Специальные методы обогащения. Руды обогащение

К специальным методам обогащения относятся процессы, основанные на использовании разницы в цвете и блеске, в твердости, в интенсивности различных видов физических излучений, в способности минералов растрескиваться при нагревании.

Наиболее широкое распространение среди специальных методов получили методы сортировки или рудоразборки, которые основаны на различиях излучения в оптической области спектра (оптические методы) , в области радиометрического излучения (радиометрическая сортировка).

Эти процессы применяются, как правило, при предварительной классификации руды с целью выделения продукта с отвальным содержанием ценного компонента, при выходе которого более 20…25% использование этих процессов становятся экономически целесообразным. Они отличаются высокой производительностью, эффективностью, низкими расходами электроэнергии, воды, топлива и экологичностью.

Сортировка по цвету и отражательной способности применяется для выделения алмазов, золота, драгоценных камней, урановых минералов.

Ручная сортировка в настоящее время применяется в очень ограниченных масштабах, т.к. отличается большой трудоемкостью. Она используется на предприятиях небольшой производительности и достаточно высокой стоимости продуктов обогащения (алмазы, драгоценные камни). Сортировку руды производят непосредственно в забое (в шахте) или уже на поверхности на специальных рудоразборных конвейерах при крупности материала от 10 до 300 мм. Эффективность такой сортировки зависит от различия в цвете кусков породы и ценных минералов. Примером использования процесса ручной сортировки могут быть крупнокристаллические сподуменовые и берилловые руды, в которых сподумен (литиевый минерал) и бериллийсодержащие минералы (изумруд, хризоберилл) сильно отличаются от минералов вмещающих пород не только по цвету и блеску, но и по форме.

Механическая сортировка по цвету, блеску и отражательной способности используется в фотометрической и люминесцентной сепарации, которые являются более производительными и эффективными, нежели ручная сортировка.

При фотометрической сортировке с применением фотоэлемента движущиеся по ленточному конвейеру куски руды освещаются источником света. В зависимости от интенсивности отраженного света, попадающего на фотоэлемент, возникает электрический ток, который затем усиливается и приводит в действие механизм отклоняющего шибера, который сбрасывает куски в отсек для концентрата или в отсек для хвостов (рис. 141).

Рис.141. Схема фотолюминисцентного сепаратор

1 – питатель; 2 –светонепроницаемый кожух сортирующего узла; 3 – источник ультрафиолетового излучения; 4 –линза; 5 – светофильтры; 6 –фотодатчики; 7 –светофильтры; 8 –электромагнитные шиберы; 9 - фотометр

Фотометрический метод применяется при предварительном обогащении, например, золото-кварцевых руд, бериллийсодеражщих руд.

Люминесцентный метод основан на способности некоторых минералов люминесцировать под влиянием внешних воздействии (ультрафиолетовых и рентгеновских лучей), которые возбуждают в минералах сильную люминесценцию. Такие сепараторы используются для обогащения алмазосодержащих руд. В рентгено-люминесцентных сепараторах используется свечение алмазов под действием рентгеновских лучей. При прохождении алмаза через зону просвечивания в фотоумножителе появляется импульс тока, который заставляет срабатывать механизм, перемещающий приемную воронку под желоб для алмазов. При прохождении через зону просвечивания минералов вмещающих пород такого импульса не появляется и минералы уходят в хвосты.

Современные высокоскоростные оптические сепараторы способны различить тысячи оттенков различных цветов и имеют производительность от 12 т/ч при крупности питания 2…35 мм до 450 т/ч при крупности исходной руды 400 мм. Эти сепараторы способны производить обогащение руды крупностью до 1 мм.

Наиболее широкое промышленное применение получили методы, использующие природную или наведенную радиактивность. Интенсивность гамма-излучений и бета-излучений используется при обогащении радиоактивных руд, содержащих уран и торий. Основанная на этих излучениях радиометрическая сортировка осуществляется в сепараторах, которые состоят из следующих конструктивных узлов: транспортирующего устройства, радиометра, разделяющего механизма и питателя. Питателем руда подается на транспортирующее устройство, который подает руду к разделяющему механизму. Радиометр регистрирует гамма- излучение при движении руды через сепаратор и управляет механизмом, разделяющим руду на продукты обогащения. По типу транспортирующих устройств сепараторы разделяются на ленточные, вибрационные, ковшовые и карусельные. Наиболее простыми являются ленточные сепараторы с электромеханическим разделяющим механизмом шиберного типа (рис. 142). Многоканальные ленточные сепараторы имеют несколько каналов с датчиками и разделяющими механизмами и могут одновременно производить обогащение нескольких потоков руды.

Рис. 142. Схема ленточного радиометрического сепаратора с электромеханическим разделителем

1 – ленточный конвейер; 2 – датчик радиометра; 3 –шибер; 4 – электромагнит; 5 – экран; 6 –радиометр

Радиометрическая сортировка бывает трех видов: кускова, порционная и поточная. При кусковой и порционной сортировке материал разделяется на куски или порции, которые раздельно подаются в зону разделения активности. При поточной сортировке через зону измерения непрерывным потоком проходит вся рудная масса, а за условную порцию принимается то количество руды, которое находится в данный момент под датчиком. Такая сортировка применяется при обогащении бедных руд. При кусковой сортировке осуществляется классификация по зкой школе с отмывкой глины и шламов.

Наглядным примером порционной сортировки являются радиометрические контрольные станции, в которых интенсивность излучения проводится в емкостях – вагонетках, скипах, думпкарах и автомашинах. Эти большеобъемные емкости помещаются между датчиками радиометра, регистрирующего интенсивность ее гамма-излучения и в соответствии с установленным эталонным графиком определяется содержание урана в порции руды с последующим направлением ее в цикл обогащения богатой рядовой или бедной руды (рис. 143)

Рис. 143. Технологическая схема радиометрическогообогащения

урановой руды

Эффективность радиометрического обогащения определяется прежде всего контрастностью руды – распределением урана между отдельными кусками руды. Если контрастность отсутствует, значит минералы урана распределены равномерно во всех кусках и радиометрическая сепарация при данной крупности материала не позволит произвести обогащение. Контрастность можно характеризовать показателем контрастности, который характеризует относительное отклонение ценного компонента в кусках руды от среднего содержания этого компонента, т.е.

Где М – показатель контрастности (0…2); α – среднее содержание ценного компонента в руде,%; у – среднее содержание ценного компонента в отдельных кусках пробы, % ; q – масса куска в общей массе пробы, доли ед.

