Magnetna osetljivost minerala-Unutrasnje magnetno polje

Materije koje unosimo u magnetno polje su pod uticajem tog polja i u njima se indukuje unutrasnje  magnetno polje.(drugacije kazemo da se ove materije namagnetisu).

U zavisnosti od atomske strukture i hemijskih veza u atomu,sve materije u pogledu magneticnosti delimo na Dijamagneticke i Paramagneticke.

1.Dijamagnetici- su materije u kojima su unutar atoma magnetni momenti svih elektrona jednaki 0.
Elektroni se kruze oko jezgra atoma haoticno po odredjenim orbitama.
Pri unosenju dijamagnetika u magnetno polje koncentratora u njemu se stvara unutrasnje magnetno polje  istog smera kao i spoljasnje magnetno polje.
Unutrasnje magnetno polje oko sebe indikuje magnetno polje suprotnog smera koje se zove kocno(kocece),koje slabi spoljasnje polje koncentratora.
Zbog toga se ovi minerali odbijaju od koncentratora(S,Bi)
Magnetna osetljivost ovakvih minerala manaj je od 1, k<1.

2.Paramagnetici-su materije kod kojih atomi imaju malu vrednost magnetnog momenta,ali su i ovi minerali u odsustvu spoljasnjeg magnetnog polja nemagneticni,kada se unesu u spoljasnje magnetno polje u njima se obrazuje unutrasnje magnetno polje  istog pravca kao i spoljasnje.
Njihovo unutrasnje polje deluje tako da pojacava dejstvo spoljasnjeg polja i ovakvi minerali krecu se ka koncentratoru.
Magnetna osetljivost k>1 i mogu biti :
1)Slabomagneticni (spoljasnje polje 10 000-20 000 ersteda)
2)Prakticno nemagneticni (vise od 20 000 ersteda)

Feromagnetici-su poseban vid paramagneticnih cestica,odlikuju se jakim sumanim (zbirnim) momentima koji udruzeno cine (obrazuju) domene (oblasti).
Ovakve materije nemaju svoje unutrasnje magnetno polje jer su domeni haoticno rasporedjeni.
Kada se unesu u spoljasnje magnetno polje domeni se orjentisu paralelno sa linijala sila spoljasnjeg magnetnog polja.
U njima se indukuje jako unutrasnje magnetno polje.Takvo magnetno polje pojacava spoljasno magnetno polje i izmedju mineralnih zrna i spoljasnjeg magnetnog polja deluje jaka magnetna sila.
Feromagnetici su osetljivi i na slaba magneticna polja.Od elemenata u feromagnete spadaju:Fe,Mn,Ni,Co i Cr.od minerala to su:Magnetit,Franklinit,Ilmenit,Pirohtin.
Od sintetickih materijala  feromagnet je Ferosilicijum.

Magnetna koncentracija-Mag. polje niskog i visokog inteziteta

Magnetna koncentracija primenjuje se za izdvajanje (koncentraciju)magneticnih minerala,zasniva se na razlicitoj osetljivosti minerala koji se unesu u magnetno polje koncentratora,tj.na njihove putanje u magnetnom polju koncentratora.
Za koncentraciju minerala u magnetnom polju najveci znacaj ima:

1)Magnetna osetljivost minerala(unutrasnje magnetno polje).
2)Jacina magnetnog polja koncentratora(spoljasnje magnetno polje).
3)Nacin dovodjenja minerala u magnetno polje koncentratora.
4)Raspon sila koje deluju na mineralno zrno pri kretanju kroz magnetno polje koncentratora.


