Książka "Podstawy mineralurgii" jest przeznaczona dla Czytelników, którzy z racji wykonywanego zawodu lub kierunku studiów zajmują się mineralurgią, nazywaną także przeróbką kopalin lub inżynierią mineralną. Zainteresować może także chętnych do rozszerzenia wiedzy o procesach separacji wykorzystujących zjawiska zachodzące na granicach fazowych oraz właściwości zawiesin wodnych i układów koloidalnych. W pierwszej części skrótowo opisano zagadnienia niezbędne do rozumienia otaczającej przyrody nieożywionej: teorię wielkiego wybuchu, cząstki elementarne, cząsteczki, powstanie minerałów i ich przemiany oraz tworzenie się złóż. W części drugiej przedstawiono trzy sposoby charakterystyki procesów mineralurgicznych, tj. ich opis, analizę i ocenę. Wskazano, że w zależności od celu, dostępności danych lub preferencji opis procesu może być oparty na bilansie sił, zależnościach fizycznych między parametrami procesu, termodynamice, probabilistyce, kinetyce procesu, może też być opisem korelacyjnym. Szczegółowo omówiono sposoby analizy separacji, pod kątem tworzenia zmienionej nadawy, rozdziału nadawy na produkty, wzbogacania lub klasyfikacji. Zaproponowano oryginalną systematykę krzywych wzbogacania i klasyfikacji. W trzeciej części książki opisano wybrane procesy separacji, tj. rozdrabnianie, przesiewanie, klasyfikację hydrauliczną, separację w cienkiej strudze, grawitacyjną, magnetyczną, dielektryczną i elektryczną oraz separację z wykorzystaniem prądów wirowych. Szczególną uwagę zwrócono na obecny stan wiedzy o procesie i rolę w nim parametru głównego. W ostatniej części krótko przedstawiono układ jednostek SI.

Autor książki jest profesorem Politechniki Wrocławskiej. Wykłada mineralurgię oraz chemię. Posiada bogate doświadczenie naukowe i badawcze, zdobyte w kraju i za granicą. Jest autorem lub współautorem 80 publikacji naukowych. Od wielu lat pełni funkcję redaktora naukowego rocznika Physicochemical Problems of Minerał Processing. Jest recenzentem prac nadsyłanych do wielu czasopism polskich i zagranicznych. Należy do Polskiego Towarzystwa Przeróbki Kopalin oraz jest członkiem Sekcji Wykorzystania Kopalin Komitetu Górnictwa PAN.

Spis treści

Wstęp 7

CZĘŚĆ I. WPROWADZENIE DO MINERALURGII 11

1. Od wielkiego wybuchu do mineralurgii 12
1.1. Powstanie materii 12
1.2. Cząstki elementarne 14
1.3. Cząsteczki 16
1.4. Ciała stałe 17
1.5. Minerały 20
1.6. Złoża, górnictwo i mineralurgia 26
Literatura 27

CZĘŚĆ II. CHARAKTERYSTYKA PROCESÓW MINERALURGICZNYCH 29

2. Analiza, ocena oraz opis procesów mineralurgicznych 30
2.1. Podstawy separacji 30
2.2. Analiza i ocena separacji 40
2.2.1. Rozdział nadawy na produkty 40
2.2.2. Wzbogacanie 42
2.2.2.1. Analiza ilościowa i jakościowa wzbogacania 42
2.2.2.2. Krzywe wzbogacania 47
2.2.2.2.1. Krzywa Henry'ego 50
2.2.2.2.2. Krzywa Mayera 53
2.2.2.2.3. Krzywa Delia 57
2.2.2.2.4. Krzywa Halbicha 59
2.2.2.2.5. Alfa-nieczułe krzywe wzbogacania 60
2.2.2.2.5.1 Krzywa Fuerstenaua 61
2.2.2.2.5.2. Krzywa Mayera-Tysona-Drzymały-Wheelocka 64
2.2.2.2.5.3 Inne α-nieczułe krzywe wzbogacania 69
2.2.2.3. Wzbogacalność 69
2.2.2.4. Wskaźniki wzbogacania oraz ocena separacji traktowanej jako wzbogacanie 74
2.2.2.5. Podsumowanie 79
2.2.3. Klasyfikacja 80
2.2.3.1. Analiza separacji jako klasyfikacja 80
2.2.3.2. Krzywe klasyfikacji 85
2.2.3.2.1. Krzywe częstości 85
2.2.3.2.2. Krzywe rozkładu 88
2.2.3.2.1. Krzywe częstości 85
2.2.3.2.2. Krzywe rozkładu 88
2.2.3.2.3. Krzywe rozdziału 91
2.2.3.2.4. Modyfikowane krzywe klasyfikacji 94
2.2.3.2.5. Inne krzywe klasyfikacji 96
2.2.3.3. Ocena procesu klasyfikacji 97
2.2.3.4. Klasyfikowalność i klasyfikacja idealna 100
2.2.3.4.1. Analiza sitowa 101
2.2.3.4.2. Analiza densymetryczna 104
2.2.3.5. Podsumowanie 105
2.2.4. Inne sposoby analizy wyników separacji 105
2.3. Opis separacji 106
2.3.1. Rola materiału i separatora 106
2.3.2. Porządkowanie 109
2.3.2.1. Mechanika porządkowania ziarn 109
2.3.2.2. Energetyka porządkowania ziarn 113
2.3.2.3. Prawdopodobieństwo porządkowania ziarn 114
2.3.3. Stratyfikacja 115
2.3.4. Podział 116
2.3.5. Pełny fizyczny opis separacji 119
2.3.6. Czasowe aspekty separacji 119
2.3.7. Podsumowanie 121
Literatura 122

