3.8.2. Электрические сепараторы

Электрические сепараторы классифицируются в зависимости от вида электрического поля, способа сообщения заряда частицам и характеру движения материала через электрическое поле. В настоящее время в практике обогащения применяются :

- электростатические сепараторы;

- коронно – электрические сепараторы;

- коронно- электростатические сепараторы.

По виду электрода сепараторы разделяются на барабанные и пластинчатые.

Электрические барабанные сепараторы с электростатическим полем отличаются простотой конструкции. Каскадный сепаратор, схема которого представлена на рис. 130, состоит из шестнадцати пар электродов.

Нижние электроды 1 имеют гладкую поверхность, диаметр 75 и длину 2400 мм, верхние неподвижные электроды 2 представляют собой стержни диаметром 5…6 мм. Нижние электроды заземляются, а на верхние подается высокое напряжение. Частицы- проводники, отталкиваясь от гладких электродов, проходят через жалюзи противоположного электрода и выводятся в приемник для концентрата. Частицы минералов- диэлектриков, прилипают к поверхности барабанов и счищаются с него щеткой в отделение для непроводников ( хвостов). Процесс сепарации регулируется величиной подаваемого напряжения и расстоянием между электродами.

Рис. 130. Каскадный электростатический

сепаратор

В коронно-электрических сепараторах или просто в коронных сепараторах ( рис. 131) вращающийся электрический барабан 1 заземляется и служит осадительным электродом. На некотором расстоянии от него располагается коронирующий электрод 2, состоящий из одной или нескольких тонких проволок 3, укрепленных на изоляторах Над осадительным барабаном установлен бункер-питатель 4, а под барабаном – приемный бункер 5, состоящий из трех отделений. Для очистки поверхности барабана от прилипших частиц устанавливается резиновая щетка 6.

Минеральная смесь из бункера-питателя поступает на вращающийся осадительный электрод, а снего в поле коронного разряда.

Рис. 131. Схема электрического коронного сепаратора

На минеральных частицах адсорбируются заряженные ионы воздуха. Минерал-проводник при соприкосновении с поверхностью осадительного барабана-электрода быстро разряжаются, заряжаются положительно и отталкиваются от плверхности осадительного барабана, попадая в отделение приемного бункера для концентрата Частицы минерала – диэлектрика благодаря оставшемуся на них заряду, притягиваются к барабаны и удерживаются на его поверхности, откуда снимаются щетков в отделение для непроводников. Минералы- полупроводники или сростки минералов разгружаются в промпродуктовое отделение.

В барабанных коронно-электростатических сепараторах ( рис.132) помимо осадительного и коронирующего электрода устанавливаются отклоняющие электроды, которые имеют потенциал, одинаковый с коронирующим электродом и создают дополнительно электростатическое поле.

В таких сепараторах частицы минералов, попадая в поле коронного разряда, приобретают его заряд. Минералы различной проводимости получают заряды различной величины в зависимости от скорости разрядки. Затем частицы минералов попадают в зону действия электростатического поля отклоняющего электрода, и притягиваются к нему, т.к. обладают зарядом того же знака. Электростатическое поле стремится освободить частицу от заряда или передать его осадительному электроду. Передача заряда с частицы-диэлектрика будет происходить очень медленно и заряд частицы не изменится за время ее пребывания в электростатическом поле. Более того, электрические силы этого поля будут прижимать

Рис. 132. Схема коронно-электростатическог

сепаратора.

1 – отклоняющий электрод; 2 – коронирующий

Электрод; 3 – шибер; 4 – бункер; 5 – осадительный

Электрод; 6 – щетка; 7 – делители; 8 – приемникм

частицы к осадительному электроду., что будут способствовать передаче заряда минерала-проводника заземленному электроду, что ускорит его отрыв от поверхности осадительного электрода.

Электростатическое поле оказывает также влияние на полу коронного разряда. Повышение напряженности электростатического поля сокращает зону зарядки минералов и уменьшает ток коронного поля. Поэтому большое значение для процесса сепарации в таком комбинированном поле имеет взаимное расположение электродов. Уменьшение расстояния межу коронным и отклоняющим электродами приводит к уменьшению зоны зарядки.

В настоящее время наиболее широкое распространение в промышленной практике электрической сепарации получили коронно- электростатические сепараторы типа ЭКС и СЭС.

Коронно-электростатический сепаратор ЭКС – 1250, схема которого представлена на рис. 133, имеет два осадительных электрода диаметром 130 мм, устанавливаемых друг под другом.

Рис. 133. Схема коронно-электростатического

сепаратора ЭКС -1250

1 – бункер с электроподогревом; 2 – барабанный питатель; 3 – осадительный электрод; 4 – коронирующий электрод; 5 – отклоняющий электрод; 6 – щетка; 7 – делительные шибера; 8 – перекидные стенки; 9 – проводники; 10 – непроводники; 11 – промпродукт; 12 - приемники

Перед каждым осадительным электродом на расстоянии 40 мм размещается под углом 20…25˚ коронирующий электрод ( нихромовая проволока диаметром 0,3…0,4 мм) и под углом 45…50˚ отклоняющий электрод ( текстолитовый стержень диаметром 25 мм).. В сепараторе выделяется три продукта 6 проводники, промпродукт и диэлектрики. Выход продуктов регулируется шиберами.

