Гравитационное обогащение полезных ископаемых – это методы отделения полезных минералов от пустой породы по различию их плотности. Гравитационное обогащение – древнейший метод обогащения полезных ископаемых, применявшийся за 2 тыс. лет до н. э. при разработке оловянных и золотых россыпей на Южном Урале и Алтае. В 14-15 вв. были созданы аппараты для гравитационного обогащения., явившиеся прототипом современных (например, золото-промывательные машины К. Фролова). Одно из первых научных обоснований гравитационного обогащения дано М. В. Ломоносовым.
Наиболее широкое распространение гравитационное обогащение получило в конце 19-го и начале 20-го вв., когда добыча полезных ископаемых резко возросла. Гравитационное обогащение. не теряет своей актуальности и сегодня, что связано с его принципиальными преимуществами – дешевизной и возможностью разделять разными методами частицы минералов широкого диапазона крупности (от 0,1 и до 300 мм).
Гравитационное обогащение осуществляется в водной и воздушной средах. В водной среде разделение происходит более четко, что связано с большей плотностью воды. При гравитационном обогащении обычно используется сила земного притяжения, откуда и название метода; одновременно с силой тяжести в некоторых случаях используется центробежная и электромагнитная силы.
Теория гравитационного обогащения основана на определении относительных скоростей перемещения частиц, отличающихся плотностью и размерами, в среде различной плотности. Впервые теория гравитационного обогащения была развита П. Риттингером (1867). Существенное развитие теория гравитационного обогащения. получила в работах Г. Я. Дорошенко (1876), С. Г. Войслава (1884), В. А. Гуськова (1908), Р. Ричардса (1908), Т. Финкея (1940) и, особенно, П. В. Лященко (1940). Вначале были разработаны методы определения скорости падения одиночных частиц. При достаточно большой разнице скоростей происходит разделение: частицы большей плотности располагаются внизу, а меньшей – в верхней части слоя. При таком подходе для разделения частиц по плотности необходимо, чтобы частицы имели относительно близкие размеры (иначе очень крупное зерно малой плотности будет падать с такой же скоростью, как небольшое зерно большей, и разделения не произойдет). Однако на практике этот принцип не выдерживался, а разделение происходило. Расхождение между теорией и практикой пытались устранить введением понятия о т. н. стесненных условиях движения частиц, при которых они перемещаются группой. Но при этом очень трудно учесть закономерности взаимного трения и перемещения частиц. Пытались также рассматривать процесс гравитационного обогащения как разделение крупных частиц в плотной взвеси частиц более мелких. Современная теория развита в 60-е гг. советскими учёными Э. Э. Рафалес-Ламарка, Н. Н. Виноградовым и др. Основное внимание уделяется анализу расслоения как массовому статистическому процессу и свойствам взвесей, находящихся в статистически неустойчивом состоянии
Разновидностями гравитационного обогащения являются отсадка, обогащение в тяжелых суспензиях, концентрация на столах и шлюзах, обогащение в гидроциклонах, желобах и др.
Лит.: Лященко П. В., Гравитационные методы обогащения, 2 изд., М. – Л., 1940.