого щелочно-земельного металла плотностью 3,0 г/см3 смешивается в емкости с пробой твердых веществ. После кратковременного перемешивания и отстаивания всплывают минералы более легкие, чем жидкость, а более тяжелые тонут. В результате при разделении минеральной смеси получают легкую и тяжелую фракции минералов. Фракции отделяют от тяжелой жидкости фильтрацией, отмывают и сушат. Тяжелую жидкость после фильтрации вновь используют при разделении, а промывные воды упаривают до плотности 3,0 г/см3.

П р и м е р 1. В цилиндр с делениями диаметром 25 мм заливают 100 мл раствора вольфрамсиликата или метавольфрамата натрия соответствующей плотности и загружают несколько кристаллов исследуемых минералов. Цилиндр закрывают пробкой, переворачивают и определяют скорость всплытия (падения) минералов.

Результаты определений приведены в таблице. Результаты показывают значительное повышение скорости разделения минералов в среде вольфрамсиликата натрия по сравнению со средой метавольфрамата. Так, для кварца скорость всплытия возрастает в 2 раза, кальцита в 1,5 раза и для гроссуляра скорость падения в 5 раз, что указывает на значительное сокращение продолжительности процесса разделения твердых веществ.

П р и м е р 2. 40 г руды крупностью 2+1 мм смешивают с 50 мл тяжелой жидкости плотностью 2,8 г/см3 при 23оС. Полученную пульпу отфильтровывают на конической воронке. Навеску, оставшуюся на фильтре, взвешивают и по разности весов определяют объем жидкости, увлеченной твердой фазой. Расход раствора вольфрамсиликата натрия составляет 161 мл на 1 кг руды и 244 мл метавольфрамата на 1 кг.

П р и м е р 3. Навеску руды, оставшуюся на фильтре (пример 2), промывают водой, декантацией. Наличие вольфрама в промывных водах контролируют по реакции Шееле. Расход воды на промывку от вольфрамсиликата натрия составляет 3,8 л на 1 кг руды, а от метавольфрамата натрия 5,18 л. Промывные воды направляют на регенерацию выпариванием.

Следовательно, уменьшение объема промвод сокращает продолжительность процесса и расход энергии на регенерацию. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ, включающий смешение твердых веществ с тяжелой жидкостью и вывод тяжелой и легкой фракций после разделения, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса разделения, в качестве тяжелой жидкости используют водный раствор щелочного или щелочно-земельного вольфрамсиликата плотностью до 3,0 г/см3.