Spoljasnje magnetno polje - je prostor izmedju magnetnih polova u kome deluju magnetne sile na magneticna zrna.
Spoljasnje magnetno polje moze biti Otvoreno i Zatvoreno:

a)Otvoreno-magnetno polje je slabog inteziteta jacine do 1500ersteda,koristi se u koncentratorima za odvajanje jako magneticnih mineralnih zrna.
Kod ove vrste magnetnog polja,magnetni polovi su postavljeni naizmenicno u nizu.
Jacina polja zavisi od:
-Broja amper uvojaka (polova magneta)
-Razmaka izmedju polova
-Materijala od koga je napravljeno jezgro
-Debljine jezgra
-Oblika polova

b)Zatvoreno-magnetno polje ima polove koji su postavlje jedan nasuprot drugog,odlikuju se velikom jacinom od 10 000-20 000 ersteda.
Koriste se za koncentraciju slabo magneticnih minerala.
Jako magnetno polje  moze biti homogeno i nehomogeno.
Kretanje magneticnih cestica moze se vrsiti samo u nehomogenom magnetnom polju,pa svi koncentratori imaju iskljucivo nehomogeno magnetno polje.

Radiometrijska(radioaktivna)koncentracija

Radiometrijska koncentracija se primenjuje za odvajanje radioaktivnih minerala U,koji emituju gama zrake.

Za odvajanje radioaktivnih zrna sluzi radioaktivni koncentrator,koji se sastoji od gumene transportne trake  koja se krece malom brzinom i na koju se u tankom sloju dodaje ruda.

Na povratnom bubnju nalazi se indikator radioaktivnog zracenja koji je u vezi sa relejem elektricne struje.

Kada na povratnom bubnju naidje radioaktivno zrno indikator salje signal releju koji preko kontakta propusta struju kroz Elektro magnet.

Elektro magnetpreko kotve pomera siver u desno i omogucuje odvajanje radioaktivnih zrna od jalovine.

Kada na traku dospe zrno jalovine indikator prekida kontak sa relejem,kotva se vraca u prvobitni polozaj,siber se pomera u levo i zrno jalovine se odvaja od radioaktivnog koncentrtora.

Cijanidizacija

Cijanidizacija je najvazniji postupak u dobijanju zlata.

Na ovaj nacin iz rude moze se izdvojiti (izluziti) i do 95% Au.

Ruda se prvo pece a zatim podvrgava drobljenju i mlevenju u mlinovima sa kuglama tako se dobija mulj,krupnoce d<0.3mm.Mulj se mesa sa 50-60% vode i smesta u Agitator(mesac).

U pulpi se dodaje kalijumov ili natrijumov cijanid (KCN,NaCN) 0.1- 0.25 % ovog rastvora.

Vrsi se stalno mesanje koje traje do 50h  uz dodavanje komprimiranog vazduha.

U pulpu se dodaje i CaO da bi se regulisala Ph vrednost pulpe.

4Au+8KCN→4KAu(CN₂)+4KOH

Kalijum Aurocijanid [4KAu(CN₂)]  se odvaja od jalovine tako sto se vrsi filtriranje pomocu bubnjastog vakum filtera.

Dobijanje zlata  iz kalijum aurocijanida dodavanjem Zn,pri cemu nastaje:

KAuCN+Zn+KOH+H₂O=Au+K(CN)₄Zn+KOH+H

Amalgamacija

Amalgamacija je proces dobijanja zlata i srebra iz njihovih ruda pomocu zive.

To je jednostavan postupak za dobijanje zlata kada se ono nalazi kao samorodno u rudama kalcita.

Uredjaji za ovakvo dobijanje zlata sadrze drobilicu  i koso postavljene bakarne ploce  koje se premazuju zivom.

Izdrobljena ruda se mesa sa vodom a zatim preliva preko ploce sa Hg.

Jednom ili 2 puta dnevno ploce se izvlace i sa njih gumenim (ili plasticnim)nozem struze amalgam(jedinjenje Au ili Ag sa Hg).

Sastrugani amalgam stavlja se u lonce sa vodom i zagreva,Hg isparava i nakon kondenzacije vraca se ponovo u proces Amalgamacije.Au(i/iliAg)Ostaje na dnu loncau obliku dor metala.

Ovakav nacin koncentracije ne moze se primeniti za izdvajanje Au iz olovno cinkanih i bakarnih ruda.

Vrlo cesto se ovaj nacin koncentracije koristi pre nego sto ruda ode na cijanidizaciju. 

Hemijsko i mikrobiolosko luzenje

Hemijska metoda koncentracije je proces izdvajanja korisnih komponenti ili odstranjenje stetnih primesa iz rude  koji se zasniva na razlicitoj rastvoriljivosti pojedinih minerala.

