21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Фракционирование шлихов

21.12.2016

Магнитная сепарация

Если поместить минерал во внешнее магнитное поле, он намагничивается, т. е. создает собственное магнитное поле, которое накладывается на внешнее- Количественной характеристикой намагниченного состояния вещества служит намагниченность М. Коэффициент пропорциональности между намагниченностью вещества и напряженностью намагничивающего поля H называется магнитной восприимчивостью вещества ξ.
По магнитным свойствам выделяют три группы минералов: диа-, пара- и ферромагнетики. У диамагнетиков магнитные моменты атомов в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю; при их намагничивании во внешнем магнитном поле вектор магнитной индукции собственного магнитного поля минерала имеет обратный знак. Для парамагнетиков в отсутствие внешнего магнитного поля характерен отличный от нуля магнитный момент; при внесении во внешнее магнитное поле они намагничиваются пропорционально его магнитной индукции. Ферромагнетиками называется своеобразная группа парамагнетиков, которые обладают самопроизвольной намагниченностью и внутреннее магнитное поле которых во много раз превышает внешнее.
Для определенного минерального вида магнитная восприимчивость может варьировать, что обусловлено изоморфизмом элементов в составе минералов, дефектами их кристаллических решеток или наличием вростков чужеродных минеральных фаз (рис. 13).
Фракционирование шлихов