Фотонейтронный метод сортировки основан на измерении интенсивности искусственного нейтронного излучения. Этот метод применяется при обогащении литиевых, бериллиевых, урановых, оловянных руд.

Обогащение по твердости применяется в процессе избирательного измельчения, которое основано на различной твердости минералов, входящих в состав руд, например, бериллиевых. При избирательном измельчении применяются мельницы с центральной разгрузкой, мелкие шары или галя, снижается частота вращения мельницы. При избирательном измельчении бериллиевых руд легко измельчающиеся частицы минералов вмещающих пород (тальк, слюды) отделяются от бериллийсодержащих минералов, имеющих твердость от 5,5 до 8,5, на грохотах или спиральных классификаторах. На второй стадии классификации применяются гидроциклоны, центрифуги или сепараторы (рис. 144).

Рис. 144. Схема обогащения берилливой руды методои избирательного измельчения

Обогащение бериллиевых руд избирательным измельчением применяется перед флотацией для удаления в хвосты хрупких минералов, обладающих низкой твердостью, содержание которых в рудах доходит до 70…80%. Степень обогащения берилла в этом случае составляет 2…4 (иногда 8…10) при извлечении его 70…90% в песковую фракцию.

Декрипитация – это свойство некоторых минералов растрескиваться и разрушаться при нагревании и последующем охлаждении. Этот процесс применяется, например, при обогащении литиевых руд, в которых литиевый минерал сподумен, находящийся в виде α – модификации, при нагревании до 950…1200˚С переходит в β – модификацию и разрушается. Минералы вмещающих пород при этом свою крупность не изменяют. Обжиг руды производят обычно в барабанных печах в течение 1…2 часов. Затем охлажденная руда измельчается в шаровой мельнице с резиновой футеровкой, а из мельницы направляется на грохочение или воздушную сепарацию для отделения мелкого порошкообразного сподуменового концентрата от крупных кусков породы (рис. 145).

Рис. 145. Схема обогащения сподуменовой руды

методом декрипитации

Растрескиваются при нагревании и превращаются в порошок такие минералы, как кианит, барит, флюорит, в то время как кварц практически не разрушается, поэтому при грохочении обожженной руды концентрируется в крупных классах.

Разрушение полезного ископаемого начинается в процессе его добычи. В зависимости от условий образования и последующих явлений метаморфизма полезные ископаемые обладают различ­ными свойствами. При применении тех или иных способов выем­ки и транспорта полезное ископаемое доставляется на обогати­тельную фабрику в виде смеси зерен, имеющих различие по крупности, крепости, твердости и упругости.

Для ряда полезных ископаемых различие в физико-механических свойствах (модули Юнга и Пуассона, прочность) разделяемых минералов приводят к тому, что в процессах дробления и измельчения частицы различных минералов существенно отличаются по крупности и форме. Некоторые авторы называют это обогащением по крепости минералов. В зависимости от крепости полезного ископаемого и вмещаю­щих пород в процессе добычи и при других операциях в шахте ис­ходный материал будет состоять из зерен той или иной крупности, при разделении которых на классы могут быть получены про­дукты с различным содержанием, как полезного компонента, так и загрязняющих примесей. Например, при измельчении магнетитовых кварцитов более прочный кварц в измельченном продукте оказывается в более крупных классах, чем магнетит (избирательное дробление и измельчение).

Разделение по крупности применяется, если имеется различие в качестве отдельных классов исходного материала. Здесь может потребоваться применение центробежных аппаратов как сухого (при обеспыливании), так и мокрого типа (гидроциклоны, центри­фуги). Процесс может быть как самостоятельным (на дисковых сепараторах), так и сопутствующим (например, при грохочении, пневматиче­ской, и мокрой классификации, в жалюзийных аппаратах, центробеж­ных обеспыливателях, в гидроциклонах и т. п.).

Обогащение данным способом с соответствующей подготов­кой производится, когда извлекаемые продукты необходимо по­лучить обязательно в крупном виде, например, обогащение драго­ценных камней (алмазов), либо в виде тонкого материала, на­пример, обогащение глин высокой дисперсности.

Как уже указывалось, обогащение некоторых полезных иско­паемых по крепости или твердости осуществляется путем дробле­ния при помощи удара, раздавливания или истирания, ниже в специальном разделе рассмотрены и более селективные методы раскрытия минералов.

В результате упомянутых видов дробления обогащаются рядо­вые угли, имеющие в своем составе более твердую породу, а также россыпи, содержащие черные алмазы, истирающиеся во много раз труднее, чем находящийся в этой россыпи гравий, имеющий оди­наковый с алмазами удельный вес.

m , а при перемещении - их вес Q = mg.

При добыче и переработке некоторых полезных ископаемых на­блюдают также и различия в форме кусков его компонентов (угли, слан­цы, слюда и асбестосодержащие руды, для которых различие в форме кусков компонентов является следствием их физических свойств). Сепарация частиц по форме приводит к концентра­ции того или иного компонента в продуктах разделения. Разделение составных частей, входящих в, смесь, отличающих­ся по форме (например, отделение пластинчатой породы, сопро­вождающей антрацит, или иглообразных волокон асбеста в асбе­стовой руде) может происходить и попутно на аппаратах, осуще­ствляющих другие операции (классификацию, обезвоживание и др.).

Общим звеном, связывающим эти различные процессы, является рабочая поверхность сепараторов или классификаторов. Последними являются грохоты с различной просеивающими поверхностями: для сепарации по крупности они должны иметь заданный размер ячеек, а для сепарации по форме важны не только размеры, но и форма отверстий в соответствии с кусков особенностями разделяемых минералов.

Обогащение по крупности. Возможность такого обогащения обусловлена физико-механическим свойствами разделяемых минералов. Так, например, при добыче угля, если порода крепкая, то более крупные классы исходного материала будут более высокозоль­ными (табл. 4).

Распределение по классам P 2 O 5 в фосфоритовой руде приве­дено в табл. 8.5.

Выход классов исходного продукта различной крупности и их качество определяют при помощи ситового и технического анали­зов. Обогатимость и возможные результаты обогащения можно определить обычным способом: для этого составляют таблицы и строят кривые обогатимости.

Записывать классы в таблицах для построения кривых обога­тимости надо в порядке возрастания содержания золы или P 2 O 5 .

Различие по крупности может быть получено в результате из­бирательного выветривания исходного материала.

В некоторых случаях этот процесс может иметь самостоятель­ное значение. Например, сортировка алмазной руды после ее вы­ветривания позволяет получить первичный концентрат алмазов.

