Separační metody

Při studiu minerálů se často setkáme s problémem získání dostatečného množství vhodného materiálu, zvláště studujeme-li například akcesorické minerály či minerály jemnozrnných hornin. Běžnými cestami (například preparační jehlou) nelze v takovém případě jednotlivé minerály oddělit, separovat. V takovém případě se vzorek rozemele a k oddělení jednotlivých minerálů se použijí separační metody. Separační metody tedy nepatří v pravém slova smyslu k metodám studia minerálů, mají však značný praktický význam včetně širokého průmyslového využití (těžba a úprava nerostných surovin). V principu je možno provést separaci na základě různé hustoty minerálů, na základě jejich různých elektromagnetických vlastností, na základě různých povrchových vlastností (flotační metody) i jinak.

Separace v těžkých kapalinách je založena na různé hustotě minerálů. Má-li kapalina určitou hustotu, potom minerály s menší hustotu plavou na hladině a minerály s větší hustotou se usazují na dně dělící nádobky. Jako těžké kapaliny se používají např. bromoform (hustota 2,89 g/cm³), acetylentetrabromid (h = 2,95 g/cm³), metylenjodid (h = 3,33 g/cm³), či různé vodné roztoky solí Tl, Ba, Pb a Hg. Nevýhodou většiny těchto sloučenin je nízká stabilita na denním světle, vysoká cena a především silná jedovatost. Z toho důvodu se dnes k separacím často používá stálý a málo jedovatý polywolframan sodný Na₆(H₂W₁₂O₄₀ (nasycený roztok má hustotu 3,12 g/cm³, ředěním vodou se dají připravit roztoky o různé hustotě a odpařováním je opět koncentrovat). S použitím řady těžkých kapalin a jejich ředění (resp. mísení) lze od sebe separovat jednotlivé minerály. Při pečlivé práci lze oddělit minerály, jejichž hustota se liší i jen o 0,02 g/cm³.

Magnetická separace využívá různých magnetických vlastností minerálů. Vzorek je vystaven působení magnetického nebo elekromagnetického pole. Obvykle se nejprve permanentním magnetem oddělí feromagnetické minerály (např. magnetit, pyrhotin). Při následné elektromagnetické separaci se postupně zvyšuje intenzita elektromagnetického pole, takže jsou oddělovány stále méně magnetické minerály.

Flotační metody jsou založeny na rozdílné smáčivosti minerálů vodou. Nejrozšířenější je pěnová flotace, která je založena na schopnosti drobných zrnek minerálů vázat se na vzduchové bubliny. Proces probíhá ve vodném prostředí, do něhož je přidají flotační reagencie a další látky. Při vhodné volbě těchto látek se zrnka požadovaného minerálu váží na vzduchové bublinky a jsou vynášena k povrchu kapaliny. Zde je minerál udržován pomocí pěny a sbírán. Ostatní minerály zůstávají ve rmutu na dně nádoby. Flotace je velmi rozšířeným úpravárenským procesem soužícím zejména ke koncentraci sulfidických a oxidických minerálů z velmi chudých rudnin.

S prudkým rozvojem instrumentálních analytických metod dnes význam separačních metod v mineralogii poněkud klesá. Zvláště metody elektronové mikroanalýzy umožňují analýzu i velmi drobných objektů in situ. Většina ostatních metod však vyžaduje jisté množství materiálu, které není vždy možno získat bez použití separačních metod (např. studium isotopického složení minerálů či analytika velmi nízkých koncentrací prvků). Mimořádně důležitou roli hrají separační metody při těžbě a úpravě nerostných surovin, kde na kvalitě separačního procesu často přímo závisí úspěšnost těžby (např. při těžbě zlata, kdy je třeba oddělit často i jen 1g zlata z jedné tuny horniny).

další »»