Vecina sulfata i silikata nije rastvorljivo u rastvorima kiselina,baza i soli.
Pa se prethodno ove rude prze.Na taj nacin se pretvaraju u oksidne rude  koje se lakse hemijski  tretiraju.

U praksi se ovo hemijsko razlaganje naziva Luzenje,a rastvori kiselina,baza i soli luzni rastvori.

Luzenje moze da bude Perkolaciono i Agitaciono

-Perkulaciono luzenje vrsi se  na krupnoj rudi (precnika d>3mm)u velikim rezervoarima ili delovima jalovista.Rudu koja mora biti porozna prskamo luznim rastvorom i na taj nacin se rastvaraju odredjeni minerali

-Agitaciono luzenje vrsi se u agitatorima,na samlevenoj rudi (d<0.3mm).Na samlevenu rudu dodaje se  luzni rastvor a odvajanje luznog rastvora od cvrste faze vrsi se pomocu bubnjastog vakum filtera,

Luzenjem se vrsi izdvajanje ruda Cu,Au,U,Mb..

Hemijsko luzenje se koristi kao dopuna za druge vrste koncentracija.
Luzni rastvori su :H₂SO₄,HNO₃,NH₃,Fe(SO₄)₃,HCl,NaOH,NaCl...


                                          Luzenje oksidnih ruda Cu

Sulfidne rude Cu se pomocu ferisulfata [Fe(SO₄)₃] ili mikroorganizama prevode u oksidne rude a zatim vrsi njihovo luzenje.
U koliko u  jaloviniima dosta karbonata onda se umesto sumporne kiseline [H₂SO₄] koriste amonijacni rastvori.

Tenorit:  CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
Malahit: CuSO₃(OH)₂+H₂SO₄=CO₂+H₂O+CuSO₄

Slobodno i ometano padanje cvrstih tela u fluidima

Telo koje pada kroz fluid krece se ubrzano pod dejstvom sile zemljine teze.njegova brzina se sve vise povecava a samim tim povecava se i otpor fluida.
Kada se postigne ravnoteza da je otpor fluida (P) jednak tezini tela (G)telo pocinje  da se krece ravnomerno pravolinijski,brzinom(𝓿ₒ)koja se naziva konacna ili krajna brzina.

Za turbulentno kretanje:

𝓿ₒ=k× √(d×((ഴ-∆)÷∆))

k-koeficijent koji zavisi od oblika tela
d-dimenzija tela
ഴ-gustina tela
∆-gustina fluida


Za laminarno kretanje:

𝓿ₒ=k×d²×((ഴ-∆)÷ɳ)

ɳ-viskozitet fluida

Pod slobodnim padanjem zrna podrazumeva se padanje pod dejstvom sile zemljine teze u mirnom fluidu tako da se zrno ne dodiruje sa drugim zrnima(da postoji dovoljan prostor izmedju zrna)  𝑝<10%    𝑝-sadrzaj cvrste faze
ometano padanje je  ako je 𝑝>10%

U praksi najcesce imamo ometano padanje cvrstih tela,a samim tim i manju konacnu brzinu.Pa je stvarna konacna brzina 𝓿s=K×𝓿ₒ

K-koeficijent koji se krece od 0.15 do 0.6 (zavisi od gustine pulpe)

Rardvajanje m.s. po krupnoci u fluidima moze se postici samo kod monomineralnih zrna.

Kretanje cvrstih tela u fluidima

Telo koje pada kroz fluid nailazi na otpor:
-Dinamicki otpor-koji izaziva sila inercije.
-viskozitetni otpor-koji izaziva sila trenja.

G=mg
G=ഴvg
Go=G-Fp
Go=(d³÷6)×𝜋×g×(ഴ-△)  [N]

ഴ>△  telo tone
ഴ=△ telo lebdi
ഴ<△ telo pliva

Go-tezina tela u fluidima
△-gustina tecnosti
m-masa
v-zapremina
g-gravitaciono ubrzanje (9.81)
ഴ-(ro)gustina tela
d÷2=r

Ako se telo krece kroz fluid velikom brzinom iza sebe ostavlja manji pritisak koji povlaci fluid sa bocnih strana i takvo kretanje je Turbulentno.Pri ovom kretanju preovladava  dinamicki otpor tecnosti.