Такой процесс применим и при извлечении других драгоцен­ных камней.

Следует отметить, что иные виды предварительной обработки исходного материала также могут привести к резкому различию качества минеральных составляющих смеси в зависимости от их крупности. К ним относятся: нагревание, охлаждение, эластичное дробление, ковка и пр.

При обогащении по крупности, поскольку процесс связан с разделением зерен различного размера, имеющих различное содержание какого-либо полезного минерала, очевидно необходи­мо учитывать массу зерен m , а при перемещении - их вес Q = mg.

В том случае, когда обогащение по крупности осуществляется при помощи избирательного грохочения, повышение веса зерен при определенном их размере представляет собой благоприятный фактор. В этом случае возможность прохождения зерна через от­верстие решета определяется соотношением размеров зерен и от­верстий.

Для обогащения по крупности может быть применен горизон­тальный дисковый сепаратор, схема устройства и действия которо­го показана на рис. 2.4.1.

В процессе сепарации более крупные зерна, имеющие боль­шую центробежную силу, от­брасываются на большее рас­стояние и попадают в концент­рический приемник II . Мелкие зерна собираются после схода их с диска D в приемник I . Регулировка аппарата и уп­равление им производятся глав­ным образом за счет изменения числа оборотов диска, что при­водит к изменению центробеж­ной силы и скорости схода зер­на с поверхности диска, а также за счет изменения количества движения исходного материала, по­даваемого на аппарат.

В отдельных случаях наблюдают проявление различий в форме частиц, обусловленное особенностями работы обогати­тельных машин, например дробилок. Так, при дроблении гор­ных пород на щебень для строительства в продуктах дробления появляются частицы «лещадной» (пластинчатой) формы, которые при использовании щебня в качестве заполнителя для бе­тона снижают его прочность. Уменьшение содержания «лещадных» частиц в готовой продукции может рассматриваться как. Рис. 2.5.1 повышение качества щебня.

Соотношение линейных размеров (доли ед.) частиц различ­ной формы (по В. Г. Деркачу и П. А. Копычеву) приведено ниже.

Длина Ширина Толщина

Форма частиц:

пластинчатая... 1 1(0,75) 0,5
продолговатая... 1 0,5 0,5
угловатая.... 1 1 0,5
округлая..... 1 1 1

Для разделения частиц с использованием различий в форме компонентов могут использоваться следующие способы:

Грохочение на специально оформленной просеивающей по­верхности;

Обогащение с использованием различий в коэффициентах трения частиц различной формы;

Разделение по скорости движения частиц в среде, обуслов­ленной различиями в форме частиц;

Разделение по площади контакта частицы с рабочей поверх­ностью аппарата;

Комбинированные способы разделения.

Выделение частиц пластинчатой или продолговатой формы путем грохочения улучшается при переходе от круглых к квад­ратным, от квадратных к прямоугольным, от прямоугольных к щелевидным отверстиям. Повышение качества фракционирован­
ного щебня за счет выделения частиц «лещадной» формы дости­гают, применяя резинострунные просеивающие поверхности, т. е. с использованием перехода от квадратных к прямоугольным от­верстиям. .

Схемы сепараторов для обогащения по форме представлены
на рис. 12.

Для выделения слюды, имеющей ярко выраженную пластин­чатую форму, выполнение только щелевидной просеивающей по­верхности недостаточно, так как для прохождения пластин слю­ды через щель необходима их ориентация перпендикулярно или наклонно к просеивающей поверхности. Такая ориентация до­стигается с помощью крышевидного грохота (см. рис. 2.5.2,а, б], образованного из уголков 1. При этом максимальная толщин» hmax пластинки слюды 2, которая проходит через щель меньше размера щели d c . При установке вертикальных перегородок 3 толщина пластинок слюды, проходящих через щели грохота d cr будет увеличена.

Таким образом, толщина пластинок слюды h, проходящих через щель, будет определяться углом наклона α полки уголка 1 или же высотой вертикальной перегородки 3: h = d c sinα.

Рис. 2.5.2. Схемы сепараторов для обогащения по форме:

а - крышевидный грохот; б - крышевидный грохот с вертикальными перегородками; в - барабанный грохот с удержанием частиц плоской формы за счет разрежения; г - плоскостной сепаратор для обогащения по форме и парусности; д - полочный сепаратор с трамплином; е - ленточный сепаратор-конвейер; ж - центробежный сепаратор».

При α = 0 через сито будут проходить частицы округлой и продолговатой формы. При увеличении угла наклона а толщи­на выделяемых частиц будет расти и npи α = 90° достигнет h= d c .

Процесс обогащения по форме с использованием профилиро­ванной поверхности реализован в грохоте СМ-13, применяемом в качестве основного обогатительного аппарата для получения слюды в забое (забойного сырца). Схемы переработки при этом зависят от запасов, содержания сростков в руде, крупности кус­ков (1; 0,6; 0,3 м), площади кристаллов, производительности добычных агрегатов. По содержанию сростков выделяют руды: до 5%- бедную сростками, 5-20% - среднюю, больше 20% - богатую сростками. В зависимости от приведенных факторов выделяют простые и сложные схемы переработки

Простые технологические схемы дробления и обогащения по форме применяют при объёмах переработки от 2 до 5 м 3 /ч. При большей производительности и более богатой по сросткам руде применяют сложные схемы получения забойного сырца с использованием операций обогащения по форме и ручной сортировки по внешним признакам. Для сохра­нения качества слюды переработку ее ведут с помощью пере­движных слюдовыборочных установок (СВУ-1, СВУ-2, УС-1), позволяющих извлечь до 90% слюды при засоренности концен­трата в пределах 6-20% на установках СВУ-1, СВУ-2 и 20-70% при переработке по простым схемам.

Имеются способы, использующие несколько свойств, вытека­ющих из различий в форме разделяемых частиц. Так, на рис. 2.5.2,в представлен барабанный грохот с удержанием частиц, плоской формы за счет разрежения, на валу 3 которого закреплены чашеобразная 2 и коническая 4 просеивающие поверхно­сти. Внутри барабанного грохота смонтированы устройства вво­да питания 6 и вывода концентрата 7. Коническая просеиваю­щая поверхность 4 охвачена кожухом 1 с уплотнителями 8, из полости которого откачивают воздух. Отсев с чашеобразной проcеивающей поверхности собирают на поддоне 5.

