Общие сведения об электрической сепарации минералов. Электрическое поле и его свойства. Электрические свойства руд и минералов, страница 5

Поляризация — это упорядоченное изменение расположения связанных зарядов в диэлектрике, вызванное электрическим полем. Это изменение расположения проявляется в том, что отрицательные связанные заряды в диэлектрике переместятся в направлении более высокого потенциала, а положительные связанные заряды переместятся в сторону более низкого потенциала.

Поляризуемость диэлектрика характеризуется диэлектрической проницаемостью ε, которая показывает, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в данном диэлектрике меньше, чем в вакууме.

Предположим, что два противоположно заряженных шарика взаимодействуют друг с другом в вакууме. Поместим эти же шарики в диэлектрическую жидкость, например в керосин, диэлектрическая проницаемость которого равна двум. Сила взаимодействия между шариками уменьшится приблизительно вдвое. Это уменьшение силы взаимодействия вызвано поляризацией керосина: у поверхности положительно заряженного шарика сосредоточиваются отрицательные заряды молекулярных диполей керосина, а около отрицательно заряженного шарика — положительные заряды. Уменьшение силы взаимодействия заряженных тел в среде и учитывается в законе Кулона введением диэлектрической проницаемости среды.

Таким образом, диэлектрическая проницаемость является важной физической константой неэлектропроводных веществ.

Величина поляризации диэлектрика пропорциональна напряженности электрического поля Е:

Р = kE                   (26)

где Р — интенсивность поляризации (поляризованность); k — коэффициент пропорциональности или диэлектрическая восприимчивость.

Приближенно можно считать, что чем лучше тело проводит электрический ток, тем больше его диэлектрическая проницаемость. Диэлектрическая проницаемость в значительной степени зависит от влажности минералов (увеличивается пропорционально) и от наличия примесей.

2.4 Способы зарядки минеральных частиц

Для большинства применяемых в обогащении методов электрической сепарации важное значение имеет зарядка, или поляризация, минеральных частиц.

Зарядка ионизацией. Наибольшее распространение получил способ зарядки минеральных частиц в поле коронного разряда. Напомним, что коронный разряд является разновидностью электрического разряда в газах. Если подключить к источникику тока два электрода, разделенные газовым (воздушным) промежутком, то при достаточной мощности источника тока между электродами можно получить, коронный, искровой разряды или электрическую дугу. Несмотря на то, что любой газ является идеальным диэлектриком, между электродами появляется электрический ток. Причина этого явления заключается в ионизации газа (воздуха), находящегося в промежутке между электродами, в результате чего в газе появляются носители электрических зарядов (положительно или отрицательно заряженные ионы и электроны).

Сущность ионизации состоит в отщеплении электронов от нейтральной молекулы и в присоединении некоторой части свободных электронов к нейтральным молекулам и атомам. В результате молекулы, потерявшие один или несколько валентных (периферийных) электронов, становятся положительными ионами, а молекулы, присоединившие один или несколько электронов, превращаются в электроотрицательные ионы. Таким образом, носителями электрических зарядов в ионизированном газе являются как свободные электроны, так и электроположительные и электроотрицательные ионы.

Ионизация газа может быть вызвана разнообразными явлениями, при которых молекулам газа сообщается энергия, достаточная для отрыва электронов.

Различают две разновидности ионизации газа между электродами:

1. Ионизация газа возникает вследствие действия на него различных ионизаторов, например рентгеновских лучей, радиоактивных веществ, температуры. Для этого вида ионизации характерным является то, что с прекращением действия ионизатора начинается обратный процесс, т. е. рекомбинация (воссоединение) ионов и электронов в нейтральные молекулы, и прохождение тока через газ прекращается. Это несамостоятельный газовый разряд.