Podstawy mineralurgii

isbn: 83-7085-544-X

EGZEMPLARZ LEKKO USZKODZONY

Spis rzeczy

Wstęp ........................................................................................................................................ 7
CZĘŚĆ I. WPROWADZENIE DO MINERALURGII....................................................... 11
1. Od wielkiego wybuchu do mineralurgii................................................................................. 12
1.1. Powstanie materii .......................................................................................................... 12
1.2. Cząstki elementarne....................................................................................................... 14
1.3. Cząsteczki...................................................................................................................... 16
1.4. Ciała stałe ...................................................................................................................... 17
1.5. Minerały ........................................................................................................................ 20
1.6. Złoża, górnictwo i mineralurgia .................................................................................... 26
Literatura .............................................................................................................................. 27
CZĘŚĆ II. CHARAKTERYSTYKA PROCESÓW MINERALURGICZNYCH............. 29
2. Analiza, ocena oraz opis procesów mineralurgicznych ........................................................ 30
2.1. Podstawy separacji ........................................................................................................ 30
2.2. Analiza i ocena separacji ............................................................................................... 40
2.2.1. Rozdział nadawy na produkty.............................................................................. 40
2.2.2. Wzbogacanie........................................................................................................ 42
2.2.2.1. Analiza ilościowa i jakościowa wzbogacania......................................... 42
2.2.2.2. Krzywe wzbogacania.............................................................................. 47
2.2.2.2.1. Krzywa Henry’ego ................................................................. 50
2.2.2.2.2. Krzywa Mayera...................................................................... 53
2.2.2.2.3. Krzywa Della ......................................................................... 57
2.2.2.2.4. Krzywa Halbicha ................................................................... 59
2.2.2.2.5. Alfa-nieczułe krzywe wzbogacania........................................ 60
2.2.2.2.5.1 Krzywa Fuerstenaua................................................... 61
2.2.2.2.5.2. Krzywa Mayera–Tysona–Drzymały–Wheelocka ..... 64
2.2.2.2.5.3 Inne α-nieczułe krzywe wzbogacania........................ 69
2.2.2.3. Wzbogacalność....................................................................................... 69
2.2.2.4. Wskaźniki wzbogacania oraz ocena separacji traktowanej
jako wzbogacanie.................................................................................... 74
2.2.2.5. Podsumowanie........................................................................................ 79
2.2.3. Klasyfikacja ......................................................................................................... 80
2.2.3.1. Analiza separacji jako klasyfikacja......................................................... 80
2.2.3.2. Krzywe klasyfikacji................................................................................ 85
2.2.3.2.1. Krzywe częstości.................................................................... 85
2.2.3.2.2. Krzywe rozkładu .................................................................. 88

