Общие сведения об электрической сепарации минералов. Электрическое поле и его свойства. Электрические свойства руд и минералов, страница 9

Для обогащения полезных ископаемых, представляющих собой смесь минералов диэлектриков и полупроводников (фосфоритовые, серные и другие руды), применяются трибоэлектростатические камерные сепараторы. Разделение минеральных частиц в этих сепараторах осуществляется с использованием разницы в их зарядах, получаемых в результате предварительной электризации трением. Сепаратор (рис. 22) состоит из загрузочной воронки 1, лотка 2, двух пластинчатых электродов 3 и приемников 4.

Минеральные частицы, перемещаясь по лотку 2, приобретают определенные заряды трения и, попадая затем в электростатическое поле, создаваемое между электродами, отклоняются в соответствующие стороны в зависимости от величины и знака заряда. Перегородки приемного устройства рассекают продукты разделения.

Широкое распространение в практике обогащения полезных ископаемых получили барабанные электрические сепараторы (рис 23), в которых используются одновременно поле коронного разряда электростатическое поле. Такие сепараторы называются коронно-электростатическими. Реже применяются сепараторы, разделение минеральных частиц в которых осуществляется в поле чисто коронного разряда.

В верхней зоне коронного сепаратора (рис. 23, а) частицы и проводников и диэлектриков приобретают одноименные заряды за счет бомбардировки ионами от коронирующего электрода – 5. В средней зоне, когда частицы уходят из зоны попадания ионов происходит их разрядка. Причем частицы проводников быстро отдают свой заряд и даже успевают перезарядится одноименным с барабаном зарядом. Диэлектрики фактически не разряжаются. Поэтому частицы проводников отталкиваются от барабана и попадают в приемник проводников. Диэлектрики за счет остаточного заряда удерживаются на барабане и снимаются с него при помощи очищающего устройства – 6.

Коронно-электростатический сепаратор (рис. 23 б) отличается от коронного дополнительным цилиндрическим электродом – 3, на который подается такое же напряжение, как и на коронирующий электрод. (Радиус кривизны цилиндрического электрода значительно больше, чем коронирующего, но меньше радиуса рабочего барабана-электрода). Цилиндрический электрод способствует более раннему отрыву проводящих частиц и позволяет «растянуть» проводники – диэлектрики на большее расстояние по горизонтали.

Также используют каскадные барабанные коронно-электростатические сепараторы. Верхний каскад предназначен для основной операции разделения, нижние — для перечистных или контрольных операций.

Метод трибоадгезионной сепарации, разработанный И. Н. Плаксиным и Н. Ф. Олофинским, основан на использовании эффекта прилипания тонкодисперсных частиц (менее 0,03 мм) к различным твердым поверхностям за счет молекулярных сил сцепления (адгезии) и электростатических сил. Последние являются следствием наличия у частиц трибозарядов, которые они приобретают в результате трения друг о друга и о детали сепаратора. В качестве механических сил при разделении используются центробежная сила и сила тяжести.

На рис. 24 показана схема трехсекционного трибоадгезионногосепаратор. Сепаратор состоит из загрузочного бункера 1 с направляющим лотком 2, трех барабанов, внутрь которых вмонтированы электронагревательные элементы 5, щеточных устройств 4, приемника 6 для удерживаемой фракции, приемников 7 и 8 для отрывающейся фракции, отсекателей 9. Все детали сепаратора заземляются. Исходный материал из бункера по лотку поступает на верхний вращающийся барабан. Тонкодисперсные частицы прилипают к его поверхности и выносятся в приемник для удерживаемой фракции. Более крупные частицы, силы сцепления которых недостаточны для удерживания на поверхности барабана, сбрасываются центробежной силой в приемник для отрывающейся фракции. Часть промпродукта направляется на нижние барабаны для повторных операций разделения.

На процесс трибоадгезионной сепарации оказывают влияние материал поверхностей барабана и питающих лотков, диаметр и скорость вращения барабана, температура сепарируемого материала и производительность сепаратора.