2.3 Виды электрической сепарации
2.3.1 Электрическая сепарация по электропроводности
В основе сепарации минералов лежит различие в электропроводности разделяемых минералов. Чем выше контрастность этих свойств, тем эффективнее проходит процесс обогащения. Данный вид сепарации позволяет легко разделять проводники от полупроводников и непроводников. Труднее происходит разделение минералов групп ПП от НП. Практически невозможно разделить минералы, относящиеся к одной группе, если использовать естественное различие электропроводности частиц.
Существуют следующие разновидности электрической сепарации по электропроводности (рис. 2.4):
электростатическая (схема "а");
коронная (схема "б");
коронно-электростатическая (схема "в").
Электростатическая сепарация, на примере барабанного сепаратора (рис.2.4,а), включает зарядку частиц касанием об вращающийся электрод (барабан). Проводники, получив заряд от барабана, отталкиваются от него, чему способствует центробежная сила и отклоняющий электрод (4), имеющий потенциал противоположного знака, и собираются в проводниковом отделении. Непроводники, поляризуясь, притягиваются к барабану и разгружаются значительно позже по пути вращения барабана, этому способствует и сила тяжести частиц. Промежуточную траекторию движения получают полупроводники. Данный вид сепарации в чистом виде применяется редко.
Коронная сепарация (схема б) основана зарядке частиц в высоковольтном поле коронного разряда, образующегося между коронирующим и осадительным электродами. Здесь все частицы получают отрицательный заряд за счет осевших на их поверхность ионов воздуха. Проводниковая фракция быстро отдает его барабану, перезаряжается и отталкивается от него. Непроводники не могут с такой же скоростью отдать свои заряды, они притягиваются к барабану и разгружаются с его поверхности вращающейся щеткой (5).
Коронно-электростатическая сепарация (схема в), наиболее широко применяемая в промышленности, включает принципы электростатической и коронной сепарации.
Следует обратить внимание, что чаще используется "отрицательная" корона, это обеспечивается подачей высокого отрицательно напряжения (30 – 50 кВ) на коронирующий электрод (и на отклоняющий), на заземленный барабан в этом случае подается положительный потенциал от высоковольтного выпрямителя.
2.3.2 Трибоэлектрическая сепарация
В основе сепарации лежит зарядка частиц с помощью трибоэлектрического эффекта (см. раздел 2.2.3). Вариант реализации данного способа сепарации показан на рис. 2.5.
По этой схеме зарядка частиц осуществляется во вращающемся барабане (1). Остальные элементы схемы соответствуют электростатическому сепаратору (рис. 2.4,а).
Рассмотренный вид сепарации применяется для разделения минералов, имеющих близкие по значению электропроводности, и относящиеся, как правило, к группам ПП или НП.
Для сепарации тонких классов минералов указанных групп применяют разновидность данного вида – трибоадгезионную сепарацию.
Диэлектрическая сепарация
Способ основан на различии диэлектрической проницаемости разделяемых минералов. Сущность метода базируется на известной закономерности. Она заключается в том, что в неоднородном электрическом поле в среде с диэлектрической проницаемостью εс частицы с диэлектрической проницаемостью ε1 > εс втягиваются в область большей напряженности поля, а частицы с проницаемостью ε2 < εс выталкиваются в область с меньшей напряженностью поля.
Принцип данной сепарации иллюстрируется на рис. 2.6.
Для реализации схемы необходима специальная среда с заданной диэлектрической проницаемостью εс. Это – жидкости, как правило, искусственные смеси углеводородов, которые необходимо регенерировать. Все это усложняет технологию, в связи с чем, применение данного вида сепарации ограничено.