Исходный материал подают с помощью питающего желоба 6 на чашеобразную просеивающую поверхность 2, на которую в подрешетный продукт выделяют тонкозернистый материал и распределяют монослоем частицы округлой и плоской формы. При вращении грохота материал из чашеобразной части 2 по­ступает на коническую 4, где выделяют в надрешетный продукт округлые частицы. Частицы плоской формы перекрывают зна­чительную часть конической просеивающей поверхности и под действием отсасываемого из-под кожуха воздуха прижимают­ся к конической поверхности 4 грохота. Отрыв частиц плоской формы от поверхности барабана осуществляют на выходе зоны разрежения, слюдяной концентрат собирается и выводится из барабанного грохота лотком.

Барабанный грохот можно использовать для выделения слюды из отбитой горной массы крупностью –300+0 мм, а продукт округлой формы после дробления может снова подаваться на обогащение в грохот.

Плоскостной сепаратор для обогащения по форме и парусности (рис. 2.5.2,г) снабжен разгонной площадкой 1, разгрузочной щелью, отражательным выступом. Особенностью сепаратора является наличие у него перфорированной площадки 2 возле отражательного выступа 3, которая соединена с разгрузочной щелью канала 5, в котором установлен вентилятор 6. Подача воздуха через отверстия в площадке позволяет удары частиц слюдык об отражательный выступ, а забор воздуха из щели 4 для герметизации разгрузочного устройства 7 приводит к селективному увлечению в эту щель частиц с повышенной парусностью, т.е слюды. Округлые частицы ударяются о выступ 3 и проходят над щелью 4 в хвостовой продукт.

Различие в коэффициентах трения плоских и округлых частиц и их парусности используется в полочном сепараторе (рис. 2.5.2,д), предназначен-ном для обогащения смеси слюда-гранит-кварц крупностью менее 5 мм. Он состоит из наклонно установленной полки 1, заканчивающейся трамплином 2, параметры которого (угол поворота, длину) можно регулировать, и приемников продуктов разделения с регулировочным шибером. Приемник для слюды соединен со всасывающим патрубком вентилятора. При подаче материала на полку 1 сепаратора округлые частицы на подходе к трамплину 2 достигают более высоких скоростей, чем плоские частицы слю­ды, вследствие значительных различий в коэффициентах трения качения граната и скольжения слюды. На трамплине 2 скоро­сти движения частиц гасятся селективно, и различия в скоро­стях движения частиц граната и слюды возрастают. Из-за раз­личий в траекториях движения округлых и плоских частиц и различий в их парусности частицы слюды отклоняются в бункер слюдяного концентрата и осаждаются в нем.

Применение полочного сепаратора позволило получить слю­дяные концентраты из слюдосодержащих сланцев Кулетского месторождения (рис. 2.5.2,д). При переработке машинных классов

1,35 + 0,7; -0,7 + 0,4; -0,4 + 0,25; -0,25+0,1 мм были получе­ны концентраты с содержанием слюды соответственно 95; 98,85; 96,5; 93,2% и извлечением 8,2; 35,2; 19,3 и 24%.

На ленточном сепараторе-конвейере (см. рис. 2.5.2,е) частицы плоской формы движутся по более пологой траектории и про­летают большее расстояние. Траектория частиц определяется также парусностью частиц. Из-за различий в форме частиц на­блюдаются резкое изменение траектории их (кувыркание) и, как следствие, низкие показатели.

В центробежном сепараторе (см. рис. 2.5.2,с) предусмотрено устройство для повышения стабильности траекторий движения плоских частиц за счет их закрутки относительно вертикальной оси. Сепаратор содержит диск 1, кольцо 2, вращающиеся со ско­ростями 01 и 02, и кольцевые приемники продуктов разделения. Направления вращения диска и кольца совпадают, однако ско­рость вращения кольца выше и вследствие этого плоская части­ца при переходе с диска на кольцо закручивается вокруг верти­кальной оси и движется по более стабильной пологой траекто­рии.

Они включают ручную рудоразборку, радиометрическое обогащение, обогащение по трению и форме, обогащение по упругости, термоадгезионное обогащение, а также обогащение, основанное на селективном изменении размера куска при дроблении.

Ручная сортировка (рудоразборка) представляет собой метод обогащения, при котором используется разница во внешних признаках (цвет, блеск, форма) минералов. Например, в мартитовой руде часто присутствуют сплошные включения известняков. Раздробив такую руду до крупности -100 мм, легко можно выбрать куски известняка. Рудоразборка осуществляется при крупности материала 10 – 300 мм и производится на специальных площадках, неподвижных и круглых подвижных столах и ленточных конвейерах. Ленточные конвейеры, используемые для рудоразборки, следует устанавливать под углом не более 18°, скорость ленты должна быть не более 0,4 м/с. Места рудоразборки должны быть хорошо освещены. Иногда освещение подбирают таким образом, чтобы усилить различие во внешних признаках сортируемых кусков руды. Данный метод достаточно дорог и низко производителен. Ручная рудоразборка применяется при обогащении дорогостоящего сырья (золото, алмазы и др.)

Наибольшее распространение из специальных методов получило радиометрическое обогащение, основанное на различии в способности минералов отражать, испускать и поглощать различные виды излучения.

Радиометрическое обогащение применяют при переработке руд цветных металлов (радиоактивных, редких, тяжелых и др.), алмазов, флюоритовых руд. Принцип всех способов радиометрического обогащения одинаков: на руду, перемещаемую в пространстве, действует какое либо излучение от источника; сигнал, возникающий от взаимодействия минералов с этим излучением, улавливается приемником; информация передается в специальный прибор-радиометр, где обрабатывается и подается команда на исполнительный механизм, направляющий кусок или в сборник концентрата или в сборник хвостов. Для отсечения посторонних сигналов в схеме предусматривается установка фильтров. В случае авторадиометрического обогащения схема значительно упрощается, так как отпадает необходимость в источнике первичного излучения (радиоактивные минералы сами испускают излучение). В качестве первичного излучения используются излучения широкого диапазона длины волн, от самых коротких гамма излучений до самых длинных радиоволн. По длине волны различают следующие группы первичного излучения, применяемых в радиометрических сепараторах:

По характеру взаимодействия минералов с первичным излучением различают следующие группы: 1) возбуждение вторичного излучения (люминесценции, нейтронного и др.); 2) отражение первичного излучения; 3) поглощение (абсорбция) первичного излучения.

Одними из самых распространенных способов радиометрического обогащения нерадиоактивных руд являются фотометрический и рентгенолюминесцентный.

