Wynalazek dotyczy sposobu wzboga¬ cania mineralów, zwlaszcza gruboziarni¬ stych mieszanin mineralnych, przy czym sposób ten jest oparty na calkowicie no¬ wej podstawie, tj. przyleganiu (adhezji), Przy rozdzielaniu gruboziarnistych mieszanin mineralów technika wzboga¬ cania zna dotychczas jedynie sposoby po¬ legajace na tym, ze czastki sa rozdzielane mechanicznie glównie na zasadzie róznicy ich ciezarów wlasciwych lub na zasadzie ich róznych wlasnosci magnetycznych.Przydatnosc odpowiednich sposobów wzbogacania mineralów gruboziarnistych, jak np. oddzielanie magnetyczne, wcho¬ dzacych praktycznie prawie wylacznie w rachube przy mechanicznym rozdziela¬ niu mieszanin gruboziarnistych, jest uwarunkowany przeto istnieniem odpo¬ wiedniej róznicy fizycznych wlasnosci poszczególnych czesci skladowych mie¬ szaniny. Wzbogacanie takich mieszanin gruboziarnistych, których czesci sklado¬ we nie posiadaja zupelnie lub posiadaja w niedostatecznym tylko stopniu tego ro¬ dzaju róznice, jest bardzo trudne lub nawet niemozliwe. Dotyczy to przede wszystkim wiekszosci uzytecznych mine¬ ralów niemetalicznych. Tak wiec nie mozna bylo dotychczas rozdzielac mecha¬ nicznie mieszanin fosforytu i kwarcu lub magnezytu i krzemianów lub szpatu wa-piennego i kwarcu. Mieszaniny takie moz¬ na rozdzielac przez wsplywanie pianowe.Aby mozna zastosowac ten sposób roz¬ dzielania, trzeba mlec drobno mineraly, przeznaczone do rozdzielania, co z jednej strony czesto nie jest celowe dla dalszego stosowania; tych niemetalicznych minera¬ lów, a z drugiej strony, w wielu przypad¬ kach, sie nie oplaca.Wedlug wynalazku umozliwia sie roz¬ dzielanie mieszanin mineralów, których nie mozna bylo wzbogacac dotychczas w po¬ staci gruboziarnistej, w ten sposób, ze róz¬ niczkuje sie sztucznie skladniki mieszani¬ ny pod wzgledem ich zdolnosci przylega¬ nia do mineralnych lub organicznych mas przyczepnych, wyzyskujac otrzymane w ten sposób róznice w przyleganiu do roz¬ dzielania skladników mieszaniny.Doswiadczenia wykazaly, ze czastki zwilzalne (hydrofilowe) przylegaja silniej do przyczepnych mas zwilzalnych (hydro- filowych) niz czastki niie zwilzalne (hy¬ drofobowe) . Odwrotnie czastki nie zwil¬ zalne (hydrofobowe) przylegaja silniej do przyczepnych mas nie zwilzalnych (hydro¬ fobowych) niz czastki zwilzalne (hydrofilo¬ we) . Poniewaz przewazna ilosc mineralów, a przede wszystkim tlenki metali, weglany, jak równiez mineraly wapniowcowe i mine¬ raly krzemianowe sa, w stanie naturalnym, mniej wiecej w tym samym stopniu zwil¬ zalne, wykazuja one przeto te sama wla¬ snosc przylegania, a zatem, bedac w na¬ turalnym stanie, nie moga byc oddzielane przy pomocy wspomnianych mas przy¬ czepnych.Rózne stopnie przylegania, wymagane przy rozdzielaniu mineralów, osiaga sie wedlug wynalazku dzieki odpowiedniemu przygotowaniu gruboziarnistej mieszaniny mineralów, oddzielanych od siebie. Przy¬ gotowanie to polega na tym, ze po¬ szczególne rodzaje mineralów mieszaniny zwilza sie w róznym stopniu, rozdzielajac je nastepnie przy pomocy przyczepnych mas zwilzalnych