Wrocław ,

Politechnika Wrocławska

Wydział Górniczy

Sprawozdanie z laboratorium z podstaw mineralurgii

Separacja magnetyczna

Wykonali:

1. Wstęp

W trakcie przeróbki dla uzyskania określonego surowca korzysta się z rozdziału kopalin na frakcje będące grupami ziaren o różnej zawartości substancji użytecznej. Wykorzystuje się w tym celu własności fizyczne minerałów takie jak gęstość, przewodnictwo elektryczne, podatność magnetyczna.

Jedną z metod stosowanych w przeróbce kopalin jest separacja magnetyczna. Wykorzystuje ona różnice podatności magnetycznej właściwej substancji w polu magnetycznym, gdzie działają siła grawitacji i siła magnetyczna. Przy odpowiednim natężeniu pola magnetycznego siła ta dla ziaren o dużej podatności może osiągnąć znaczne wartości. W takim przypadku może nastąpić odchylenie toru ziarna. Odchylenie to spowoduje z kolei rozdział ziaren według ich podatności magnetycznej na silniej i słabiej magnetyczne.

Sprawność procesu separacji magnetycznej zależy od:

• rodzaju ziaren znajdujących się w nadawie

• natężenia pola magnetycznego

• wielkości ziaren

• objętościowego natężenia przepływu nadawy w separatorze

• rodzaj separacji (na mokro, czy na sucho)

• wielkości i ilości kul stalowych między biegunami elektromagnesu.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą oraz aparaturą wykorzystywaną przy separacji magnetycznej. Wykonanie badania sprowadza się do rozdziału minerałów w zależności od podatności magnetycznej na separatorze magnetycznym. Uzyskane wyniki były podstawą do oceny jakościowego i ilościowego procesu wzbogacania.

3.Część doświadczalna

3.1 Materiały i urządzenia

Do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego wykorzystywane były następujące materiały i urządzenia:

• separator magnetyczny

• mikroskop do oceny składu mineralnego

• piasek drobnoziarnisty „Biała Góra”

• woda do sporządzania zawiesiny wodno-piaskowej

• naczynia pomocnicze

• zlewka

• tryskawka z wodą.

3.2 Metodyka

Odważono 25g piasku „Biała Góra” i sporządzono z niego zawiesinę wodno-piaskową. Następnie zawiesinę tę poddano pod działanie pola magnetycznego w separatorze magnetycznym. Kolejno wydzielono z tej samej nadawy trzy koncentraty powstałe przy trzech różnych poziomach pola magnetycznego (podawane natężenie 2A, 4A, 6A). Z każdego koncentratu pobrano próbkę i pod mikroskopem określono jakościowy i ilościowy skład mineralny. Na podstawie otrzymanych wyników sporządzono bilans.

3.3 Omówienie wyników

W wyniku przeprowadzonego doświadczenia otrzymujemy następujące dane, które zamieszczone są w tabelach.

Tabela 1. Skład ziarnowy minerałów

Nazwa prod.	Skład ziarnowy [%]			Masa [g]
	Ciemne	Jasne	Różowe
K1	68	21	11	6
K2	53	42	5	4
K3	38	56	6	2
O	10	84	6	13

Tabela 2. Bilans wzbogacania dla minerałów ciemnych

Nazwa produktu	Natęż. Prądu [A]	Wychód [g]	Wychód γ [%]	Wychód sumar. Σγ [%]	Zawartość			Uzysk
										λ [%]	Σ λ [%]		ε [%]	Σε [%]
Frakcja1	2	6	24	24	68		68	49,394		49,394
Frakcja2	4	4	16	40	53		121	25,666		74,060
Frakcja3	6	2	8	48	38		159	9,201		840261
Fr.niem.		13	52	52	10		169	15,739		15,739
Nadawa z bilansu		25	100	100	λ=33,04			100		100

Tabela 3. Bilans wzbogacania dla minerałów jasnych

Nazwa produktu	Natęż. Prądu [A]	Wychód [g]	Wychód γ [%]	Wychód sumar. Σγ [%]	Zawartość			Uzysk
										λ [%]	Σ λ [%]		ε [%]	Σε [%]
Frakcja1	2	6	24	24	21		21	8,37		8,37
Frakcja2	4	4	16	40	42		63	11,22		19,59
Frakcja3	6	2	8	48	56		119	7,48		27,07
Fr.niem.		13	52	52	84		203	72,93		72,93
Nadawa z bilansu		25	100	100	λ=59,86			100		100

4.Wnioski

Granity z rejonu Płyty Strzegomskiej składają się głównie ze skalenia sodowo-potasowego, kwarcu i biotytu. Zanieczyszczeniem tego materiału jako surowca dla ceramiki są związki żelaza - głównie biotyt. Skalenie i kwarc są minerałami wykazującymi własności diamagnetyczne, zatem z punktu widzenia technologii są minerałami niemagnetycznymi, natomiast biotyt jest minerałem wykazującym dość silne własności magnetyczne i zaliczany jest do materiałów antyferromagnetycznych.

Siła oddziaływania pola magnetycznego na ziarno rośnie wraz ze wzrostem podatności magnetycznej, natężenia, jak również zakrzywienia linii sił pola magnetycznego. Przy odpowiednim natężeniu pola magnetycznego następuje odchylenie toru ziarna, co z kolei powoduje rozdzielenie ziaren w zależności od ich podatności magnetycznej. Zachowanie to charakteryzuje właściwa podatność magnetyczna, od różnicy której, dla rozdzielanych substancji zależy ostrość procesu wzbogacania.

