Общие сведения об электрической сепарации минералов. Электрическое поле и его свойства. Электрические свойства руд и минералов, страница 6

2. Ионизация газа возникает вследствие достаточно высокой разности потенциалов на электродах, и начавшийся разряд сам создает необходимые для его поддержания ионы. В этом случае ток не прекращается при прекращении действия ионизатора, и такой разряд называют самостоятельным газовым разрядом.

В практике электрической сепарации применяют только самостоятельную ионизацию.

К самостоятельным газовым разрядам относится и коронный электрический разряд.

Коронный разряд можно назвать неполным пробоем газа между электродами, который в отличие от полного пробоя газа при искровом разряде возникает в небольшой области вблизи тонкого или заостренного электрода. Если на два электрода, один из которых имеет малый радиус кривизны (проволока, острие и т. п.), а другой выполнен в виде плоскости или пустотелого цилиндра, наложить некоторую разность потенциалов, то напряженность поля у первого электрода будет значительно выше, чем в остальном межэлектродном пространстве. При достаточно высокой разности потенциалов вблизи тонкого электрода начнется ионизация газа (воздуха). При этом воздух благодаря появлению носителей электрических зарядов, двигающихся в соответствующих направлениях вдоль силовых линий электрического поля, частично теряет свои изолирующие свойства, и между электродами проходит электрический ток. Вблизи тонкого электрода наблюдается фиолетово-голубое свечение газа и слышится характерное шипение, что свидетельствует о появлении коронного разряда (короны).

Электрод, вблизи которого возникает свечение газа, называется коронирующим электродом, а светящаяся область, прилегающая к коронирующему электроду, коронирующим слоем (чехол короны).

Перемещение газа в сторону заземленного электрода называют “электрическим ветром”. Электрический ветер выравнивает концентрацию ионов в межэлектродном пространстве, способствуя тем самым лучшей зарядке частиц.

Явлением трибоэлектризации минеральных частиц объясняется различное их поведение в электростатическом поле. В 1936 г. Джонсоном экспериментально было установлено, что одни минеральные частицы в электростатическом поле всегда отклоняются в сторону положительно заряженного электрода, другие — в сторону отрицательно заряженного электрода, а часть минералов не реагирует на перемену полярности электродов. Первые минералы были названы обратимыми положительно (ОП), вторые — обратимыми отрицательно (ОО) и третьи — необратимыми. Н. Ф. Олофинский объяснил это явление тем, что первые и вторые минералы имеют знаки трибо-злектрического заряда, обратные знаку электродов, к которым они отклоняются, а не отклоняющиеся частицы не имеют или имеют весьма малые заряды трения.

Электризацию минеральных частиц можно произвести также методом их контакта с заряженным электродом. При соприкосновении частиц различной электропроводности с заряженным электродом они получают разные по величине заряды. Минералы с относительно высокой электропроводностью через некоторое время приобретают одноименный с электродом заряд и отталкиваются от него, в то время как частицы диэлектриков остаются притянутыми к электроду. Различное поведение проводников и диэлектриков на заряженной поверхности широко используется для их разделения в электрическом поле.

Все остальные методы зарядки частиц в практике электрического обогащения имеют незначительное распространение.

Установлено, что небольшое число минералов (точнее, их кристаллов) обладают свойством электризоваться при изменении температуры. Это явление носит название пироэлектрического эффекта. Если, например, нагревать кристалл турмалина, то на его концах появятся разноименные электрические заряды. Таким же свойством обладают борацит, кварц и некоторые другие минералы. Подвергая такие минералы нагреву, можно увеличить разницу в зарядах разделяемых минералов и вести процесс электрической сепарации с большей эффективностью.

С этой же целью иногда применяется облучение минеральных частиц радиоактивными изотопами которое вызывает у ряда полупроводников появление электрического заряда и, кроме того, интенсифицирует зарядку частиц в поле коронного разряда, существенно снижая критическое напряжение короны.