CZĘŚĆ III. PROCESY SEPARACJI 127

3. Rozdrabnianie 128
3.1. Podstawy procesu 128
3.2. Fizykomechaniczny opis mechanicznego rozdrabniania ziarn 133
3.3. Empiryczny opis rozdrabniania ziarn 137
3.4. Inne opisy rozdrabniania 145
3.5. Kinetyka rozdrabniania 145
3.6. Analiza procesu rozdrabniania 146
3.6.1. Rozdrabnianie jako proces klasyfikacji 148
3.6.2. Rozdrabnianie jako proces wzbogacania 152
3.7. Urządzenia stosowane do rozdrabniania 155
Literatura 158

4. Przesiewanie 161
4.1. Podstawy przesiewania 161
4.2. Rozmiar i kształt ziarn 162
4.3. Opis procesu przesiewania 165
4.3.1. Mechanika przesiewania 166
4.3.2. Fizyka przesiewania 167
4.3.3. Prawdopodobieństwo przesiania 170
4.3.4. Kinetyka przesiewania 173
4.3.5. Inne parametry procesu przesiewania 177
4.4. Analiza i ocena procesu przesiewania 179
Literatura 180

5. Klasyfikacja hydrauliczna i powietrzna 181
5.1. Podstawy procesu 181
5.2. Klasyfikacja sedymentacyjna 186
5.3. Klasyfikacja fluidyzacyjna 188
5.4. Klasyfikacja w poziomym strumieniu medium 189
5.5. Klasyfikacja w strumieniu pulsacyjnym 190
5.6. Hydrocyklony 191
Literatura 193

6. Separacja w cienkiej strudze cieczy 194
6.1. Wprowadzenie 194
6.2. Separatory strumieniowe 195
6.3. Stożki separujące Reicherta 196
6.4. Separatory strumieniowo-zwojowe 197
6.5. Stoły koncentracyjne 198
6.6. Inne separatory 200
Literatura 200

7. Separacja grawitacyjna w wodzie i cieczach ciężkich 202
7.1. Podstawy procesu 202
7.2. Analiza densymetryczna 208
7.3. Separacja grawitacyjna w cieczach magnetycznych 210
Literatura 211

8. Separacja magnetyczna 212
8.1. Właściwości magnetyczne substancji 212
8.2. Diamagnetyki 218
8.3. Paramagnetyki 220
8.3.1. Prawdziwe paramagnetyki 220
8.3.2. Antyferromagnetyki 221
8.3.3. Ferrimagnetyki 222
8.3.4. Ferromagnetyki 223
8.4. Separacja 225
Literatura 234

9. Separacja z wykorzystaniem prądów wirowych 235
Literatura 237

10. Separacja dielektryczna 238
Literatura 242

11. Separacja elektryczna 243
Literatura 250

12. Flotacja 251
12.1. Podstawy teoretyczne 251
12.2. Modyfikacja hydrofobowości 264
12.3. Zjawiska elektryczne na granicach fazowych 269
12.4. Opis flotacji 283
12.5. Odczynniki flotacyjne 292
12.5.1. Kolektory 292
12.5.2. Spieniacze 313
12.5.3. Aktywatory 317
12.5.4. Depresory 321
12.5.4.1. Depresory działające przez adsorpcję 322
12.5.4.2. Depresory redoks 330
12.5.4.3. Depresory rozkładające zaadsorbowany kolektor 335
12.6. Flotacja substancji mineralnych 336
12.6.1. Substancje naturalnie hydrofobowe 336
12.6.2. Metale rodzime i siarczki 343
12.6.3. Utlenione minerały metali nieżelaznych 351
12.6.4. Tlenki i wodorotlenki 352
12.6.5. Sole trudno rozpuszczalne 362
12.6.6. Sole rozpuszczalne 371
12.7. Urządzenia flotacyjne 374
Literatura 380

13. Koagulacja 392
13.1. Istota koagulacji 392
13.2. Adhezja ziarn 394
13.2.1. Oddziaływania molekularne 395
13.2.2. Oddziaływania elektrostatyczne 405
13.2.3. Oddziaływania strukturalne 412
13.2.4. Wskaźnik stabilności W 415
13.3. Stabilność koagul 419
13.4. Prawdopodobieństwo kolizji ziarn w procesie koagulacji 420
13.5. Kinetyka i hydrodynamika koagulacji 421
13.6. Czynniki wpływające na koagulację 428
13.7. Wpływ innych substancji na stabilność zawiesin 432
13.8. Selektywna koagulacja 436
13.9. Struktura koagul 438
Literatura 440

14. Flokulacja 445
14.1. Wprowadzenie 445
14.2. Flokulanty 447
14.3. Flokulacja 451
14.4. Fłokulacja selektywna 457
Literatura 458

15. Aglomeracja olejowa 460
15.1. Podstawy procesu 460
15.2. Termodynamika aglomeracji olejowej 461
15.3. Akwaolejofilność układów aglomeracyjnych 468
15.4. Selektywna aglomeracja olejowa 472
15.5. Mechanizm aglomeracji olejowej 477
15.6. Powietrze w procesie aglomeracji olejowej węgla 485
15.7. Odmiany aglomeracji olejowej 490
Literatura 491

CZĘŚĆ IV. UZUPEŁNIENIE 497

16. Układ SI 498
Literatura 503