2.2.3.2.1. Krzywe częstości.................................................................... 85
2.2.3.2.2. Krzywe rozkładu .................................................................. 88
2.2.3.2.3. Krzywe rozdziału ................................................................. 91
2.2.3.2.4. Modyfikowane krzywe klasyfikacji ..................................... 94
2.2.3.2.5. Inne krzywe klasyfikacji ...................................................... 96
2.2.3.3. Ocena procesu klasyfikacji ................................................................... 97
2.2.3.4. Klasyfikowalność i klasyfikacja idealna............................................... 100
2.2.3.4.1. Analiza sitowa...................................................................... 101
2.2.3.4.2. Analiza densymetryczna ...................................................... 104
2.2.3.5. Podsumowanie...................................................................................... 105
2.2.4. Inne sposoby analizy wyników separacji........................................................... 105
2.3. Opis separacji .............................................................................................................. 106
2.3.1. Rola materiału i separatora ................................................................................ 106
2.3.2. Porządkowanie................................................................................................... 109
2.3.2.1. Mechanika porządkowania ziarn............................................................ 109
2.3.2.2. Energetyka porządkowania ziarn ........................................................... 113
2.3.2.3. Prawdopodobieństwo porządkowania ziarn ........................................... 114
2.3.3. Stratyfikacja....................................................................................................... 115
2.3.4. Podział ............................................................................................................... 116
2.3.5. Pełny fizyczny opis separacji............................................................................. 119
2.3.6. Czasowe aspekty separacji................................................................................. 119
2.3.7. Podsumowanie................................................................................................... 121
Literatura ............................................................................................................................ 122
CZĘŚĆ III. PROCESY SEPARACJI................................................................................. 127
3. Rozdrabnianie ..................................................................................................................... 128
3.1. Podstawy procesu ........................................................................................................ 128
3.2. Fizykomechaniczny opis mechanicznego rozdrabniania ziarn.................................... 133
3.3. Empiryczny opis rozdrabniania ziarn .......................................................................... 137
3.4. Inne opisy rozdrabniania ............................................................................................. 145
3.5. Kinetyka rozdrabniania................................................................................................ 145
3.6. Analiza procesu rozdrabniania .................................................................................... 146
3.6.1. Rozdrabnianie jako proces klasyfikacji ............................................................. 148
3.6.2. Rozdrabnianie jako proces wzbogacania ........................................................... 152
3.7. Urządzenia stosowane do rozdrabniania...................................................................... 155
Literatura ............................................................................................................................ 158
4. Przesiewanie ....................................................................................................................... 161
4.1. Podstawy przesiewania................................................................................................ 161
4.2. Rozmiar i kształt ziarn................................................................................................. 162
4.3. Opis procesu przesiewania .......................................................................................... 165
4.3.1. Mechanika przesiewania.................................................................................... 166
4.3.2. Fizyka przesiewania........................................................................................... 167
4.3.3. Prawdopodobieństwo przesiania........................................................................ 170
4.3.4. Kinetyka przesiewania....................................................................................... 173
4.3.5. Inne parametry procesu przesiewania................................................................ 177
4.4. Analiza i ocena procesu przesiewania ......................................................................... 179
Literatura ............................................................................................................................ 180
5. Klasyfikacja hydrauliczna i powietrzna .............................................................................. 181

5.1. Podstawy procesu....................................................................................................... 181
5.2. Klasyfikacja sedymentacyjna ..................................................................................... 186
5.3. Klasyfikacja fluidyzacyjna ......................................................................................... 188
5.4. Klasyfikacja w poziomym strumieniu medium.......................................................... 189
5.5. Klasyfikacja w strumieniu pulsacyjnym..................................................................... 190
5.6. Hydrocyklony............................................................................................................. 191
Literatura ........................................................................................................................... 193
6. Separacja w cienkiej strudze cieczy.................................................................................. 194
6.1. Wprowadzenie........................................................................................................... 194
6.2. Separatory strumieniowe........................................................................................... 195
6.3. Stożki separujące Reicherta....................................................................................... 196
6.4. Separatory strumieniowo-zwojowe........................................................................... 197
6.5. Stoły koncentracyjne ................................................................................................. 198
6.6. Inne separatory .......................................................................................................... 200
Literatura.......................................................................................................................... 200
7. Separacja grawitacyjna w wodzie i cieczach ciężkich ...................................................... 202
7.1. Podstawy procesu...................................................................................................... 202
7.2. Analiza densymetryczna............................................................................................ 208
7.3. Separacja grawitacyjna w cieczach magnetycznych ................................................. 210
Literatura.......................................................................................................................... 211
8. Separacja magnetyczna ..................................................................................................... 212
8.1. Właściwości magnetyczne substancji........................................................................ 212
8.2. Diamagnetyki ............................................................................................................ 218
8.3. Paramagnetyki........................................................................................................... 220
8.3.1. Prawdziwe paramagnetyki............................................................................... 220
8.3.2. Antyferromagnetyki......................................................................................... 221
8.3.3. Ferrimagnetyki ................................................................................................ 222
8.3.4. Ferromagnetyki................................................................................................ 223
8.4. Separacja ................................................................................................................... 225
Literatura.......................................................................................................................... 234
9. Separacja z wykorzystaniem prądów wirowych ............................................................... 235
Literatura.......................................................................................................................... 237
10. Separacja dielektryczna..................................................................................................... 238
Literatura.......................................................................................................................... 242
11. Separacja elektryczna........................................................................................................ 243
Literatura.......................................................................................................................... 250
12. Flotacja.............................................................................................................................. 251
12.1. Podstawy teoretyczne.............................................................................................. 251
12.2. Modyfikacja hydrofobowości.................................................................................. 264
12.3. Zjawiska elektryczne na granicach fazowych ......................................................... 269
12.4. Opis flotacji............................................................................................................. 283
12.5. Odczynniki flotacyjne ............................................................................................. 292
12.5.1. Kolektory..................................................................................................... 292
12.5.2. Spieniacze ................................................................................................... 313
12.5.3. Aktywatory.................................................................................................. 317
12.5.4. Depresory .................................................................................................... 321
12.5.4.1. Depresory działające przez adsorpcję .......................................... 322