По способу осуществления радиометрическое обогащение подразделяется на крупно порционную сортировку и радиометрическую сепарацию. При крупно порционной сортировке, являющейся одним из самых дешевых и высокопроизводительных методов обогащения, обогащению подвергаются не отдельные куски, а вагоны, самосвалы, ковши и т.п. Например, крупно порционная сортировка авторадиометрическим методом заключается в регистрации излучения вагонеток с рудой. Если излучение выше некого порогового (а это значит, что в руде много полезного радиоактивного минерала), то вагонетка разгружается и обогащается на фабрике, если излучение меньше порогового (мало полезного компонента) вагонетка отправляется прямо в отвал. Недостаток метода в том, что применим далеко не для всех руд. Полезный (радиоактивный) компонент должен быть неравномерно распределен по разным вагонеткам (в одних его мало в других много), а это бывает достаточно редко. Радиометрическая сепарация предусматривает «просмотр» каждого куска руды. При этом достигаются весьма высокие технологические показатели, но производительность невысока особенно для мелких частиц.

Рентгено-люминисцентный метод основан на различиях в интенсивности люминесценции (холодного свечения) минералов под влиянием рентгеновского излучений. Процесс люминесценции складывается из трех стадий: поглощения энергии возбуждающего излучения, преобразования и передачи энергии возбуждения внутрь тела и испускания света в центрах свечения с возвращением минерала в равновесное состояние. Способностью люминесцировать обладают многие минералы: шеелит, флюорит, алмаз и др. Люминесценция большей части минералов обусловлена присутствием в них примесей-активаторов (люминогенов).

Рентгенолюминесцентный метод является основным для обогащения алмазосодержащих руд. С его помощью обогащаются также флюоритовые и шеелитовые руды. Источником первичного излучения в рентгено-люминесцентных сепараторах являются рентгеновские трубки с различными анодами (вольфрам, медь, серебро, молибден и др.), что дает возможность выбирать оптимальное первичное излучение для данного вида сырья. В сепараторах предпочтительнее использовать трубки с широким пучком излучения. Приемником сигнала люминесценции служат различные фотоэлементы и фотоумножители, тип фотоэлемента определяется длиной волны возбуждаемой люминесценции.

Большинство радиометрических сепараторов имеет сходную конструкцию они имеют питатели, источник излучения (кроме авторадиометрических), регистрирующий прибор и исполнительный механизм. Рентгено-люминесцентные сепараторы отличаются устройством питателей, режимом подачи материала и способом вывода куска. У нас созданы сепараторы серии ЛС (рис. 2.23), которые широко используются для доводки гравитационных и флотационных алмазных концентратов, а также для первичного обогащения алмазных руд. Сепаратор имеет два питателя, второй работает быстрее, чем первый и поэтому частицы на нем вытягиваются в линию и падают по одной. Если частица способна люминесцировать (алмаз) то под действием рентгеновского излучения она начинает светится. Это свечение регистрируется фотоэлектронным умножителем и затем сигнал поступает на исполнительный механизм например, пневмоклапан, который отдувает частицу струей воздуха. Из зарубежных следует отметить сепараторы серии XR, разработанные фирмой«Гансонс Сортекс лимитед» (Великобритания).

Фотометрический метод основан на использовании в различий в способности минералов отражать, пропускать или преломлять свет. Схема фотометрического сепаратора приведена на рисунке 2.24.

Обогащение по трению и форме. Скорость движения частиц по наклонной плоскости (при заданном угле наклона) зависит от состояния поверхности самих частиц, их формы, влажности, плотности, крупности, свойств поверхности, по которой они перемещаются, характера движения (качение или скольжение), а также среды, в которой происходит разделение. Основным параметром, характеризующим минеральные частицы с точки зрения движения их по наклонной плоскости, является коэффициент трения, величина которого определяется в основном формой минеральных частиц. Обогащение по трению будет тем благоприятнее, чем больше разница в коэффициенте трения для частиц пустой породы и полезных минералов. Частицы могут перемещаться под действием собственной силы тяжести (при движении по наклонным плоскостям – рис. 2.25), центробежной силы (при движении по горизонтальной плоскости вращающегося диска) и в результате комбинированного действия сил собственной тяжести, центробежной и трения (винтовые сепараторы).

Эти свойства используются при обогащении алмазной мелочи, асбестовых руд, слюды, разделении абразивов и других материалов.

Обогащение по упругости основано на том, что зерна минералов различной упругости по-разному отскакивают от рабочей поверхности аппаратов и движутся по различным траекториям. Способ широко применяется при сортировке гравия.

Термоадгезионный способ обогащения заключается в том, что при облучении руды световым потоком темноцветные минералы нагреваются сильнее, чем светлые. Попадая затем на конвейер, поверхность которого покрыта термочувствительным материалом (температура пластификации 30-50 о С), более нагретые темноцветные минералы прилипают к этой поверхности, а светлые минералы не прилипают и движутся по своей траектории. Способ широко применяется при обогащении каменных солей.

Процесс обогащения по твердости заключается в том, что при измельчении минерального сырья разрушаются более мягкие материалы. Более твердые остаются в крупных кусках.. Затем на грохотах или классификаторах отделяют мелкий продукт от крупного. Такой процесс называют избирательным измельчением. Очень часто дробление и грохочение совмещены в одном аппарате. Способ широко применяется при обогащении углей и осуществляется в барабанных дробилках.

Обогащение руд основано на использовании различий в физических и физико-химических свойствах минералов, от величины вкрапленности ценных минералов.

Физические свойства минералов - это цвет, блеск, плотность, магнитная восприимчивость, электропроводность, смачиваемость поверхности минерала.

Существуют различные методы обогащения.

Гравитационный метод обогащения основан на использовании разницы в плотностях, размеров и форм минералов. Применяется этот метод для золота, олова, вольфрама, россыпей, редких металлов, железа, марганца, хрома, угля, фосфоритов, алмазов.

Разделение минералов по плотности можно производить в воде, воздухе и тяжелых средах. К гравитационным процессам относятся:

Обогащение в тяжелых средах – применяется для руд с крупной вкрапленностью 100-2 мм;

Отсадка – основана на разности в скоростях падения частиц в вертикальной струе воды, применяется для крупно вкрапленных руд 25-5 мм;

Обогащение на концентрационных столах – связано с разделением минералов под действием сил, возникающих в результате движения стола и потока воды, текущего по наклонной плоскости стола, применяется для руд крупностью 3-0,040 мм;

Обогащение на шлюзах – разделение минералов происходит под действием горизонтального потока воды и улавливания тяжелых минералов покрытием дна шлюзов, применяется для руд крупностью 300-0,1 мм;

Обогащение на винтовых, струйных и конусных сепараторах – разделение происходит под действием потока воды, движущейся по наклонной плоскости для руд крупностью 16-1 мм.

