Способ разделения минералов на плотностные фрацкии и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01N9/08 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ НА ПЛОТНОСТНЫЕ ФРАКЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Если этим способом анализировать образцы, имеющие зерна разных размеров (50 мкм) , то при той же технологии процесс будет другим. Практически все зерна поднимутся на поверхность первой, самой легкой рабочей жидкости, и вначале на стыках жидкостей совсем не будет зерен из-за малой скорости их движения вниз к своим равновесным плотностньп стратам через жидкости с меньшей плотностью. Если время достижения зернами своих равновесных страт больше времени, в течение которого зерна в рабочей жид кости образуют агрегаты, то сами зер на не смогут делиться по плотности, т. е. не смогут достигать своих равновесных плотностных страт. Чтобы зе на делились по плотности, необходимо препятствовать агрегатизации зерен . Целью, изобретения является расширение диапазона измеряемых образцов, Для достижения цели исследуемый образец предварительно диспергируют в рабочей жидкости, имеющей плотност .равную средней плотности анализируемого образца, с последующим разруше нием агрегатов минералов. Предложенный способ может быть ос ществлен устройством, содержащим гра диентную колонку, выходной отвод, во ронку с капиллярным отростком до дна колонны и отличающимся тем, что оно снабжено дополнительной колонкой с выходным отводом, расположенной между воронкой и градиентной колонкой и соединенной с последней трубкой, при этом воронка соединена с источником изменения давления. На чертеже показано предложенное устройство, которое состоит из ворон ки с ка тиллярным отросткрм 2 до дн нижней колонки, в которой создается ступенчатое изменение плотности жидкости, верхней колонки 3, соединенной с нижней колонкой, трубкой 4, через которую пропускают жидкость с зернами для разрушения агрегатов. Ко лонка снабжена боковым отводом 5 дл выделения жидкости вместе с фракциями зерен в узких интервалах плотности, аворонка имеет пробку с отводом б, через который с помощью трехходового крана и водоструйного насоса воронку можно соединить с атмосферой/ либо откачать до разрежения. Соединение пробки с воронкой и ворон . ки с верхней колонкой осуществляется вакуумными шлифами. Чтобы уменьшить время, в течение которого зерна образца достигают сво их равновесных уровней, наиболее це лесообразно исследуемый образец вво дить в прибор с той рабочей жидкост плотность которой соответствует срёд .ней плотности зерен образца по шкале плотности. В этом случае, при пр чих равных условиях, путь, проходиый зернами, и необходимое для этого время уменьшаются, а условия движения зерен к своим равновесным уровням облегчаются, так как наибольшая их часть с самого начала находится практически на равновесном уровне. Устройство работает следующим образом. Путем сме1чения бромоформа и диметилформамида приготовляют две исходные жидкости: легкуюи тяжелую/ каждую из которых калибруют по плотности с помощью двух реперов плотности. Значения плотности исходных жидкостей подбирают в соответствии с плотностью Ссшых лёгких и самих тяхсе лых зерен образца по литературным данным. Затем, в зависимости от необходимости получения определенного числа плотностных фракций, две исходные жидкости смешивают в определенных пропорциях, а плотность полученных таким образом рабочих жидкостей определяют по формуле: . - где Д,Р2 плотности исходных жидкостей;V.,,V2 - объемы исходных жидкостей ; PJ- - плотность рабочей жидкоеПеред вводом приготовленных рабочих жидкостей в устройство их плотности контролируются калиброванными реперами плотности. Исходную самую легкую рабочую жидкость известного объема заливают через воронку по капилляру на дно нижней колонки. Далее заливают последовательно, по мере увеличения плотности, остальные приготовленные рабочие жидкости также мерного объема, Таким образом заполняется нижняя колонка, где устанавливается ступенчатое изменение плотности и где начинается движение зерен вверх и вниз к своим равновесным плотностным уровням (стратам). Через некоторое время зерна начин.