Сепарация постоянными магнитами. Постоянные магниты создают слабые магнитные поля напряженностью менее 12*10в-4 А/м, в которых могут быть извлечены лишь ферромагнитные минералы, обладающие высокими значениями магнитной восприимчивости, превышающими 3,8*10в-3. Ферромагнитные минералы могут быть выделены с помощью любого постоянного магнита; удобны в работе ручные магниты марок РМЧ (ручной магнит в чехле), MPK (магнит ручной круглый) и МРП (магнит ручной плоский). Подготовленную для сепарации навеску для анализа рассыпают тонким слоем на листе бумаги или на стекле и затем подносят к ее поверхности постоянный магнит, полюса которого обернуты калькой — ферромагнитные минералы притягиваются к магниту. Держа магнит с налипшими на него ферромагнитными минералами над другим, чистым листом бумаги, освобождают его рабочие плоскости от кальки и сбрасывают выделенную фракцию. Эту операцию повторяют до тех пор, пока к магниту не перестанут притягиваться ферромагнитные минералы. Хорошо зарекомендовал себя в работе магнит РМЧ, который позволяет вести разделение как сухим методом, так и в воде.
Удобен и практичен постоянный многополюсный магнит. Он представляет собой продолговатую рамку, закрытую пленкой, в которой закреплен подвижный якорь с вмонтированной в него рифленой намагниченной пластиной. В одной части рамки якорь укрепляется специальными приливами, а из другой свободно вынимается. К рассыпанной тонким слоем на листе бумаги или стекле навеске для анализа подносят рамку с закрепленным якорем, слегка касаясь поверхности пробы. Магнитные минералы притягиваются якорем магнита и удерживаются на пленке. Затем, держа магнит с фракцией над чистым листом бумаги, переводят якорь в противоположную часть рамки и вынимают, сбрасывая при этом ферромагнитную фракцию. Обработку пробы продолжают до полного отделения фракции.
Отделенная ферромагнитная фракция взвешивается и упаковывается в бумажный капсюль, на лицевой стороне которого надписывается номер шлиха, название фракции и ее масса.
Сепарация электромагнитами. Электромагниты создают сильные магнитные поля напряженностью 8*10в4 — 16*10в5 А/м, в которых проявляют свои магнитные свойства минералы имеющие магнитную восприимчивость в пределах n*10в-4— n*10в-5. Это обширная группа парамагнитных минералов, которые могут быть подразделены на средне- и слабомагнитные путем вариаций напряженности полей электромагнитов.
Электромагниты, использующиеся в лабораторной практике, различны по конструктивным особенностям. Хорошо зарекомендовали себя электромагнит системы Окунева, универсальный электромагнит марки УЭМ-1Т, более специфичные сепараторы марок СЭМ-1 и СИМ-1, а также новые модели сепараторов СМД и ЭЛ.
В шлиховых лабораториях широко применяется универсальный электромагнит типа УЭМ-1Т, предназначенный для выделения разнообразных по магнитности фракций путем использования сменных полюсных наконечников и изменения напряженности рабочих магнитных полей от 12*10в4 до 2*10в6 А/м. Сепарацию можно выполнять тремя различными способами.
I способ — выделение ферромагнитной фракции с помощью многополюсных гребенчатых наконечников, между которыми помещена открытая стеклянная трубка. При силе тока около 1,7*10в-10 А через стеклянную трубку равномерно просыпают подготовленную для сепарации навеску для анализа. Ферромагнитные минералы удерживаются выступами гребенчатых полюсных наконечников, "прилипая" к стенкам стеклянной трубки, а все прочие минералы падают вниз в приемник. Закончив сепарацию, сбрасывают отделенную ферромагнитную фракцию в другой приемник, сняв магнитное поле электромагнита.
II способ — выделение парамагнитных фракций с помощью клиновидных полюсных наконечников. Остаток навески для анализа, полученный после извлечения ферромагнитной фракции, рассыпают тонким равномерным слоем на стекле и подносят к рабочей зоне электромагнита. Парамагнитные минералы "налипают" на полюсные наконечники, а диамагнитные остаются на стекле. Периодически включая и выключая электромагнит и сбрасывая с его полюсных наконечников отделенную часть пробы в приемник, производят ее полную очистку.
Меняя условия работы, можно получить разные по степени магнитности парамагнитные фракции — средней и слабой магнитности. Фракция средней магнитности может быть выделена при силе тока 1,7*10в-10 — 3,3*10в-10 А, зазоре полюсных наконечников около 1,5 мм и расстоянии между стеклом с пробой и нижней рабочей плоскостью полюсных наконечников около 1 см. Для извлечения фракции слабой магнитности касаются стеклом с пробой полюсных наконечников при прочих аналогичных первому случаю условиях; при необходимости сила тока может быть увеличена до 3*10в-10 — 5*10в-10 А. Для ускорения процесса сепарации к электромагниту УЭМ-1Т придается роликовая приставка, позволяющая медленно продвигать пробу в рабочей зоне.
Выделенные парамагнитные фракции взвешиваются и укладываются в пакеты, на которых надписывается название фракций и их масса.
III способ — получение магнитных фракций методом суспензий с помощью конусных наконечников и специальной приставки к электромагниту. Способ применяется для обработки тонкозернистых проб 0,1—0,05 мм) с целью повышения чистоты выделяемых фракций.
Для магнитной сепарации проб может использоваться универсальный постоянный ручной магнит С-5 (магнит А.Я. Сочнева), хорошо зарекомендовавший себя на практике. Основным элементом его является колодка из сплава магнико. Выступающая ее часть служит для отделения ферромагнитных минералов. Парамагнитные минералы могут быть извлечены с помощью специальной накладки-скобы или двух других боковых рабочих поверхностей колодки, имеющих различную ширину межполюсных зазоров. Этот магнит особенно удобен в полевых условиях, где он полностью может заменить, электромагнит: с его помощью получают обычно четыре фракции — магнетитовую, ильменит-гранатовую, пироксен-амфиболовую и монацит-сфеновую.
Краткие сведения о методах электрической сепарации

Из числа электрических свойств минералов для фракционирования используются различия в удельном электрическом сопротивлении р и диэлектрической проницаемости ε (рис. 14, 15).
Фракционирование шлихов
Фракционирование шлихов