Магнитный метод обогащения основан на разделении минералов за счет разницы минералов в удельной магнитной восприимчивости и различии траекторий их движения в магнитном поле.

Флотационный метод обогащения основан на различии в смачиваемости отдельных минералов и как следствие избирательном прилипании их к воздушным пузырькам. Это универсальный метод обогащения, применяется для всех руд, особенно для полиметаллических. Крупность обогащаемого материала 50-100% класса –0,074 мм.

Электростатическое обогащение основано на различии в электропроводности минералов.

Кроме того, существуют специальные методы обогащения, к которым относятся:

Декрипитация, основана на способности минералов растрескиваться по плоскостям спайности при сильном нагревании и сильном охлаждении;

Рудоразборка по цвету, блеску, бывает ручная, механическая, автоматизированная; применяется обычно для крупного материала >25 мм;

Радиометрическая сортировка, основана на различной способности минералов испускать, отражать и поглощать те или иные лучи;

Обогащение по трению, основано на различии в коэффициентах трения;

Химическое и бактериальное обогащение, основано на свойствах минералов (например, сульфидов) окисляться и растворяться в сильно кислых растворах. Металл растворяется, и затем его извлекают химико-гидрометаллургическими методами. Присутствие в растворах некоторых типов бактерий интенсифицирует процесс растворения минералов.

Содержание статьи

РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ, методы переработки природного минерального сырья, которое представляет собой естественную смесь ценных компонентов и пустой породы, с целью получения концентратов, существенно обогащенных одним или несколькими ценными компонентами. Обогащение руды осуществляется преимущественно механическими, а также термическими и химическими методами.

Исторически обстоятельства сложились таким образом, что обогащение полезных ископаемых началось с обогащения руд; в связи с необходимостью дальнейшей переработки концентратов, полученных в результате обогащения руд, а также другого природного сырья, которое приобрело промышленную значимость, появились и другие отрасли горного дела. Первоначальные процессы обогащения руды заключались в промывке россыпных месторождений золота и дроблении крупных глыб горных пород, обогащенных самородными металлами, такими, как золото, серебро и медь. Г.Агрикола в своем труде О горном деле (De re metallica , 1556) цитирует записи, свидетельствующие о промывке россыпного золота раньше 4000 до н.э. Добыча золота из жил путем дробления и промывки производилась уже в 2400 до н.э. Сильное нагревание свинцово-серебряных руд практиковалось в Греции в 3–2 в. до н.э. Агрикола описал сложную переработку руд благородных и цветных металлов посредством методов, элементы которых включает и современная гравитационная концентрация.

К главным процессам обогащения руды относятся измельчение руды и выделение концентрата. Измельчение заключается в дроблении природного материала, обычно механическими методами, с получением смеси частиц ценных и ненужных компонентов. Дробление может также дополняться химическим разложением молекул компонентов для освобождения полезных атомов. Выделение, или концентрация, состоит в обособлении полезных частиц одного или нескольких продуктов, называемых концентратами, и исключении ненужных частиц пустой породы (хвостов, или отходов). Частицы, которые не попали ни в концентрат, ни в отходы, называются промежуточным продуктом и обычно требуют дальнейшей переработки.

Дробление.

К дроблению относятся механические процессы, посредством которых добытая в руднике порода разбивается до размеров, подходящих для дальнейшего измельчения посредством размалывания. Устройства, которые разбивают добытое в руднике сырье, относятся к первичным дробилкам; дробилки щекового и конусного типов среди них являются основными. Вторичное дробление осуществляется в один, два, реже в три этапа.

Размалывание.

Размалывание представляет собой конечный этап механического отделения полезных минералов от пустой породы. Обычно оно производится в водной среде посредством машин, в которых порода измельчается при помощи чугунных или стальных шаров, кремневой гальки, а также гальки, образующейся из твердых кусков руды или вмещающей породы.

Грохочение.

Грохочение применяется для приготовления материала определенной размерности, поступающего на концентрирование. Грохотами обычно разделяют зерна, размер которых превышает 3–5 мм; механические классификаторы используются для более тонкой сепарации мокрого материала.

Грохота.

Большинство грохотов относится к вибрационному типу. Их главным элементом является сито, пластина с отверстиями или какая-либо другая плоская перфорированная конструкция (обычно устанавливаемая наклонно под углом 20–40° ), которой придается вибрация с частотой 500–3600 циклов в минуту.

Механические классификаторы.

Механические классификаторы представляют собой прямоугольные лотки с наклонным дном, которым сообщается встряхивающее и возвратно-поступательное движение. Материал, подлежащий разделению по крупности зерен, смешивается с водой, подается на верхний край классификатора и перемещается под действием силы тяжести в углубление на нижнем крае лотка. Там более тяжелые и крупные частицы оседают на дно и забираются конвейером. Более легкие и мелкие частички выносятся потоком воды.

Центробежные конусные классификаторы.

В центробежных конусных классификаторах для выделения рудных частиц используются центробежные силы в водной среде. Процесс разделения в таких классификаторах позволяет получить мелкозернистую песчано-шламовую фракцию, пригодную для дальнейшего концентрирования методом флотации.

МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ

Механические методы обогащения позволяют отделить ценные рудные частицы от частиц пустой породы с использованием чисто физических процессов, без химических превращений.

Гравитационная концентрация.

Гравитационная концентрация основана на использовании разной плотности различных минералов. Частицы разной плотности вводятся в жидкую среду, плотность которой имеет промежуточное значение между плотностями минералов, подлежащих разделению. Этот принцип можно проиллюстрировать отделением песка от опилок, когда их бросают в воду; опилки всплывают, а песок тонет в воде.

Обогащение в тяжелой среде.

Метод обогащения в тяжелой среде основан на использовании суспензии, состоящей, помимо частиц руды, из воды и твердого компонента. Плотность суспензии варьируется от 2,5 до 3,5 в зависимости от свойств разделяемых минералов. При этом используются конические или пирамидальные емкости.

Отсадочные машины.

Отсадочная машина – это один из видов гравитационного концентратора, в котором суспензия состоит из воды и рудных частиц.