lub nie zwilzalnych. Ten wstepny zabieg uskutecznia sie glównie przy pomocy roztworów wodnych lub za¬ wiesin odczynników organicznych tak, ze urobek styka sie scisle z tymi roztworami lub zawiesinami. Do tego celu nadaja sie glównie odczynniki, stosowane przy wsply- waniu pianowym, które, jako zbieracze, po¬ woduja rózne zdolnosci wsplywania wsku¬ tek róznej chlonnosci. Tak jak przy wsply- waniu pianowym, mozna rójwniez i przy tym zabiegu wstepnym spowodowac lub zwiekszyc chlonnosc przy pomocy reakcji posrednich przez dodanie nieorganicznych odczynników kwasów lub zasad, oddzia¬ lywaj ac w ten sposób na stezenie wodoro¬ wych jonów roztworu.Jako masy przyczepne wchodza w ra¬ chube w najszerszym znaczeniu wszystkie kity i lepiszcza, odznaczajace sie badz wy¬ bitnymi wlasnosciami zwilzania sie (hy- drofilnymi), badz nie zwilzania sie (hydro¬ fobowymi) , a miedzy innymi równiez woda zamrozona, czyli lód oraz wiecej lub mniej stale ciala organiczne, jak asfalt, dziegiec, pak, gudron, wosk, tluszcze, zywica natu¬ ralna lub sztuczna, rózne rodzaje kle¬ jów itd.Zasada wynalazku polega przeto na wyzyskaniu granicznych wlasnosci po¬ wierzchniowych, posiadajacych te zalete, ze w celu spowodowania okreslonej sku¬ tecznosci rozdzielania wlasnosci te latwo mozna zmieniac sztucznie przez reakcje po¬ wierzchniowe. Mozliwosc te wyzyskano tu po raz pierwszy do rozdzielania mieszanin gruboziarnistych. Równiez i wsplywanie pianowe opiera sie na granicznych wlasno¬ sciach powierzchniowych. Jednak, podczas gdy przy wsplywaniu pianowym przygoto¬ wane odpowiednio ziarna rozdziela sie wskutek róznego ich przylegania do pe¬ cherzyków powietrza, powstajacych w wo¬ dzie to, ze wzgledu na bardzo mala sile przylegania, dzialajaca miedzy mineralem a powietrzem, mozna ja zastosowac tylko — 2 —do odpowiednio drobnych ziarn o srednicy najwyzej 0,5 mm. Wynalazek niniejszy daje natomiast do rozporzadzenia znacz¬ nie wieksza sile przylegania. Przez stoso¬ wanie takich bardziej lub mniej stalych mas przyczepnych sposób ten stwarza mozliwosc oddzialywania na ziarna nawet az do srednicy 100 mm i wiekszej. Roz¬ dzielanie mieszanin gruboziarnistych oraz sztuczne rózniczkowanie ich zdolnosci przylegania sa jednoczesnie cechami zna¬ miennymi, odrózniajacymi ten sposób od sposobu kontaktowego, wedlug którego drobnoziarniste mieszaniny mineralne o srednicy 0,5 mm, zanurzone w wodzie, poddaje sie dzialaniu cieczy organicznych, z którymi lacza sie latwo mineraly, z na¬ tury swej przez wode nie zwilzalne, jak grafit i siarczki metali, podczas gdy mi¬ neraly zlóz, z natury swej zwilzalne, jak kwarc, szpat wapienny i inne, posiadaja te sklonnosc w mniejszym stopniu. Pomi¬ jajac szczególne jego zastosowanie przy plukaniu piasków diamentowych, znany ten sposób nie mógl uzyskac praktycznego znaczenia i zostal od dawna zaniechany, dzieki wprowadzeniu wsplywania piano¬ wego. Sposób kontaktowy ma te wade, ze techniczne jego wykonanie wymaga ogra¬ niczenia sie do mieszanin drobnoziarni¬ stych i przede wszystkim, ze zastosowanie tego sposobu