12.5.4.2. Depresory redoks ......................................................................... 330
12.5.4.3. Depresory rozkładające zaadsorbowany kolektor........................ 335
12.6. Flotacja substancji mineralnych .............................................................................. 336
12.6.1. Substancje naturalnie hydrofobowe ............................................................ 336
12.6.2. Metale rodzime i siarczki ............................................................................ 343
12.6.3. Utlenione minerały metali nieżelaznych ..................................................... 351
12.6.4. Tlenki i wodorotlenki.................................................................................. 352
12.6.5. Sole trudno rozpuszczalne........................................................................... 362
12.6.6. Sole rozpuszczalne ...................................................................................... 371
12.7. Urządzenia flotacyjne.............................................................................................. 374
Literatura.......................................................................................................................... 380
13. Koagulacja ........................................................................................................................ 392
13.1. Istota koagulacji ...................................................................................................... 392
13.2. Adhezja ziarn........................................................................................................... 394
13.2.1. Oddziaływania molekularne........................................................................ 395
13.2.2. Oddziaływania elektrostatyczne.................................................................. 405
13.2.3. Oddziaływania strukturalne......................................................................... 412
13.2.4. Wskaźnik stabilności W............................................................................... 415
13.3. Stabilność koagul .................................................................................................... 419
13.4. Prawdopodobieństwo kolizji ziarn w procesie koagulacji....................................... 420
13.5. Kinetyka i hydrodynamika koagulacji..................................................................... 421
13.6. Czynniki wpływające na koagulację ....................................................................... 428
13.7. Wpływ innych substancji na stabilność zawiesin.................................................... 432
13.8. Selektywna koagulacja............................................................................................ 436
13.9. Struktura koagul ...................................................................................................... 438
Literatura.......................................................................................................................... 440
14. Flokulacja.......................................................................................................................... 445
14.1. Wprowadzenie......................................................................................................... 445
14.2. Flokulanty ............................................................................................................... 447
14.3. Flokulacja................................................................................................................ 451
14.4. Flokulacja selektywna ............................................................................................. 457
Literatura.......................................................................................................................... 458
15. Aglomeracja olejowa ........................................................................................................ 460
15.1. Podstawy procesu.................................................................................................... 460
15.2. Termodynamika aglomeracji olejowej.................................................................... 461
15.3. Akwaolejofilność układów aglomeracyjnych ......................................................... 468
15.4. Selektywna aglomeracja olejowa ............................................................................ 472
15.5. Mechanizm aglomeracji olejowej............................................................................ 477
15.6. Powietrze w procesie aglomeracji olejowej węgla.................................................. 485
15.7. Odmiany aglomeracji olejowej................................................................................ 490
Literatura.......................................................................................................................... 491
CZĘŚĆ IV. UZUPEŁNIENIE.............................................................................................. 497
16. Układ SI ............................................................................................................................ 498
Literatura.......................................................................................................................... 503