В отсадочных машинах непрерывного действия имеются по крайней мере два отделения. Тяжелые частицы, попавшие в приемное отделение, скапливаются на дне; более легкие частицы всплывают. Подаваемый материал захватывается текущей водой и поступает в поверхностный слой на нижней части уклона, который стремится выплеснуться через край. Однако тяжелый материал проседает через более легкий и оказывается в придонном слое. Легкий материал смешивается с верхним слоем, и поперечный поток воды сносит его через перегородку в соседнее отделение, где происходит аналогичная сепарация. Автоматические разгрузочные устройства удаляют придонный слой с такой скоростью, чтобы он сохранял необходимую толщину.

Концентрационные столы.

Концентрационные столы представляют собой гравитационные концентраторы, приспособленные для переработки материала песчаной фракции с размером зерна менее 2,5 мм. Главный их элемент – это покрытая линолеумом прямоугольная дека шириной 1,2–1,5 м и длиной около 4,8 м. Она устанавливается с небольшим регулируемым поперечным уклоном и испытывает возвратно-поступательное движение вдоль длинной стороны с частотой 175–300 циклов в минуту и амплитудой от 6 до 25 мм.

Дека имеет рифленую поверхность; при этом высота ее гребней уменьшается в направлении диагонали деки от края стола, где производится подача материала, к его выгрузочному концу. Водная суспензия попадает в бороздки и там расслаивается: более тяжелый материал оседает на дно, а более легкий оказывается наверху. Под воздействием возвратно-поступательного движения легкий материал передвигается по деке. Поскольку высота гребней к выгрузочному концу стола уменьшается, верхний слой смывается потоком воды, идущим поперек стола, и уносится вниз к его боковой стороне, тогда как более тяжелый материал переносится к выгрузочному концу.

Шлюзы.

Концентрационный шлюз представляет собой наклонный желоб с шероховатым дном, вдоль которого перемещается гравий россыпи (золотоносной или оловоносной), увлекаемый потоком воды; при этом тяжелые минералы оседают на дне углублений и удерживаются там, тогда как легкие выносятся. Шероховатость дна создается деревянными брусками, рейками, рифленой резиной, небольшими жердями и даже железнодорожными рельсами, устанавливаемыми вдоль или поперек желоба. Для переработки мелкозернистого песка и шлама дно шлюза покрывают мешковиной, брезентом или другим подобным материалом, который обычно прикрепляется металлической решеткой или грубой проволочной сеткой. При переработке золотоносного гравия для сепарации довольно часто используется ртуть благодаря ее способности прилипать к мелким частичкам золота и удерживать их в потоке воды. Ширина шлюза составляет от 0,5 до 2 м, а длина – от 3–6 м до 1,5 км и более. Наклон варьируют в пределах 2,0–12,5 см/м; при этом в нижней части шлюза преобладает тонкозернистый материал с большим количеством воды, а в верхней части – более грубозернистый с меньшим количеством воды. Периодически подачу материала прекращают и создают легкий поток воды, рифли снимают, начиная с выходного конца, осевший песок переворачивают лопатами для отмывки легкого песка, а оставшуюся часть сгребают в бадьи. Очищенный золотоносный продукт затем обрабатывается в промывочном лотке (диаметром 0,45 м и глубиной 5–8 см) с наклонными под углом 45° стенками. Когда песок вместе с водой в лотке встряхивается, тяжелый материал оседает, а легкие отходы смываются через край.

Флотация.

Флотация основана на различиях физико-химических свойств поверхности минералов в зависимости от их состава, что вызывает селективное прилипание частиц к пузырькам воздуха в воде. Агрегаты, состоящие из пузырьков и прилипших частичек, всплывают на поверхность воды, тогда как не прилипшие к пузырькам частицы оседают, в результате чего происходит разделение минералов.

Прилипание к пузырькам усиливается при селективном покрытии частиц одного из минералов поверхностно-активным веществом. Примером такого вещества может служить парафин. Погрузите покрытую парафином частицу в газированную воду, и пузырьки выделившегося углекислого газа прилипнут к нему. Если частица достаточно маленькая, то она всплывет. Углеводородные ионы, в которых химически активная группа представлена производными тиокислот (ксантогенаты, тиофосфаты, меркаптаны и подобные им соединения), взаимодействуют предпочтительно с ионами тяжелых металлов.

Флотация обеспечивает получение высокосортных концентратов. При этом флотационные реагенты составляют главную статью расходов. Этот процесс позволяет разделить практически любые два минерала, которые содержат существенно разные химические элементы или ионные группы.

Электрическая и магнитная сепарация.

Сепарация такого рода основана на различной поверхностной проводимости или магнитной восприимчивости разных минералов.

Магнитная сепарация.

Магнитная сепарация применяется для обогащения руд, содержащих минералы с относительно высокой магнитной восприимчивостью. К ним относятся магнетит, франклинит, ильменит и пирротин, а также некоторые другие минералы железа, поверхности которых могут быть приданы нужные свойства путем низкотемпературного обжига. Сепарация производится как в водной, так и в сухой среде. Сухая сепарация больше подходит для крупных зерен, мокрая – для тонкозернистых песков и шламов. Обычный магнитный сепаратор представляет собой устройство, в котором слой руды толщиной в несколько зерен перемещается непрерывно в магнитном поле. Магнитные частицы вытягиваются из потока зерен лентой и собираются для дальнейшей переработки; немагнитные частицы остаются в потоке.

Электростатическая сепарация.

Электростатическая сепарация основана на различной способности минералов пропускать электроны по своей поверхности, когда они находятся под поляризующим воздействием электрического поля. В результате частицы разного состава заряжаются в разной степени при определенных значениях напряженности этого поля и времени его воздействия и, как следствие, по разному реагируют на одновременно действующие на них электрические и другие силы, обычно гравитационные. Если таким заряженным частицам предоставить возможность свободно перемещаться, то направления их движения будут различаться, что и используется для разделения.

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ

Химические методы обогащения включают, в качестве предварительного этапа, измельчение руды, которое открывает доступ химическим реагентам к ценным компонентам руды, после чего облегчается извлечение этих компонентов. Химические методы могут быть применены как непосредственно к рудам, так и к концентратам, полученным в результате обогащения руд механическими методами. Терминология методов химического обогащения до некоторой степени запутана. В рамках этой статьи разделение в расплаве относится к процессу плавления, а разделение путем селективных химических реакций – к процессу выщелачивания.

Плавление.