wchodzi w rachube tylko do tych mieszanin, których skladniki wykazu¬ ja w naturalnym stanie odpowiednie róz¬ nice w przyleganiu do wspomnianych cie¬ czy organicznych. Do tego dochodzi jesz¬ cze zanieczyszczanie sie mineralów drob¬ noziarnistych oleistymi masami przyczep¬ nymi, które sa albo stracone w przebiegu pracy, albo moga byc odzyskane jedynie przy pomocy klopotliwych i kosztownych zabiegów. W porównaniu ze sposobem kontaktowym sposób, podany przez wyna¬ lazek, jest calkowicie niezalezny od istnie¬ nia naturalnych róznic przylegania od¬ dzielanych skladników a prócz tego obej¬ muje swym zakresem takze i grubsze ziar¬ na mineralów, nie nadajace sie do wzbo¬ gacania sposobem kontaktowym.Jako przyklad podano nasamprzód pró¬ by, poczynione z naturalna mieszanina fosforytów i zwirów kwarcowych o ziar¬ nach od 30 do 60 mm srednicy, gdyz przy tej mieszaninie gruboziarnistej mozna Uwydatnic szczególnie wyraznie zalety wy¬ nalazku, a to z tego wzgledu, ze miesza¬ nina ta, nie posiadajac odpowiedniej róz¬ nicy fizycznych wlasnosci obu swych skladników, nie moze byc rozdzielona przy pomocy zadnego z dotychczas zna¬ nych sposobów wzbogacania grubych zia¬ ren. Przy próbach tych jako masy przy¬ czepnej uzyto w jednym przypadku war¬ stwy lodu, utworzonej na pewnym pod¬ kladzie, a w drugim przypadku — podkla¬ du, pokrytego odpowiednim lepiszczem nie tfwilzalnym. Lepiszczem tym byl gudron z ropy naftowej o punkcie topliwosci okolo 40°.Gdy mieszanine mineralna, zlozona z fosforytów i zwirów kwarcowych, umie¬ sci sie bez jakiegokolwiek zabiegu wstep¬ nego, a. jedynie po oplukaniu i zwilzeniu woda, na jednej z obu tych mas przyczep¬ nych, wówczas okaze sie, ze do warstwy lodu przymarzaja zarówno fosforyty jak i ziarna kwarcu tak, iz oba mineraly przy¬ legaja do podkladu. W razie zas umiesz¬ czenia mieszaniny na organicznej masie przyczepnej, ani fosforyty, ani ziarna kwarcu nie wykazuja sklonnosci laczenia sie z ta masa przyczepna. Poniewaz oba mineraly sa w jednakowej mierze zwilzal¬ ne w stanie naturalnym, przeto przylegaja one do zwilzalnego podloza lodu, nie wy¬ kazujac natomiast zadnej przyczepnosci w stosunku do nie zwilzalnych organicz¬ nych mas przyczepnych. W.naturalnym stanie oba rodzaje mineralów sa wiec po¬ zbawione róznej zdolnosci przylegania tak, iz w ten sposób tych mineralów rozdzielic nie mozna. Aby jednak mozna bylo uzy- — 3 -skac rozdzielenie przy pomocy tych mas przyczepnych, mieszanine mineralna pod¬ daje sie wedlug wynalazku nasamprzód wstepnemu zrózniczkowaniu pod wzgle¬ dem zdolnosci przylegania. W tym celu mieszanine mineralna miesza sie silnie w ciagu 3 minut z 2%-oiwym wodnym roz¬ tworem palmitynianu sodu. Przy tym dzia¬ laniu wstepnym nastepuje pochlanianie palmitynianu sodu na powierzchni ziaren fosforytów, które staja sie mniej zwilzalne wskutek osadzania sie palmitynianu sodu, natomiast na ziarnach kwarcowych nie wy¬ stepuje zadne osadzanie sie tak, ze ziarna te zatrzymuja uprzednia zdolnosc zwilza¬ nia sie. Po mieszaniu wstepnym mieszanine mineralna umieszcza sie