Гравитационное обогащение полезных ископаемых

Гравитацио́нное обогаще́ние поле́зных ископа́емых, разделение минеральных частиц, различающихся плотностью, размером и формой, скоростью движения, под действием силы тяжести или центробежных сил, с целью выделения в концентрат ценных компонентов. В основе гравитационного обогащения лежат законы гидро- и аэродинамики, физико-химической механики. Различают гравитационное обогащение гидравлическое – в жидкой среде (воде, органической жидкости, тяжёлой суспензии) и пневматическое – в воздушной среде.

При гидравлическом гравитационном обогащении разделение осуществляют:

• в вертикальном потоке жидкости – стационарном (т. н. гидравлическая классификация) или пульсирующем (отсадка);

• в потоке, текущем по наклонному жёлобу – прямому, сужающемуся, ступенчатому или спиральному (в шлюзах, винтовых сепараторах и др.);

• в тонком слое жидкости, текущей по наклонной качающейся плоскости (на концентрационных столах);

• в слое жидкости, текущей вверх по внутренней ступенчатой поверхности вращающейся чаши (в центробежных концентраторах);

• в тяжёлой жидкости или суспензии, плотность которой подбирается средней между плотностью ценных минералов и пустой породы (обогащение в тяжёлой среде в стационарном потоке или в гидроциклоне).

В некоторых случаях повышения плотности разделяющей среды достигают, помещая в магнитное поле суспензию из ферромагнитных частиц или в магнитную жидкость (магнитогидродинамическое или магнитогидростатическое разделение). Пневматические методы гравитационного обогащения – отсадка, разделение в т. н. аэросуспензии – используются реже (в основном при обогащении угля, асбестовых руд).

Гравитационное обогащение применяется для всех видов твёрдых полезных ископаемых в широком диапазоне крупности частиц (от 0,1 до 300 мм и более). Отсадка – основной метод обогащения угля, железных и марганцевых руд – также широко используется для обогащения руд и россыпей благородных и редких металлов, алмазов. При обогащении россыпных месторождений золота распространение получили желоба и шлюзы. В технологических схемах гравитационное обогащение часто сочетается с другими методами обогащения (флотацией, магнитной сепарацией). Например, при обогащении руд цветных и редких металлов предварительно применяют гравитационное обогащение в тяжёлой суспензии, а на стадии доводки после флотационного обогащения используются концентрационные столы и центробежные концентраторы для извлечения благородных металлов.

Гравитационное обогащение – древнейший метод обогащения полезных ископаемых. Впервые описан Г. Агриколой (16 в.), одно из первых научных обоснований принадлежит М. В. Ломоносову. Дальнейшее развитие теория гравитационного обогащения получила в 19–20 вв. в работах зарубежных и отечественных учёных (П. фон Риттингер, Р. Х. Ричардс, Г. Я. Дорошенко, П. В. Лященко и др.).