Pd=(𝜋×d²)÷16 ×△×𝓋²
d-precnik tela
𝓋-brzina kretanja
△-gustina tecnosti

Ako se telo krece manjom brzinom takvo kretanje se naziva  Laminarno kretanje,gde preovladava viskozitetni otpor

Pv=3𝜋×ɳ×𝓋×△

ɳ-viskozitet


Nacin kretanja tela zavisi od odnosa sile inercije prema silama trenja i iznosi rejnoldsov broj (Re) :

Re=(𝓋×d×△)÷ɳ

Re < 1        kretanje laminarno
Re > 1000  kretanje turbulentno
Re 1-1000  prelazno kretanje

Klasiranje u fluidima

Klasifikacija je proces podele m.s. na klase krupnoce pod dejstvom sile zemljine teze  i/ili centrifugalne sile.

Klasifikacija se vrsi na osnovu razlicite brzine ili razlicite putanje m.z. u fluidu (vazduhu ili vodi).
Ako je fluid voda-hidraulicna klasifikacija,ako je fluid vazduh-pneumacka klasifikacija.

Klasiranje je znacajna operacija u PMS.Koristi se najcesce zajedno sa mlevenjem.
Nakon mlevenja m.s. ide u klasifikator,sitnija zrna idu dalje na koncentraciju,a krupnija se vacaju ponovo na mlevenje.

Ako je u pitanju 2 stadiono mlevenje,klasifikator moze biti postavljen izmedju prvog i drugog stadijuma mlevenja,u oba slucaja se stedi energija i sprecava premeljavanje sirovine.

U prostorijama za flotacijsku koncentraciju koriste se klasifikatori sa 2 proizvoda klasiranja:

-Krupni proizvod (pesak)
-Sitni proizvod (preliv ili mulj)

Za gravitacijsku koncentraciju klasifikator moze imati izmedju 3 i 10 proizvoda po krupnoci.

Klasifikacija u fluidima se zasniva  na zakonima kretanja (padanja) zrna u fluidu.

Efikasnost prosejavanja

Efikasnost prosejavanja predstavlja odnos mase proseva u odnosu na masu donje klase krupnoce u ulaznoj sirovini (u %)

Zadatak prosejavanja je da odvojizrna cije su dimenzije manje od otvora resetke.Medjutim deo tih sitnih zrna odlazi u odsev pa je efikasnost prosejavanja manja od 100% odnosno E=60~90%

Formula za izracunavanje Efikasnosti Prosejavanja:

E=D ÷ Uu  × 10⁴ %

E=(u-r)÷((100-r)×u)×10⁴

R=U-D

E-efikasnost prosejavanja (%)

U-masa ulazne sirovine (t)

u-Sadrzaj donje klase krupnoce u ulaznoj sirovini (%)

D-masa proseva (t)

R-masa nadresetnog proizvoda (t)

r-sadrzaj donje klase krupnoce u odesvu (%)

Prosejavanje

Prosejavanje je proces razdeobe minerlne sirovine i proizvoda drobljenja na klase krupnoce.Uredjaji za prosejavanje su sita,koja imaju 1 ili vise sejnih povrsina.Sita se izradjuju od :
-celicne mreze
-perforiranog lima
-plastike
-celicnih profila(sina) -nepokretne resetke

Oblik otvora sita moze biti : pravougaoni,kvadratni i kruzni.
Prosejavanje moze biti:
1)osnovna operacija(za razdvajanje ugljeva i gradjevinskog kamena)
2)pripremna operacija(proizvode prosejavanja priprema za koncentraciju)
3)pomocna operacija(kada sluzi za kontroludrobljenja,za pranej proizvoda/odmuljivanje i za odvodnjavanje)

Proizvodi prosejavanja su :
1.nadresetni proizvod (odsev)
2.podresetni proizvod (prosev)