Методы определения плотности минералов
Основным разделительным признаком является плотность минералов. Для определения плотности минеральных зёрен используют различные методы:
1) Для относительно крупных кусков минерала плотность определяют путём их взвешивания на специальных весах – Марголена или Вестналя. При этом способе кусочек минерала сначала взвешивают на воздухе, а затем погружённым в воду, в которой его вес уменьшается согласно закону Архимеда: на вес объёма воды вытесненного тела. Разница в измеряемых весах даёт возможность вычислить плотность минералов. Данные весы устроены так, что стрелка сразу показывает искомую плотность.
2) Минерал взвешивается на воздухе, затем помещается в мерный стакан; фиксируют, на сколько поднялся уровень в нём, то есть находят массу зерна. Зная массу тела и объём, вычисляют плотность. Такой же способ используют для определения мелких зёрен – пиктометрический способ. Он заключается в следующем: взвешивают сначала мерный сосуд (пиктометр), далее с водой, налитой до метки; затем погружают туда частицы и взвешивают. Далее по формуле определяют плотность минералов и сростков:
А1, А2, А3, А4 – соответственно масса пустого пиктометра, масса пиктометра с минеральными зёрнами, масса пиктометра с минералами, наполненного водой до метки; масса пиктометра, наполненного водой.
Для повышения точности измерения используют дистиллированную воду; кипятят воду вместе с зёрнами, чтобы удалить остатки воздуха и пузырьки воздуха, прилипшие к поверхности частиц.
Значение плотностей чистых минералов можно найти в справочниках.
Теоретические основы гравитационных процессов.
Общие положения.
Гравитационные методы обогащения до сих пор не имеют единой общепризнанной теории, а теоретические представления о них носят характер гипотез. Теория гравитационных процессов развивается в настоящее время по двум основным направлениям:
1) Детерменистское
2) Статистическое
За основу при детеменистском направлении принимается закономерности движения в жидкости или газе отдельных разных по крупности и плотности классов частиц в свободных или стеснённых условиях.
Составляются и решаются уравнения движения частиц с учётом сил, действующих на них в рассматриваемом процессе. При этом следует учитывать влияние стеснённости процессов, а также присутствие в ---- частиц других классов. Для объяснения закономерности перемещения зёрен используются законы классической механики, гидравлики, физики, гидро-, аэродинамики.
При статистическом наряжении суспенция растворяется как совокупность воды или воздуха и частиц, в которой перемещение каждой отдельной частицы является в значительной степени случайным, а применение теории случайных процессов даёт возможность установить распределение частиц по продуктам разделения.
Каждое из указанных направлений имеет определённое значение для разработки теории гравитационных процессов обогащения.
Первое направление – обычное для решения задач механики. При его использовании бессмысленно пытаться составлять и решать уравнения движения для каждой частицы, учитывая разнообразие плотностей, размеров и форм частиц. Однако можно составлять и решать уравнения движения средних частиц отдельных классов, имеющих определённый размер, плотность и форму.
-1 + 1,6 мм – кварц, ρт=2,65 г/см3, ω=0,8
-1 + 1,6 мм – магнетит, ρт=5,2 г/см3, ω=0,9
Детерменистское направление позволяет также учесть влияние параметров зерна и среды на результат расслоения смеси зёрен в обогатительном аппарате и количественно оценить влияние сил, вызывающих перемещение отдельной частицы, но оно не учитывает влияние случайных факторов и не раскрывает полностью сложного движения совместимости зёрен в средах.
Статистическое направление напротив не требует точного описания механизма разделения частиц; учитывает случайность их перемещения, являющуюся одним из основных свойств любого процесса обогащения. Это направление раскрывает закономерность движения совместимости зёрен в средах и процесс формирования слоёв, но не позволяет дать оценку влияния сил, вызывающих перемещенеие отдельной частицы. Оно также позволяет описать кинетику гравитационных процессов и в частности связать результаты обогащения с производительностью гравитационного аппарата. Поэтому правильными при разработке теории любого процесса является разумное сочетание обоих этих направлений.