Сепарирование — разделение материалов по свойствам¶

Сепарирование (от лат. separare — «разделять») — процесс разделения неоднородных смесей, сыпучих материалов или потоков на фракции по различию их физических свойств: крупности, плотности, формы, магнитных и электрических свойств, смачиваемости. Широко применяется в горнодобывающей, пищевой, химической, сельскохозяйственной и перерабатывающей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве для сортировки отходов.

¶Основные принципы

Разделение происходит за счёт того, что частицы материала различаются по одному или нескольким признакам. Наиболее часто используемые свойства:

• Крупность — размер частиц (грохочение);
• Плотность — различие удельного веса компонентов;
• Форма — шероховатость и геометрия поверхности;
• Магнитная восприимчивость — отделяемость ферромагнитных примесей;
• Электрические свойства — проводимость и диэлектрическая проницаемость;
• Смачиваемость — различная реакция компонентов на воду и реагенты.

¶Классификация методов

¶По среде разделения

• Сухое сепарирование — разделение в воздушной среде или без среды (грохочение, аэродинамическая классификация, электростатическое разделение);
• Мокрое сепарирование — разделение в жидкой среде, как правило в воде (гравитационное, флотационное, магнитная сепарация в пульпе).

¶По виду воздействия

¶Применение

¶Горнодобывающая промышленность

Основная область применения. Руды после дробления проходят цепочку сепарирования: сначала грохочение для отделения крупных фракций, затем магнитная сепарация (например, для обогащения магнетитовых руд), флотация (для сульфидных руд — медных, цинковых, свинцовых) и гравитационные методы. Цель — получение концентрата с повышенным содержанием полезного компонента и отделение пустой породы (хвостов).

¶Пищевая промышленность

Сепарирование зерна — отделение семян сорных растений, зёрен повреждённых и незрелых, примесей по размеру, форме и плотности. Используются плоские и воздушно-ситовые сепараторы, триеры, аэродинамические сепараторы. Отделение косточек от мякоти, отделение кожуры при переработке овощей и фруктов также относятся к сепарированию.

¶Переработка отходов

В коммунальном хозяйстве сепарирование мусора — разделение твёрдых коммунальных отходов на фракции: бумагу, пластик, стекло, металл, органику. Применяются магнитные сепараторы (для чёрных металлов), сенсорные сортировочные линии (для цветных), воздушные классификаторы (для лёгких фракций), ручная и роботизированная сортировка.

¶Химическая промышленность

Разделение гранулированных материалов по размеру, очистка катализаторов от примесей, сепарирование полимерных смесей.

¶Оборудование

Основные типы сепараторов:

• Грохот — решётная поверхность с калиброванными отверстиями; материал проходит через слой, крупные частицы задерживаются;
• Циклон — аппарат для аэродинамического разделения, использующий центробежные силы в потоке газа;
• Флотационная машина — ёмкость с механическим или пневматическим перемешиванием, в которой гидрофобные частицы всплывают на поверхность с пузырьками воздуха;
• Магнитный барабанный сепаратор — вращающийся барабан с магнитной системой, притягивающий ферромагнитные частицы;
• Спиральный классификатор — наклонная винтовая поверхность, разделяющая материал по плотности в потоке воды;
• Отсадочная машина — использует периодическое вертикальное движение воды для расслоения материала по плотности.

¶Технологическая цепочка

На практике сепарирование редко выполняется одним аппаратом. Обычно строится каскад: грохочение → первичное обогащение (гравитация, магнит) → доводка (флотация, электрическое разделение). Каждый этап снижает содержание примесей, приближая продукт к требуемым параметрам. Показатели эффективности — выход концентрата, извлечение полезного компонента, степень обогащения.

¶См. также

• Обогащение полезных ископаемых
• Флотация
• Грохочение
• Сортировка отходов

¶Источники

• Богданов С. И. «Обогащение руд»
• Воронцов С. А. «Обогащение руд чёрных металлов»
• Гуревич Л. М. «Технология обогащения полезных ископаемых»
• ГОСТ Р 54472-2011 «Отходы производственные и потребительские. Термины и определения»
• Справочник «Технология переработки сырья»