Все полезные ископаемые можно условно разделить на три группы, (рис. 2.1): вкрапленные, россыпные и кусковые. Вкрапленные, напоминают булочку с маком, где мак – это полезное ископаемое, а булка – вмещающая порода.
Обычно размер частиц целевого минерала измеряется в микронах. Россыпные ископаемые представляют собой смесь нескольких песков. Кусковые – смесь частиц, когда их размер меняется от нуля до метра.
Рис. 2.1. Условные типы полезных ископаемых.
Целевое изменение качества достигается методами, которые можно условно разделить на следующие группы:
– гравитационные, используют разницу в плотности минералов, что находит воплощение в разных скоростях движения;
– магнитные, когда полезное ископаемое обладает данным свойством, а порода – нет;
– флотация, по различию в способности частиц прилипать к поверхностям;
– специальные (все остальные) методы, использующие разницы в коэффициенте трения (трибогравитационные), в форме или цвете частиц, а также электрические, по способности удерживать электростатический заряд, к примеру целевой минерал – положительный, а порода – отрицательный, биологические и гидрометаллургию.
2.1. Гравитационные методы
Наиболее обширная и конструктивно разнообразная группа методов обогащения полезных ископаемых. Подразделяется на сухие (пневматические) и мокрые способы. Мокрые способы эффективнее сухих, последние применяются в условиях, когда нет возможности использовать воду.
2.1.1. Пневматические сепараторы
Сепараторы, разделяющие частицы в воздушных потоках можно разделить на две группы: циклоны и пневмоотсадочные машины. Циклоны (чтобы не путать с гидроциклонами, иногда называются аэроциклонами) по устройству и принципу действия аналогичны гидроциклонам, только в качестве различительной среды используется воздух, а не вода.
Аппараты по типу пневмоотсадочных машин представляют собой (рис. 2.2) два направленно двигающихся решета (в одну сторону вибрируют сильнее, чем в обратную). В зазор между решетами поступают частицы с потоком воздуха. Через нижнее решето вертикально вверх подаются струи воздуха, с силой достаточной для сдувания вверх легких частиц и недостаточной для тяжелых. В результате этого, тяжелые частицы нижнее решето «вытрясывает» в одну сторону, а прижимаемые струями воздуха к верхнему решету легкие частицы – верхнее решето «вытрясывает» в другую сторону.