Гравитацио́нное обогаще́ние поле́зных ископа́емых (англ. gravity separation, gravity preparation, gravity concentration; нем. Gravitationsaufbereitung f, Schwerkraftaufbereitung f) — процесс и технология обогащения полезных ископаемых, основанный на использовании действия силы тяжести, при которой минералы отделяются от пустой породы за счёт разницы их плотности и размера частиц.

Синоним — стратификация.

Общее описание

Гравитационное обогащение осуществляется в водной, воздушной или в тяжёлой среде, в шлюзах, сепараторах (например, крутонаклонных сепараторах), гидроциклонах, отсадочных машинах, на концентрационных столах и т. п.

Современная теория гравитационного обогащения рассматривает его как процесс установления равновесия и достижения минимума потенциальной энергии системой частиц, находящихся в поле тяжести в состоянии неустойчивого равновесия. Скорость гравитационного разделения оценивается по снижению центра тяжести системы, а его эффективность — по уменьшению потенциальной энергии смеси. В основе расчётов лежит определение относительных скоростей перемещения частиц разной плотности, размеров и формы в средах разной плотности и вязкости (в воздухе — сухое или пневматическое гравитационное обогащение, в жидкости — мокрое).

Мокрые процессы гравитационного обогащения

Наиболее распространено мокрое гравитационное обогащение, которое подразделяют на следующие виды:

• в неподвижном водном растворе или среде, которая горизонтально перемещается;
• в среде, имеющей плотность, промежуточную в сравнении разделяемыми частицами, (обогащение в тяжёлых средах, магнитогидродинамическая и магнитогидростатическая сепарация);
• в тяжёлой среде, движущейся по круговой или винтовой траектории (например, центробежные сепараторы);
• в потоке, текущем по наклонной плоскости (желобы, шлюзы, конусные концентраторы);
• в потоке, текущем низходящей винтовой площадке или желобу (винтовые сепараторы и винтовые шлюзы).

Область применения

Гравитационное обогащение — основной метод обогащения угля, сланцев, рассыпного золота, касситерита, вольфрамита, рутила, ильменита, циркона, монацита, танталита, колумбита и др., а также один из равноценных методов обогащения руд чёрных металлов (Fe, Mn, Cr), редких металлов, а также фосфатов, алмазов и других неметаллических полезных ископаемых.

Гравитационными методами обогащается свыше 4 млрд тонн в год, то есть половина от общего количества полезных ископаемых, которые обогащаются. Это следствие таких преимуществ метода, как дешевизна, простота аппаратуры, возможность разделения частиц широкого диапазона крупности (от 0,1-2 до 250—300 мм), сравнительная лёгкость очищения сточных вод и возможность осуществления замкнутого водоснабжения обогатительной фабрики.

Основные процессы гравитационного обогащения

• Промывка
• Отсадка
• Винтовой сепаратор
• Обогащение полезных ископаемых в аэросуспензиях
• Обогащение полезных ископаемых в тяжёлых средах
• Концентрационный стол
• Равнопадаемость

См. также

• Фракционирование химических элементов в земной коре

Литература

• Гравитационное обогащение — статья в Горной энциклопедии
• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004. — ISBN 966-7804-14-3.