Плавление – это химический процесс, происходящий при высоких температурах, в ходе которого ценный металл и пустая порода переходят в расплавленное состояние. Поскольку металл имеет более высокую плотность и нерастворим в расплавленной пустой породе, он отделяется от последней и погружается на дно. Метод плавления имеет свои специфические особенности для каждого металла. Например, свинцовый концентрат смешивается с твердыми реагентами в определенных соотношениях, чтобы получить загрузку печи такого состава, которая при нагревании до достаточно высоких температур приводит к образованию за счет пустой породы сложных силикатов (шлака), остающихся на поверхности расплавленного металлического свинца. При выпускании металла со дна печи получается черновой свинец. При наличии в свинцовом концентрате меди образуются три слоя: нижний слой свинца, средний слой сульфида меди (штейн) и верхний слой шлака. Они выпускаются из печи раздельно. Штейн затем перерабатывается в другой печи (конвертере), через которую продувают воздух для удаления серы, получая в результате черновую (пористую) медь.

Обжиг.

Обжиг в ходе подготовки к выщелачиванию применяется либо для изменения химического состава полезных составляющих, что делает их пригодными для выщелачивания, либо для удаления некоторых примесей, присутствие которых значительно затрудняет и удорожает процесс выщелачивания ценных компонентов. Например, некоторые руды золота, содержащие мышьяк и серу, перед выщелачиванием подвергают обжигу для удаления этих составляющих.

Выщелачивание.

При выщелачивании ценные компоненты руды растворяются и отделяются от нерастворимого остатка посредством подходящего растворителя. В некоторых случаях для перевода ценного компонента в растворимую форму добавляется реагент. Эффективность (скорость и полнота протекания) процесса зависит от размера частиц, свойств реагентов, применяемых для выщелачивания, температуры и метода приведения в соприкосновение руды с растворителем или реагентами. Обычно чем меньше размер частиц, выше температура и концентрация выщелачивающих химических соединений, тем быстрее идет процесс.

Методы непосредственного воздействия на руду выщелачивающих растворов.

К этим методам относятся кучное выщелачивание, выщелачивание при просачивании и выщелачивание при перемешивании. Эти методы могут применяться как в периодических, так и в непрерывных процессах. В свою очередь непрерывные процессы могут быть реализованы как прямоточные либо как противоточные. В прямоточном процессе выщелачивающий раствор движется вместе с рудой и пополняется по мере его истощения. В противоточном процессе выщелачивающий раствор движется навстречу потоку руды. При этом передовой фронт раствора, встречаемый свежей порцией руды, обеднен реагентами и насыщен экстрагированным материалом, а тыловые порции раствора, которые позже встречаются с рудой, представлены свежим выщелачивающим раствором.

Кучное выщелачивание применяется для переработки руд, содержащих легко растворимые полезные компоненты; такие руды должны быть относительно пористыми и недорогими (обычно они добываются в открытых разработках). Иногда кучное выщелачивание используется для переработки отвалов, возникших в результате процессов предшествующей добычи и утилизации руды, когда затраты на добычу уже произведены. Для загрузки руды подготавливается слабо наклонная поверхность, непроницаемая для выщелачивающих растворов. Вдоль и поперек этой поверхности создаются водосборные углубления для дренажа. После загрузки руда заливается большим количеством выщелачивающего раствора, достаточным для того, чтобы пропитать всю ее толщу. Раствор проникает между частицами руды и производит растворение полезных компонентов. Через некоторый период времени материал высушивают и извлекают корку, образованную растворившимися ценными составляющими, а обработанную рыхлую породу смывают в дренажную систему.

Выщелачивание путем просачивания используется при переработке руд, которые при дроблении измельчаются плохо и не содержат природного шлама или глины. Это довольно медленный процесс. Выщелачивание при просачивании осуществляется главным образом в баках, хорошо приспособленных для загрузки и разгрузки. Дно бака должно быть эффективным фильтром, позволяющим производить через него закачку и откачку раствора. Баки загружаются раздробленной рудой определенной фракции крупности; иногда в целях более плотной и равномерной загрузки она смачивается. Затем выщелачивающий раствор закачивается в бак и впитывается в руду. По истечении необходимого времени выдержки раствор с выщелоченными компонентами откачивается, а руда промывается для удаления остатков выщелачивающего раствора.

Выщелачивание с перемешиванием обычно применяется при переработке высокосортных руд или концентратов с относительно небольшим объемом материала, подлежащего выщелачиванию, а также руд, содержащих тонкую рассеянную вкрапленность полезных компонентов либо измельченных до весьма мелкозернистой фракции. Выщелачивание с перемешиванием позволяет сократить время взаимодействия растворов с рудой до нескольких часов по сравнению с сутками, которые требуются для выщелачивания при просачивании.

Извлечение ценных компонентов.

Извлечение ценных компонентов из растворов после выщелачивания, содержащих растворенные полезные составляющие, может осуществляться путем химического осаждения, экстракции растворителем, ионообменным методом или электролизом.

Для химического осаждения раствор после выщелачивания подвергается воздействию соответствующих химических реагентов, в результате чего ценные компоненты переходят в форму нерастворимых соединений, которые выпадают в осадок, а затем отделяются путем отсадки или фильтрования.

Экстракция растворителем представляет собой сравнительно новый метод, предложенный для переработки урановых руд. Раствор, содержащий выщелоченные ценные компоненты (называемый водной фазой), взаимодействует с несмешивающимся органическим растворителем (называемым органической фазой), в результате чего полезная составляющая переходит из водной фазы в органическую. Затем органическая фаза, несущая ценные компоненты, отделяется и взаимодействует с другой водной фазой, куда компоненты и переходят; этот процесс называется десорбированием. Новая водная фаза с извлеченными ценными компонентами обрабатывается с целью их осаждения. Органической фазой служит какой-либо органический растворитель, например, трибутилфосфат, а в качестве разбавителя обычно используется керосин.

Ионообменный процесс извлечения из руды ценных компонентов разработан сравнительно недавно. Он основан на том явлении, что синтетические смолы могут селективно экстрагировать нужные компоненты из содержащих их растворов. Ионообменные смолы синтезируются путем полимеризации с отщеплением воды. После полимеризации в смоле возникают функциональные группы, например, карбоксиловая (– COONa), сульфониловая (– SO 3 Na) или аминовая (– NH 2 Ч HCl). Первые два примера соответствуют катионообменной смоле, ион натрия (Na +1) которой обменивается на положительно заряженный ион, содержащий ценный компонент; отрицательно заряженный ион хлора (Cl –1) анионообменной смолы с аминовой группой обменивается на отрицательно заряженный ион, содержащий ценный компонент.