Электрическое обогащение основано на различии электрических свойств минералов. К этим свойствам относятся: электропроводность, диэлектрическая проницаемость, трибоэлектрический эффект (электризация трением), контактный потенциал, пироэлектрический эффект, пьезоэлектрический эффект.
Электрическая сепарация — это процесс разделения минералов с различными электрическими свойствами, в зависимости от которых под действием электрического поля изменяются траектории движения частиц этих минералов.
Сущность процесса электрической сепарации заключается во взаимодействии электрического поля и минеральной частицы, обладающей определенным зарядом. Для этого минеральные частицы заряжают одним из способов, выбираемым в зависимости от их наиболее контрастных электрических свойств и, используя различие в величинах или знаках получаемых зарядов, осуществляют разделение частиц в электрическом поле.
Применяются следующие способы зарядки частиц сепарируемых материалов: ионизация в электрическом поле коронного разряда; ионизация при помощи излучения; электризация трением; индуцирование зарядов; контакт с заряженным электродом; нагрев.
Часто применяются также различные комбинации указанных способов зарядки (например, электризация трением и нагрев, ионизация и контакт с заряженным электродом).
При электрической сепарации используются главным образом различия минералов в электропроводности, диэлектрической проницаемости, электризации трением и адгезии (прилипании).
Электрическая сепарация применяется для обогащения зернистых сыпучих материалов крупностью от 3 до 0,05 мм, переработка которых другими методами малоэффективна (компоненты близки по плотности, магнитным или физико-химическим свойствам) или невыгодна с экономической точки зрения.
Наряду с электрическим обогащением применяется также электрическая классификация материала по крупности, которая в ряде случаев является более эффективным процессом по сравнению с чисто гравитационными и центробежными методами классификации (например, классификация слюды, асбеста).
Электрическое поле представляет собой пространство, в котором проявляется действие электрических сил на заряженные тела, причем величина этих сил не зависит от скорости движения заряженных тел. Линии, вдоль которых перемещаются тела в электрическом поле, называются электрическими силовыми линиями.
Плотность потока силовых линий характеризует напряженность электрического поля. Напряженностью Е электрического поля в точке называется величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный заряд, помещенный в данную точку поля, к этому заряду, т. е.
Е = F/Q (15)
где Е — напряженность электрического поля; F — сила, действующая на заряд; Q — величина заряда.
В системе СИ напряженность измеряется либо в ньютонах на кулон (Н/Кл), либо в вольтах на метр (В/м).
Широко применяются также единицы вольт на сантиметр (В/см) и киловольт на сантиметр (кВ/см).
Между параллельными
плоскими полюсами-электродами (рис. 18, д) силовые линии параллельны и поле
называется однородным. При точечных уединенных полюсах (рис. 18, а, б) силовые
линии расходятся по радиусам, а так как площади сферических поверхностей
увеличиваются пропорционально квадрату радиуса, то число силовых линий,
приходящихся на единицу поверхности, уменьшается пропорционально квадрату
расстояния от полюса.
В этом случае электрическое поле называется неоднородным. Неоднородность поля характеризуется градиентом изменения напряженности
gradE= dE/dx (16)
где grad E — градиент напряженности электрического поля; dE — изменение напряженности в направлении х на отрезке, равном dx.
Единицей градиента напряженности поля в системе СИ служит вольт на квадратный метр (В/м2).
Величина напряженности поля зависит от диэлектрической проницаемости среды, в которой находится поле, температуры и многих других факторов. Для электрической сепарации используются поля с напряженностью около 6 • 105 В/м при напряжении на электродах U =20—70 кВ.
Заряд частицы, который она получает в электрическом поле, равен произведению силы тока на время, в течение которого шел ток, т. е.
Q = I t (17)
где Q — электрический заряд, переносимый через поперечное сечение частицы за время t при силе тока I. Единицей электрического заряда в системе СИ является кулон (Кл).
Заряд частиц характеризуется поверхностной и объемной плотностью.
Поверхностной плотностью δ заряда называется величина, равная отношению заряда, находящегося на элементе поверхности частицы, к площади этой поверхности, т. е.
δ=dQ/ds (18)
где dQ — заряд, находящийся на элементарной площадке ds.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.