po oplukaniu czy¬ sta woda na podkladzie lodu. vW ciagu nie¬ spelna jednej minuty ziarna kwarcu przy- marzaja silnie, podczas gdy ziarna fosfo- Przy stosowaniu lodu jako masy przy¬ czepnej wynik rozdzielania liczbowo byl zupelnie podobny do wyzej podanego.Wedlug tego samego podstawowego sposobu i przy zastosowaniu tych samych odczynników co przy fosforycie i przy kwarcu, mozna równiez oddzielac i takie mineraly, jak szpat wapienny, dolomit, magnezyt, fluoryt, stronojanit, celestyn, szpat ciezki itd., a takze rudy metali ciez¬ kich w postaci tlenków i siarczków, jak np. szpat zelazny, blyszcz olowiu itd., przy czym ziarnistosc tych rud moze wy¬ nosic srednio od 5 do 100 mm srednicy. rytu odpadaja od podkladu lodu. Inny przebieg zachodzi, gdy przygotowana i oplókana czysta woda mieszanine mine¬ ralna umiesci sie na powyzszej organicz¬ nej masie przyczepnej. Mniej wiecej po 2 min. ziarna fosforytu przylgna do masy przyczepnej, natomiast ziarna kwarcu od¬ padna przy zmianie podkladu. Silne przy¬ lgniecie ziarn fosforytu do organicznych mas przyczepnych mozna objasnic tymr ze wskutek osadzania sie palmitynianu na ziarnach fosforytu otrzymuja one nie zwil- zalna powloke organiczna o grdbosci rzedu wielkosci czasteczki, wykazujaca pewne powinowactwo w stosunku do organicznej masy przyczepnej.Na tablicy podano wynik liczbowy uzy¬ skanego rozdzielenia mieszaniny w tym doswiadczeniu.Z rozlicznych prób nalezy wskazac jesz¬ cze na wyniki rozdzielania, uzyskane z {mieszaniny magnezytu z serpentynem, jaJk równiez szpatu zelaznego i kwarcu, przy czym nalezy zaznaczyc, ze we wszyst¬ kich przypadkach chodzi tu o mieszaniny naturalne, które zostaly przesiane na sicie jedynie ze wzgledu na lepsze roz* [dzielenie.Przyklad I. Mieszanina rozdzielana: magnezyt z serpentynem; ziarna od 10 da 30 mm srednicy; mieszanie wstepne i masy przyczepne jak przy powyzszej próbie z mieszanina fosforytu z kwarcem.Mineral wzbogacony Mieszanina. . . .Waga % . 50.00 50.00 100.00 Zawartosc fosforytu w% 98.00 6.00 52.00 Zawartosc kwarcu w % 2.00 94.00 48.00 Fosforyt w % calego urobku 94.00 6.00 100.00Mineral wzbogacony Mieszanina. . . .Waga % 27.00 73,00 100.00 Zawartosc magnezytu 95.00 2.00 27.20 Zawartosc serpentynu w % . 500 98.00 72.80 Magnezyt w% calego urobku 95.00 5.00 100.00 Przyklad IL Mieszanina rozdzielana: szpat zelazny z kwarcem; ziarna od 20 do 35 mm srednicy; mieszanie wstepne i masy przyczepne jak przy powyzszej próbie z mieszanina fosforytu z kwarcem.Mineral wzbogacony Mieszanina....Waga % 63.00 37.00 100.00 Zawartosc szpatu zelaznego w% 96.7 4.2 62.4 Zawartosc kwarcu w % 3.3 95.8 37.6 Szpat zelazny w% 97.00 3.00 100.00 Przy rozdzielaniu powyzszych miesza¬ nin mineralnych mozna zastosowac z takim samym skutkiem równiez inne zwiazki tluszczów, jak np. oleinian sodu, a wreszcie takze kwasy olejowe w zawiesinie wodnej.Na ogól przy prowadzeniu prób okazalo sie, ze do sztucznego rózniczkowania przy¬ legania róznych skladników mieszaniny mineralnej nadaja sie odczynniki orga¬ niczne, zwlaiszcza wysokoczasteczkowe. Przy