По электропроводности минералы могут быть разделены на три группы. Минералы-проводники электричества имеют величину удельного электрического сопротивления в пределах 1*10в-9 — 1*10в-4 Ом-м и обладают электронной, реже — ионной проводимостью. Полупроводниковые минералы характеризуются высоким удельным электрическим сопротивлением (р = 1*10в-4 — 1*10в8 Ом-м) и электронной, дырочной и смешанной проводимостью. Диэлектриками являются минералы с электронной проводимостью; их удельное электрическое сопротивление очень велико — до 1*10в8 — 1*10в17 Ом*м. Электрические свойства определенного минерального вида варьируют благодаря переменному составу минералов и обусловлены вхождением элементов-примесей или проявлением процессов гипергенного преобразования. Электрическая сепарация проб может выполняться двумя способами: сухим методом в воздушной среде и в жидком диэлектрике.
Сухой способ электрической сепарации осуществляется с по мощью сепараторов ЭС-I, ЭС-II, МЭП-2. Он основан на использовании поля коронного разряда, электростатического и комбинированного полей. Главными узлами сепаратора являются коронирующий, отклоняющий и осадительный электроды. Проба загружается для разделения в бункер и с помощью вибрирующего лотка подается в электрическое поле высокого напряжения. Минералы-проводники мгновенно отдают свой отрицательный заряд осадительному положительному электроду и отталкиваются от него. Минералы-диэлектрики сохраняют отрицательный заряд и удерживаются на поверхности осадительного электрода, а минералы-полупроводники занимают промежуточное положение. В результате из пробы могут быть извлечены три фракции, различающиеся по величине удельного электрического сопротивления слагающих их минералов.
Способ сепарации в жидком диэлектрике базируется на способности ряда минералов поляризоваться в электрическом поле. Диэлектрический сепаратор ДСК-1 состоит из стеклянного сосуда, заполненного жидким диэлектриком и двух дисковых электродов, создающих неоднородное электрическое поле. В зависимости от величины диэлектрической проницаемости (ДП) и способности минералов поляризоваться одни из них притягиваются к электродам и удерживаются в поле, а другие — выталкиваются.
Сепарация по плотности

Плотность минералов определяется массой составляющих их элементов и строением электронных оболочек атомов, обусловливающих кристаллохимические особенности структур. Основываясь на различиях в плотностях минералов, можно проводить их сепарацию путем погружения в среду с известным значением ее плотности. В качестве таких сред используют так называемые тяжелые жидкости, плотность которых изменяется в пределах 2,9*10в3 — 4,27*10в3 кг/м3 (табл. 5).
Фракционирование шлихов

Тяжелые жидкости являются веществами токсичными, что требует строгого соблюдения правил техники безопасности при работе с ними. Все операции с тяжелыми жидкостями должны производиться только в вытяжном шкафу при наличии хорошей тяги и с использованием средств индивидуальной Защиты — халатов, резиновых перчаток, а иногда и защитных очков.
Сепарация минералов по плотности с помощью тяжелых жидкостей может выполняться в делительных воронках, заменяющих их химических воронках с резиновым шлангом и зажимом или в стеклянных стаканах и фарфоровых чашках. В случаях шлихов, представленных тонкозернистым материалом классов менее 0,25—0,1 мм, эффективен метод сепарации по плотности с помощью центрифугирования.
Делительную или химическую воронку укрепляют на штативе, заполняют тяжелой жидкостью (чаще всего используют трибромметан — бромоформ) и в нее высыпают пробу, предназначенную для разделения. Перемешав пробу с тяжелой жидкостью, дают материалу дифференцироваться по плотности: легкие минералы всплывают на поверхность жидкости, тяжелые опускаются в нижнюю часть воронки; таким образом возникают две фракции. Открыв кран делительной воронки, вначале спускают на чистую химическую воронку с фильтром тяжелую фракцию, а затем на другую воронку с фильтром — легкую. Иногда удобно вести разделение минералов по плотности в небольших фарфоровых чашечках: всплывающую в тяжелой жидкости легкую фракцию сливают через край стакана или чашки на фильтр, а на дне остается тяжелая фракция.
Отфильтрованная от полученных фракций тяжелая жидкость вновь используется для сепарации. Тяжелая и легкая фракции, находящиеся на фильтрах, промываются от остатков сорбированной тяжелой жидкости каким-либо растворителем (для трибромметана растворителем чаще служит этиловый гидролизный спирт марки ВО). Промытые фракции высушиваются в сушильном шкафу при температуре 60—80 С, взвешиваются и анализируются.
Промывные воды, содержащие раствор тяжелой жидкости, собираются дня ее дальнейшей регенерации. Для регенерации трибромметана (бромоформа) промывные воды помещают в большую делительную воронку и разбавляют двукратным количеством дистиллированной воды. Хорошо изболтав раствор, дают ему отстояться — бромоформ выпадает в виде (юной эмульсии. После отстаивания в течение нескольких часов он отделяется, фильтруется и вновь может быть использован.