ают собираться в агрегаты, что фиксируется визуально. Разрушение агрегатов зерен осуществляется путем пропускания жидкости со ступенчато изменяющейся плотностью и с образцом через узкий соединительный зазор трубку. В процессе пропускания жидкости с зернами . через трубку агрегаты разрушаются, а ступенчатое изменение плотности жидкости остается. Пример 1. Было взято 250 мл образца 336/74, выделенного из соляных отложений. Он состоял в основном из зерен раскристаллизованных стекол размером 30-10 мкм. ИсхЬдя из литературных данных о плотности исследованных стекол, были подобраны две пары реперов 2,092 и 2,093 г/см, 2,299 и 2,295 г/см, средние значения плотности каждой пары реперов предположительно соответствовали крайним зна чениям плотности зерен образца, С по мощью этих реперов методс 1 тонет - всплывает были подготовлены дйе ис ходные жидкости плотностью 2,092 и 2,297 г/см . Путем смешения исходных жидкостей в необходимых пропорциях составили девять жидкостей промежуто ной плотности. Их плотности контролировались реперами плотности. Вмест с двумя исходными жидкостями получил 11 рабочих жидкостей. Для обеспечени ступенчатого изменения плотности в Прибор вводили по 10 см каждой рабочей жидкости. Исследуемый образец пог естили -в )абочую жидкость с плотностью 2,174 г/см и размешали до однородной суспензии. Через воронку с капил лярным отростком на дно нижней колон ки вводили последовательно по мере увеличения плотности рабочие жидкости, начиная с самой легкой. Заливали в свою очередь, и рабочую жидкость с образцом. Через 1,5ч зерна образца образовали агрегаты. Для разрушения агрегатов жидкость из нижней колонки со ступенчатым изменением плотнос ти и исследуемым образцом пропускали через трубку в верхнюю,колонку, Для этого через воронку на дно нижней ко лонки заливали тяжелую балластную жи кость плотностью 2,297 г/см. При пропускании через трубку агрегаты зе рен в каждой страте растягивались и разрушались. Далее образец в таком виде выдерживалиВ верхней колонке 2 ч. Заново образовывались агрегаты. Путем создания разрежения в воронке с помощью водоструйного насоса тяжелая балластная жидкость из нижней ко лонки всасывалась через капилляр в воронку, в результате жидкость с образцом из верхней колонки проходила через трубку в нижнюю колонку.. Затем после перехода балластной жидкости в воронку, а жидкости со ступенчатым изменением плотности и зернами через .трубку из верхней колонки в нижнюю В воронку подают воздух. При этом жидкость с зернами снова пропускают через трубку из нижней колонки в верх нюю. Через 1 ч пропускание через труб ку жидкости с зернами вниз и вверх было повторено. По истечении еще 1 ч было проведено выделение плотностных фракций зерен, для чего на дно нижней колонки заливают балластную жидкость плотностью 2,297 г/см, которая выталкивает через боковой отвод верхней колонки рабочие жидкости со все увеличиваюпейся плотностью вместе с разделенными плотностными фракциями зерен образца. Переливание производят эпизодически, когда- зерна, собираются в агрегаты, в течение всего вретлени движения зерен к своим равновесным плотностным уровням. Учитывая, что в устройство заливали по 10 см каждой рабочей жидкости, вначале в отдельный стаканчик собрали 5 см жидкости - (половину) самой легкой рабочей жидкости. Затем последовательно в стаканчики собирали по 10 см жидкости с зернами: в каждый стаканчик попадала страта зерен, собрабшихся на стыке двух смежных жидкостей, и по 5 см каждой из этих жидкостей. Плотность жидкости в каждом стаканчике можно рассчитывать-она должна быть равна средней плотности этих двух смежных жидкостей, что контролируют с помощью реперов плотности. Из результатов видно, .что в.про-, цессе переливания жидкости с зернами через трубку ступенчатое изменение плотности жидкости практически не нарушалось. После нескольких промывок спиртом зерна высушивали и взвешивали на аналитических весах. Распределение зерен образца по плотностным фpaкцияtvi сводится в таблицу, nq которой строят гистограмму распределения зерен исследованного образца по плотности. Формула изобретения 1.Способ разделения минералов на плотностные фракции путем помещения исследуемого твердого зернистого образца в градиентную колонку, о т личающи йс я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых образцов, исследуемый образец предварительно диспергируют в рабочей жидкости, имеющей плотность, равную средней плотности анализируемого образца, с последующим разрушением агрегатов минералов. 2.Устройство для осу11.1ествления способа по п. 1, содержащее градиентную колонку, выходной отвод, воронку с капиллярным отростком до дна колонки. Отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной колонкой с выходным отводом, расположен-, ной между воронкой и градиентной колонкой и соединенной с последней трубкой при этом воронка соединена с источником изменения давления. Источник,и информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кац М. Я. Новые методы исследоания минералов в гравитационном пое М,, Наука, 1966, с. 89. 2 Приборы и техника эксперимена , 1973, № 3 с. 80.