WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE MINERAŁÓW

https://docplayer.pl/13704367-Wlasnosci-magnetyczne-mineralow.html

https://drive.google.com/open?id=18MM8h_6wKXIVTldcOtof7cuwnxdq3vQ0

Jedną z najważniejszych metod rozdziału mieszanin minerałów, znajdującą

zastosowanie w przeróbce wielu surowców mineralnych jest rozdział ziarn przy

wykorzystaniu różnic we własnościach magnetycznych minerałów - nazwany separacją

magnetyczną lub wzbogacaniem magnetycznym. Rozdział ten polega na wprowadzeniu

mieszaniny ziarn minerałów w przestrzeń oddziaływania pola magnetycznego,

wytworzonego np. pomiędzy biegunami magnesu (elektromagnesu); w polu

magnetycznym ziarna zachowują się w różny sposób zależnie od ich własności

fizycznych a w szczególności od ich własności magnetycznych.

diamagnetyki ( Χ < 0) np. kwarc SiO2, korund Al2O3, kalcyt CaCO3, dolomit

CaCO3. MgCO3, baryt BaSO4, magnezyt MgCO3, sfaleryt ZnS, galena PbS,

chalkozyn Cu2S, cyrkon ZrSiO4, rutyl TiO2, anhydryt CaSO4, gips CaSO4

.2H2O, skalenie np. ortoklaz (skaleń potasowy), K[AlSi3O8] lub albit (skaleń sodowy),

Na[AlSi3O8].

• paramagnetyki ( Χ > 0) np. piryt FeS2, markasyt FeS2, bornit Cu5FeS4,

chalkopiryt CuFeS2, getyt FeOOH, almandyn Fe3Al2Si3O12 (minerał z grupy

granatów).

• antyferromagnetyki ( Χ = f(H)) np. hematyt Fe2O3, ilmenit FeTiO3, syderyt

FeCO3, limonit , monacyt (Ln)PO4, turmalin, piroluzyt MnO2.

• ferrimagnetyki ( Χ = f(H)) np. magnetyt Fe3O4, maghemit γ-Fe2O3, pirotyn FeS.

• ferromagnetyki ( Χ = f(H)) np. żelazo rodzime, żelazo-platyna, żelazo-nikiel

oraz wytworzone przez człowieka stopy żelaza jak np. stal.

Własności magnetyczne minerałów silnie zależą od niemal zawsze obecnych w

ich strukturze zanieczyszczeń lub domieszek izomorficznych pierwiastków

Podatność magnetyczną ciał o własnościach magnetycznych stałych określa się

metodami statycznymi Faradaya lub Gouya posługując się tzw. wagami magnetycznymi

(różnej konstrukcji dla obu metod) oraz mając do dyspozycji bryłkę badanego minerału o

określonej objętości [3]. Podatność magnetyczną materiałów sypkich można wyznaczyć

w warunkach dynamicznych w separatorze izodynamicznym typu Frantz metodą

Nesseta-Fincha

Pomiar podatności magnetycznej ciał stałych, których własności zależne są od

natężenia pola magnetycznego H, wykonuje się w urządzeniach z niejednorodnym polem

magnetycznym, wyznaczając tzw. krzywe namagnesowania. Pomiaru podatności

magnetycznej takich ciał w postaci sypkiej można też dokonać przy pomocy separatora

typu Frantz

Z technologicznego punktu widzenia, surowce mineralne, trochę niezeleżnie od

ich natury fizycznej i przedstawionego powyżej podziału ciał stałych, dzielimy na cztery

grupy [2], t.j. minerały:

• silnie magnetyczne (np. magnetyt, maghemit, pirotyn),

• średnio magnetyczne (np. syderyt, ilmenit, hematyt, granaty, ksenotym, )

• słabo magnetyczne (np. limonit, monacyt, ciemny rutyl, piryt, piroluzyt)

• niemagnetyczne (np. kwarc, kalcyt, skalenie, gips, cyrkon, rutyl).

Urządzenia służące do realizacji procesu separacji magnetycznej są nazywane

separatorami lub wzbogacalnikami magnetycznymi. Omówienie różnych typów

separatorów magnetycznych przewidziane jest w programie wykładów.

W procesie separacji magnetycznej ważną rolę odgrywają następujące parametry:

1. natężenie pola magnetycznego w przestrzeni roboczej separatora,

2. podatność magnetyczna rozdzielanych materiałów,

3. wielkość ziarn,

4. opór ruchu ziarn wywołany siłami grawitacji i tarcia,

oraz jak w każdym procesie wzbogacania, stopień uwolnienia ziarn.

W celu wyraźnego obniżenia wpływu grawitacji i tarcia na proces separacji

magnetycznej w praktyce stosowane są różnego typu separatory wykorzystujące

obracające się bębny (wałki), wibrujące rynienki, w których rozdzielane minerały, w

obszarze działania pola magnetycznego, są przesuwane ruchami skokowymi. Dla

podwyższenia skuteczności procesu ziarna mogą być poddawane separacji magnetycznej

zawiesinie wodnej. Ten ostatni sposób pozwala na przeprowadzenie separacji nawet dla

materiału bardzo drobnoziarnistego (np. <0.01-0.001mm).

W laboratoryjnych badaniach nad magnetycznym rozdziałem mieszanin

mineralnych szczególnie przydatny jest skonstruowany przez S. Frantz'a w 1936 roku

izodynamiczny separator magnetyczny. Jest to urządzenie laboratoryjne służące do

testowania własności minerałów i ich mieszanin. Służy on do precyzyjnego rozdziału

minerałów wykazujących nawet bardzo słabe własności magnetyczne oraz nieznacznie

różniących się podatnością magnetyczną. Separator ten pracuje na sucho choć znane są

jego wersje pracujące na mokro. Cechą szczególną tego urządzenia, odróżniającą go od

innych powszechnie stosowanych typów separatorów magnetycznych (gdzie materiał

magnetyczny jest przyciągany) jest charakterystyka pola magnetycznego w przestrzeni

roboczej powodująca odpychanie minerałów ("wypychanie"). Zasadniczą częścią tego

separatora jest elektromagnes składający się z dwóch zwojnic nawiniętych na rdzeń

tworzący dwa bieguny, pomiędzy którymi znajduje się rynienka. Pomiędzy biegunami, w

przestrzeni roboczej (na rynience) wytwarza się pole, którego linie sił skierowane są

antyrównolegle w przeciwnych kierunkach. W celu obniżenia wpływu sił tarcia na

separowany materiał, do rynienki przymocowany jest trwale wibrator, który przekazuje

swoje drgania do nachylonej rynienki wymuszając tym ruch (przesypywanie się) ziarn

rozdzielanego materiału. Amplituda drgań wibratora jest regulowana. Nadawa

przeznaczona do separacji podawana jest na rynienkę za pomocą lejka - którego

odkręcanie lub dokręcanie reguluje ilość zasypywanego materiału.