Декрипитационное разрушение минералов

Декрипитация — избирательное раскрытие, основанное на способности отдель­ных минералов растрескиваться при нагрева­нии и последующем быстром охлаждении — используется для предварительного разупроч­нения.

Разрушение при декрипитации обуслов­лено: переходом кристаллов минералов из одной полиморфной модификации в другую (с изменением их объема), например, при температуре выше 846 К ά-кварц превраща­ется в {J-кварц, при этом объем руды мгновенно увеличивается на 0,82%; наличием в некоторых минералах кристаллизационной воды, которая при нагревании интенсивно удаляется, что и вызывает сильное внутрен­нее давление (растягивающие напряжения); различиями в теплопроводности и коэффи­циентах термического расширения при изме­нении температуры, приводящими к сильным разрывным напряжениям и растрескиванию минералов (например, при нагреве до 508— 543 К происходит отделение путем растрески­вания зерен и агрегатов скрытокристаллического графита от прослоек пустой породы с пониженной крепостью).

Декрипитация может проводиться в му­фельных печах при дискретном осуществле­нии процесса и небольших объемах перераба­тываемого сырья, в трубчатых вращающихся и других печах непрерывного действия при промышленных объемах переработки.

На практике избирательность раскрытия на первых стадиях обработки рудного сырья особенно хорошо осуществляют в том случае, когда отдельные компоненты сырья, будучи представлены еще' крупнокусковым материа­лом, обладают разнохарактерными прочност­ными особенностями определяемыми их хими­ческим составом, генезисом и условиями последующего метаморфизма. Эту разницу обычно используют для удаления части пустой породы или вредных примесей.

Декрипитация применяется при обогащении сподуменовых руд. Руду место­рождения Кет-Лейк (Канада) дробят до круп­ности —19 мм в замкнутом цикле, выделяют грохочением мелкий класс —0,2 мм. Руд; крупностью —20 - 0,2 мм нагревают до температуры 1273—1473^оК во вращающейы печи. При нагреве до этих температур сподумен переходит из α- в β-модификацию с уменьшением плотности с 3,2 до 2,4 г/см⁸ и растрескивается. Минералы пустой породы сохраняют свою первоначальную крупность Обожженную руду охлаждают, измельчают в шаровой мельнице с резиновой футеровкой продукт разгрузки мельницы подается на грохочение или воздушную сепарацию для отделения мелкого сподуменового концентрата от крупных породообразующих частиц [61].

Применение декрипитации сподуменовых руд позволяет более чем в 3 раза повысить содержание лития в продукте крупностью —0,2 + 0 мм, что определяет эффективность её использования при обработке подобных ей руд.

Переработку сподуменовой руды месторождений Кет-Лейк (Канада) ведут по схеме (рис. 8.19.), включающей дробление исходной руды до 19 мм, выделение класса — 0,2+0 мм в качестве отвального продукта, обжиг класса —19 + 0,2 мм во вращающихся барабанных печах при температуре 1100— 1200 °С, охлаждение руды, после­дующее осторожное измельчение в паровой мельнице с резиновой футеровкой и дальнейшее тонкое грохочение или воздушную классификацию.

Декрипитационное разрушение достигается при помощи трех самостоятельных операций: обжига, охлаждения и измельчения. Кроме того, подготовка к декрипитационному разрушению и последующее ыделение узких классов крупности требуют тонкого грохочения, т. е. избирательность процесса опреде -
ляется многими факторами, следующими из особенностей реализации каждой из названных операций.

Рис. 19. Технологическая схема обогащения сподуменовых руд месторождения Кет-Лейк (Канада).

Появляющиеся новые технологические решения по декрипитационному разрушению (термодроблению) кварц- и графитсодержащего сырья позволяют надеяться на дальнейшее развитие процесса декрипитации.

Например во время нагревания кварц (в виде кианита MgSiO₄ • КС1 + ЗН₂О или силлиманита) быстро превращается из модификации р в а: и растрескивается.

Барит, например, в баритовых кристаллических рудах при на­гревании растрескивается и превращается в тонкий порошок, в то время как сопровождающие его кварц и железистые мине­ралы остаются в виде относительно крупных зерен.

Для декрипитационнрго обогащения руды ее нагревают до опре­деленной температуры и затем быстро охлаждают, при этом одни минералы растрескиваются и разрушаются, а другие подвергаются незначительному изменению. После этого классификацией по круп­ности можно отделить одни минералы от других. Так, например, кианит при нагреве переходит из модификации р в модификацию а, и при этом растрескивается. Барит, флюорит, сподумен и некоторые другие минералы при нагревании также растрескиваются и превра­щаются в порошок, в то время как сопровождающие эти минералы кварц, железистые и другие минералы при нагревании разрушаются мало. При последующей классификации по крупности нагретой и затем охлажденной руды барит, например, концентрируется в тон­кой фракции, а кварц и другие минералы — в крупной фракции.