mineralach takich, jak wegiel, grafit oraz siarczki, które wykazuja w pewnym stop¬ niu powinowactWo chemiczne do cial orga¬ nicznych, daja sie do tego samego celu zastosowac zwykle oleje, jak olej pogazo¬ wy i podobne.Systematyczne badanie wykazalo dalej, ze róznice w przyleganiu, uzyskane wsku¬ tek wstepnej przeróbki, moga byc zwiek¬ szone jeszcze dzieki temu, ze po wstepnej przeróbce suszy sie mineralna mieszanine lub poddaje sie ja silnemu dzialaniu po¬ wietrza. W tym przypadku mieszanine oplukuje sie ponownie woda przed umiesz¬ czeniem jej na masie przyczepnej. Co sie tyczy ksztaltu warstwy masy przyczepnej mozna stwierdzic, ze na ogól celowy jest ksztalt plaski. W niektórych przypadkach drobniejszych ziaren plaskich moze sie okazac korzystny p0wien ksztalt profilowy masy przyczepnej, np. zlobkowy.Czas trwania przylegania posiada szczególnie duze znaczenie przy praktycz¬ nym wykonywaniu przebiegu, a przede wszystkim ze wzgledu na uzyskanie do¬ brej wydajnosci. Przy podanych wyzej próbach, kiedy poddane wstepnej przerób¬ ce ziarna zostaly umieszczone po prostu na organicznych masach przyczepnych, sil¬ ne przyleganie wystapilo dopiero po dwóch minutach. Okazalo sie jednak, ze zdolnosc przylegania ziaren do mniej lub wiecej — 5 —stalych mas przyczepnych mozna jedno¬ czesnie przyspieszyc i zwiekszyc, zmiek¬ czajac uprzednio powierzchnie tych mas.Mozna to uskutecznic badz przez pod¬ grzewanie polaczone z koncowym ochla¬ dzaniem, badz równiez, w prostszy sposób, przez powleczenie masy przyczepnej silnie rozcienczonym srodkiem zmiekczajacym.Przy tym stopien rozcienczenia nalezy do¬ brac tak, aby przy powlekaniu na powierz¬ chni masy przyczepnej utworzyla sie tylko cieniutka blonka. W przypadku zastoso¬ wania stalych organicznych mas przyczep¬ nych okazuje sie skuteczne w tym celu powlekanie ich l°/o-owa wodna zawiesina ropy, benzyny, benzenu lub innych cieczy organicznych. Przebieg przylegania mozna przyspieszyc równiez przez to, ze zamiast pokrywania masy przyczepnej srodkiem zmiekczajacym zwilza sie nim mieszanine mineralna. W kazdym razie wskutek tego mniej lub wiecej stale masy przyczepne uzyskuja powierzchnie bardzo kleista, nie tracac szczególnie waznej zalety stalej masy przyczepnej, polegajacej na tym, ze masa przyczepna nie zanieczyszcza pra¬ wie zupelnie przylegajacych do niej zia¬ ren, a zatem straty masy przyczepnej sa bardzo male. Dla scislosci nalezy zazna¬ czyc, ze na powierzchnie mas przyczep¬ nych mozna równiez oddzialywac gazami i parami cial organicznych.Dalszy sposób przyspieszania przebie¬ gu przylegania i zwiekszania skutecznosci tego przylegania polega na tym, ze ziarna dociska sie do masy przyczepnej. Mozna to uzyskac np. w ten sposób, ze ziarna dociska sie do podkladu masy przyczepnej za pomoca podatnej plyty w rodzaju gumy gabczastej. Srodek sprezynujacy zaleca sie stosowac ze wzgledu na rózne wielkosci ziaren rozdzielanych mineralów. Jak wy¬ kazaly odpowiednie próby, dzieki zastoso¬ waniu blonki zmiekczajacej i dzieki do¬ ciskaniu ziaren do masy przyczepnej, prze¬ bieg przylegania mozna skrócic do 1 se¬ kundy i mniej. Dociskanie mozna uzyskac równiez iw inny sposób, jak np. przez dzialanie sily odsrodkowej.Prace, wymagane wedlug wynalazku do uzyskania rozdzielania, mozna usku¬ tecznic przez skojarzenie ze soba prostych urzadzen i przyrzadów o znanej budowie.Tak np. przygotowanie wstepne mozna uskutecznic w bebnach obrotowych w ro¬ dzaju bebnów pluczkowych lub oczyszcza¬ jacych. W celu spowodowania przylegania stosuje sie urzadzenia, uwidocznione na rysunkach.Urzadzenie wedlug wynalazku, przed¬ stawione schematycznie na fig. 1, sklada sie zasadniczo z okreznej tasmy a i z uimiesz- czonej nad nia równiez okreznej tasmy 6.Strzalkami wskazano kierunek przesuwu obu tasm. Dolna tasma a jest wylozona podatnym podkladem, np, guma gabczasta, podczas gdy górna tasma jest wylozona masa przyczepna, np. gudronem z ropy naftowej. Oddzielana i przygotowana wstepnie mieszanina mineralna dostaje sie przez lej c na tasme a, która prowadzi te mieszanine az do zasiegu górnej tasmy b.Walce dociskowe dri e zblizaja do siebie obie tasmy al b w taki sposób, ze masa przy¬ czepna tasmy b styka sie z pewnym doci¬ skiem z ziarnami, lezacymi na tasmie a.Jezeli rozdzielana mieszanine ziaren fos¬ forytu i kwarcu poddac wstepnemu dzia¬ laniu 2°/o|-owego wodnego roztworu pal- mitynianu sodu, wówczas do tasmy b przy¬ legaja tylko ziarna, obdarzone zdolnoscia przylegania, w tym przypadku ziarna, fos¬ forytu, które tasma ta przesuwa do zgar¬ niacza /, przeciwnie na tasmie a pozostaja ziarna kwarcu, które odpadaja przy prze¬ ginaniu sie tasmy, jak: to uwidoczniono na rysunku. Natrysk g doprowadza do tasmy 6 ciecz, niezbedna do wytworzenia blonki zmiekczajacej; mozna to osiagnac równiez przy pomocy walców zwilzajacych lub po¬ dobnych przyrzadów. Do powierzchniowe¬ go zmiekczania masy przyczepnej przez — 6 —podgrzanie i do ponownego jej ochladza¬ nia lub do utrzymywania odpowiednio ni¬ skiej temperatury przy stosowaniu lodu przewiduje sie odpowiednie grzejniki i chlodnice o znanej budowie.Inny przyklad wykonania urzadzenia, nadajacego sie do stosowania tego sposo¬ bu, jest przedstawiony na fig. 2.W tyjm urzadzeniu zamiast tasmy b (fig. 1) zastosowano walce 61, 62 i 63, po¬ kryte masa przyczepna. Poza tym sposób dzialania tej postaci wykonania jest taki, jak na fig. 1. Przy stosowaniu walców w urzadzeniu wedlug fig. 2 zamiast tasmy a mozna zastosowac równiez stól obrotowy tak, iz w tym przypadku walce beda stoz¬ kowe i rozmieszczone na obwodzie kola.Zamiast tasmy a mozna zastosowac rów¬ niez walec doprowadzajacy. Zgodnie z przykladami wykonania wedlug fig. 1 i 2 na tasmie a znajduje sie podatna okladzi¬ na np. z gumy gabczastej. Poniewaz chodzi ^jedynie o to, aby byl docisk ziaren do srodka podatnego w celu wyrównania nie¬ równosci, spowodowanych róznymi wiel¬ kosciami ziaren, przeto srodek podatny moze byc umieszczany równiez na innych urzadzeniach. I tak podatna okladzina mo¬ ze byc umieszczona np. • na tasmach lub walcach, przeznaczonych do utrzymywania masy przyczepnej. PL