Н. Ф. Олофинский считает, что при соприкосновении двух частиц сцепление их вызывается как силами молекулярного взаимодействия, так и электрическими силами. Если соприкасаются разнородные материалы, то на поверхности их раздела возникает трибоэлектричество (электризация трением)—двойной электрический слой, образованный ионами противоположных знаков. При разрыве контакта на одной поверхности останься положительные, а на другой отрицательные заряды. Заряды могут возникать также и при соприкосновении одинаковых материалов, например, при быстром отрыве пылевидных частиц от пластины, изготовленной из того же материала.
Пондеромоторная сила проявляется только в неоднородном электрическом поле, причем ее величина зависит от характера среды. В воздухе она весьма мала, например, по сравнению с силой зеркального отображения. Однако в жидкости с высокой диэлектрической проницаемостью пондеромоторная сила достигает больших значений. Пондеромоторная сила, действующая на частицу, не зависит от направления напряженности поля, так как с изменением его меняется и направление поляризации. Поэтому разделение минералов возможно при переменной полярности электрического поля.
Величина пондеромоторной силы, действующей на частицу шарообразной формы, определяется из уравнения:
(23)
где Fп — пондеромоторная сила; ε1 — диэлектрическая проницаемость среды; ε2 — диэлектрическая проницаемость частицы; а — радиус частицы; Е — напряженность электрического поля; dE/dx — градиент изменения напряженности электрического поля.
Частицы со значением ε2< ε1 будут выталкиваться пондеромоторной силой в направлении уменьшения напряженности поля, а частицы со значением ε2> ε1 будут втягиваться в области наибольшей напряженности. Пондеромоторная сила может существенно влиять на траекторию частиц, проходящих вблизи заряженного электрода, а также на поведение частиц в жидких диэлектриках (например, смесь нитробензола с керосином).
При электрическом обогащении используются присущие минеральным частицам электрические свойства. В отдельных случаях эти свойства частиц могут усиливаться или ослабляться посредством специальной обработки (например, при помощи нанесения на поверхность частиц реагентов).
При электрической сепарации используются главным образом различия минеральных частиц в электропроводности, диэлектрической проницаемости, электризации трением и адгезии. Другие электрические свойства частиц и соответственно основанные на них методы электрической сепарации используются значительно реже.
По электропроводности минералы делятся на три группы:
1) проводники с удельной электропроводностью 102 – 103 См/м;
2) полупроводники с удельной электропроводностью 10 – 10-8 См/м;
3) непроводники (диэлектрики) с удельной электропроводностью <10-8 См/м.
Минералы каждой из этих групп характеризуются определенной величиной удельного сопротивления. К проводникам относятся минералы, обладающие удельным сопротивлением менее 109 Ом·м, к непроводникам — более 1012 Ом·м.
В соответствии с “зонной теорией” электропроводность твердых тел зависит от строения атома. В любом твердом теле (как в проводнике, так и в непроводнике) имеются электроны, заполняющие все низшие энергетические уровни атома. Такие электроны называют электронами заполненной зоны, они не участвуют в электропроводности. В явлении электропроводности могут участвовать только те электроны, которые находятся на верхних энергетических уровнях, причем в такой зоне, где над уровнями, заполненными электронами, расположены уровни, не заполненные электронами. Электроны, которые обеспечивают проводимость твердого тела, называют электронами зоны проводимости.
Величина электропроводности складывается из объемной и поверхностной составляющих.
К числу минералов-проводников относятся титаномагнетит, ильменит, рутил, пирит и др.
К минералам-непроводникам относятся циркон, кварц, турмалин и др. Существенная электронная проводимость у диэлектриков обнаруживается только при очень высоких температурах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.