Tabela 1. Bilans dla magnetytu

Nazwa produktu	Natężenie prądu [A]	γ [g]	γ [%]	Σ γ [%]	λ [%]	γ*λ [%]	Σ γ*λ [%]	β [%]	k	Σ ε [%]
Frakcja magn. 3	6	1,25	5,00	5,00	74,468	372,340	372,340	74,468	4,797	23,986
Frakcja magn.2	4	0,625	2,50	7,50	77,778	194,445	566,785	75,571	4,868	36,513
Frakcja magn.1	2	0,125	0,50	8,00	68,421	34,211	600,996	75,124	4,840	38,716
Frakcja niemagn.	-	23,0	92,00	92,00	10,345	951,740	951,740	10,345	0,666	61,312
Nadawa	-	25,0	100				1552,276	λ = 15,52		100,028

Tabela 2. Bilans dla granatów

Nazwa produktu	Natężenie prądu [A]	γ [g]	γ [%]	Σ γ [%]	λ [%]	γ*λ [%]	Σ γ*λ [%]	β [%]	k	Σ ε [%]
Frakcja magn. 3	6	1,25	5,00	5,00	8,511	42,555	372,340	74,468	2,538	12,692
Frakcja magn.2	4	0,625	2,50	7,50	8,333	20,833	393,173	52,423	1,787	13,402
Frakcja magn.1	2	0,125	0,50	8,00	5,263	2,632	395,912	49,476	1,686	13,492
Frakcja niemagn.	-	23,00	92,00	92,00	27,586	2537,912	2537,912	27,586	0,940	86,509
Nadawa	-	25,00	100				2933,716	λ = 29,34		100,001

Tabela 3. Bilans dla kwarcu

Nazwa produktu	Natężenie prądu [A]	γ [g]	γ [%]	Σ γ [%]	λ [%]	γ*λ [%]	Σ γ*λ [%]	β [%]	k	Σ ε [%]
Frakcja magn. 3	6	1,25	5,00	5,00	17,021	85,105	372,34	74,468	1,215	6,074
Frakcja magn.2	4	0,625	2,50	7,50	13,889	34,723	407,063	54,275	0,885	6,640
Frakcja magn.1	2	0,125	0,50	8,00	26,316	13,158	420,221	52,528	0,857	6,855
Frakcja niemagn.	-	23,00	92,00	92,00	62,069	5710,348	5710,348	62,069	1,012	93,147
Nadawa	-	25,00	100				6130,569	λ = 61,305		100,001

Rys. 1 Wykres krzywej wzbogacalności Mayera sporządzony według danych w tabeli 2 (dla magnetytów)

4.0 OBSERWACJE I WNIOSKI

Jak wynika z rysunku wzbogacalność dla magnetytów przebiega dość intensywnie. Krzywa wzbogacania jest zbliżona do idealnej krzywej wzbogacania, a nawet w początkowym okresie procesu z nią się pokrywa.

Współczynnik skuteczności wzbogacania w moim przypadku wynosi:

% =
%

Uwzględniając fakt, iż separację przeprowadzono w trudnych warunkach laboratoryjnych skuteczność wzbogacania oceniam jako bardzo dobrą.

Rys. 1 Wykres krzywej wzbogacalności Mayera sporządzony według danych w tabeli 2 (dla magnetytów)

Rys. 2 Wykres krzywej wzbogacalności Mayera sporządzony według danych w tabeli 3 (dla granatów)

Nazwa oznaczenia	Numer pomocniczy	γ% wychód procentowy	γm [g] wychód masowy	Σγ [%]	λ [%] zawartość składnika użytecznego w koncentracie	γ%*λ ilość minerałów	Σγ%*λ	β Zawartość minerału w produkcie łączonym [%]	k wsp. wzbogacania	Σε uzysk w łączonych produktach [%]
K1	III	1,00	1,00	1,00	94,00	94,00	94,00	94,00	10,50	10,50
K2	II	3,00	3,00	4,00	89,00	267,00	361,00	90,25	10,08	40,33
K3	I	5,00	5,00	9,00	34,00	170,00	531,00	59,00	6,59	59,32
T	T	91,00	91,00	100,00	4,00	364,00	364,00	3,64	0,40	4,47
N	N	100,00	100,00	-	-	-	895,00	8,95	1,00	100,00

Tabela 2

Bilans dla magnetytu

Nazwa oznaczenia	Numer pomocniczy	γ% wychód procentowy	γm [g] wychód masowy	Σγ [%]	λ [%] zawartość składnika użytecznego w koncentracie	γ%*λ ilość minerałów	Σγ%*λ	β Zawartość minerału w produkcie łączonym [%]	k wsp. wzbogacania	Σε uzysk w łączonych produktach [%]
K1	III	1,00	1,00	1,00	2,00	2,00	2,00	2,00	0,19	0,19
K2	II	3,00	3,00	4,00	4,00	12,00	14,00	3,50	0,33	1,33
K3	I	5,00	5,00	9,00	6,00	30,00	44,00	4,88	0,46	4,20
T	T	91,00	91,00	100,00	11,00	1001,00	1001,00	10,01	0,95	95,78
N	N	100,00	100,00	-	-	-	1045,00	10,45	1,00	100,00

Tabela 3

Bilans dla granatów

---