Чистая руда почти никогда не встречается в природе. Почти всегда полезное ископаемое перемешано с «пустой», ненужной горной породой. Процесс отделения пустой породы от полезного ископаемого называют обогащением руды.
Одним из способов обогащения руды, основанном на явлении смачивания, является флотация. Сущность флотации состоит в следующем. Раздробленная в мелкий порошок руда взбалтывается в воде. Туда же добавляется небольшое количество вещества, обладающего способностью смачивать одну из подлежащих разделению частей, например крупицы полезного ископаемого, и не смачивать другую часть – крупицы пустой породы. Кроме того, добавляемое вещество не должно растворяться в воде. При этом вода не будет смачивать поверхность крупицы руды, покрытую слоем добавки. Обычно применяют какое-нибудь масло. В результате перемешивания крупицы полезного ископаемого обволакиваются тонкой плёнкой масла, а крупицы пустой породы остаются свободными.
В получившуюся смесь очень мелкими порциями вдувают воздух. Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. Это происходит потому, что тонкая плёнка воды между пузырьками воздуха и не смачиваемой ею поверхностью крупицы стремится уменьшить свою площадь, подобно капле воды на промасленной бумаге, и обнажает поверхность крупицы.
Крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх, а крупицы пустой породы опускаются вниз. Таким образом, происходит более или менее полное отделение пустой породы и получается концентрат, богатый полезной рудой.
Вопросы и задания к тексту
1. Что такое флотация?
1) способ обогащения руды, в основе которого лежит явление плавания тел
2) плавание тел в жидкости
3) способ обогащения руды, в основе которого лежат явления смачивания и плавания
4) способ получения полезных ископаемых
Цитата из текста: «Одним из способов обогащения руды, основанном на явлении смачивания, является флотация. … Пузырьки воздуха, пришедшие в соприкосновение с крупицей полезной породы, покрытой слоем масла и потому не смачиваемой водой, прилипают к ней. …Крупицы полезной руды с пузырьками воздуха поднимаются вверх, а крупицы пустой породы опускаются вниз.» Ответ: 3
2. Почему крупицы полезной руды поднимаются вверх из смеси воды и руды?
1) на крупицы действует выталкивающая сила, меньшая, чем сила тяжести, действующая на крупицы
2) на прилипшие к ним пузырьки действует выталкивающая сила, меньшая, чем сила тяжести, действующая на крупицы
3) на крупицы и прилипшие к ним пузырьки действует выталкивающая сила, бóльшая, чем сила тяжести, действующая на крупицы
4) на них действует сила поверхностного натяжения слоя воды между масляной плёнкой и пузырьком воздуха
Если сила Архимеда больше, чем сила тяжести, действующая на тело, то оно всплывает. Ответ: 3
3. Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.
Ответ: можно. Пояснение: необходимо подобрать такую жидкость, которая смачивает пустую породу, но не смачивает крупинки руды и не растворяется в воде. Тогда пузырьки воздуха будут прилипать к крупицам пустой породы и вместе с ними подниматься вверх.