Сепаратор ЭКС- 3000 отличается от сепаратора ЭКС – 1250 длиной барабана и отсутствием нижних перечистных парабанов. Коронирующий электрод сепаратора представляет собой цилиндрическую колодку с рядами игл. Отклоняющий электрод выполнен из металлической трубки диаметром 10…12 мм и заключен в эбонитовый или керамический чехол. Техническая характеристика сепараторов типа ЭКС приведена в табл.56.

Таблица 56. Техническая характеристика коронно-электростатических сепараторов

Параметры	Типоразмер сепаратора
	ЭКС - 1250	ЭКС - 3000
Производительность, т/ч	2	5
Рабочая длина осадительного электрода, мм	1250	3000
Число каскадов	2	1
Пределы регулирования рабочей щели питателя, мм	1…10	1…10
Частота вращения, мин-1 барабана питателя осадительного электрода	1,14; 2,9; 5,8 300; 400; 450	6 300; 450; 500
Диаметр, мм осадительного электрода коронирующего электрода барабана питателя	130 0,4 160	160 Игольчатый 160
Рабочее напряжение. кВ	19…20	19…20
Положение коронирующего электрода, град зазор, мм	20…25 40	20…25 40
Положение отклоняющего электрода, град Зазор, мм	45…50 15…18	45…50 15…18
Мощность электродвигателя осадительных электродов, кВт	1,7	1,7
Габаритные размеры, мм длина ширина высота	2540 930 3390	4370 930 1955
Масса, кг	2200	2200

Секционные электрические сепараторы СЭС ( рис. 134 ) собираются из отдельных блоков , представляющих собой самостоятельный рабочий аппарат, состоящий из питающего бункера, направляющего лотка, осадительного, коронирующего и отклоняющего электродов.

Рис.134. Схема электрического сепаратора СЭС-2000

1 – питатель; 2 –коронирующий электрод; 3 –отклоняющий электрод; 4 – заземляющий электрод; 5 – отсекатель; 6 - щетка

Верхние блоки имеют загрузочное устройство с питателем , а нижние – приемные бункера . Такая конструкция позволяет в одном аппарате совмещать несколько обогатительных операций и получать готовые продукты. Техническая характеристика электрических сепараторов СЭС представлена в табл. 57.

Таблица 57. Техническая характеристика электрических сепараторов СЭС

Параметры	Типоразмер
	СЭС - 1000	СЭС - 2000
Производительность, т/ч	5,0	8…8,5
Рабочее напряжение, кВ	8…20	19…20
Температура сепарируемого материала, ˚С	40…45	40…45
Положение коронирующего электрода, угол, град. зазор, мм	30	30
	40	40
Положение отклоняющего электрода, угол, град. зазор, мм	45…50	45…50
	15…18	15…18
Частота вращения, мин-1 осадительного электрода барабана питателя	500 3	500 3
Длина разгрузочной щели, мм	2000	2000
Ширина разгрузочной щели, мм	0…13	0…13

П ластинчатый электростатический сепаратор ПЭСС представляет собой аппарат, состоящий из 88 блоков. В каждом блоке, схема которого представлена на рис.135, имеется верхний пластинчатый заземленный электрод, заряженный отрицательно, отклоняющий клинообразный электрод и заряженный нижний положительный электрод.

Рис.135. Схема секции электрического сепаратора ПЭСС

1 – питатель; 2 – пластинчатый заземленный электрод; 3 – верхний высоковольтный электрод; 4 –нижний высоковольтный электрод; 5 – изолятор; 6 , 7 – приемники продуктов сепарации; 8 - отсекатель

Между электродами движется слой нагретого до 90…100˚С материала , в котором частицы диэлектриков получают отрицательный трибозаряд, а частицы проводников – положительный. При этом минералы- проводники отклоняются к верхнему электроду и направляются в приемник для проводников. Минералы – диэлектрики отклоняются в сторону нижнего электрода и попадают в приемник для диэлектриков. Сепараторы отличаются большой производительностью (16…20 т/ч) и возможностью выполнения в одном аппарате основных и перечистных операций с получением готовых фракций проводников и непроводников. В сепараторе смонтировано 8 секций, которые состоят из 11 блоков. Питание в сепаратор подается четырьмя двухсторонними питателями. Рабочее напряжение в сепараторе составляет 18…20 кВ. Угол наклона плоскости – 37…40˚, зазо между электродом и плоскостью - 24…25 мм.

Трибоэлектростатические сепараторы СТЭ состоят из системы плоскостей, на которых частицы минералов приобретают трибозаряд, статических электродов и отсекателя, который разделяет отсепарированный материал. Исходная минеральная смесь при температуре 90…140^˚С из питателя двумя потоками поступает на плоскости, которые имеют угол наклона 38…40^˚ и называются подготовительными . Перемещаясь самотеком минералы приобретают различные по величине и знаку зарядов, благодаря трению о поверхность плоскостей и друг о друга. Заряженный таким образом материал поступает в электростатическое поле, которое создается заряженными электродами при рабочем напряжении на них 20 кВ. Зазор между электродами и плоскостью составляет 45…65 мм. При свободном падении в межэлектродном пространстве траектория движения минеральных частиц изменяется в зависимости от остаточного заряда, напряжении на заряженном электроде, градиента напряженности поля, а также плотности и крупности частиц. Отклоненная фракция выводится из сепаратора, а остальной материал на вторую, а затем на третью секцию. Производительность сепаратора составляет 6…7 т/ч при крупности исходного материала 0,3…0,074 мм .