Трибоэлектрлі сепарация.

Трибоэлектрлі сепарация трибоэлектрлі эффекті пайдалануға негізделген және төмен электр өткізгіштілікті минералдар мен диэлектрлі және жартылай өткізгішті құрамы бар заттардың бөлінуіне байланысты қолданылады.

Электризация үйкелісінің пайда болуына электр зарядтарын тасымалдаушылардың бір контактілі денелердің екінші біреуіне өтуі әсер етеді. Заряд тасымалдаушылардың өту бағыты контрактілі бөлшек электрондарының шығу шамасынмен анықталады. Электрондардың шығу жұмысының жоғары шамасы кезінде денелер теріс зарядталады, ал төмен шамада – электрондар жоғалады және денелер оң зарядталады.

Сепарация кезінде бөлшектер электризациясы әдістерді.

Тәжірибеде бөлшектер электризациясы үйкеліспен екі әдіс арқылы жүзеге асады:

• Транспорттаушы лоток немесе электризатор рөлін атқаратын еңкіш жазықтық бетімен барлық бөлшектердің көп жақындасу. Контактілі электризация әдісі электр бетін селективті зарядты таңдау жолымен қамтамасыз етеді.

• Айналмалы барабанда араластыру кезінде өз араларында минералдар мен бөлшектердің байланысы. Әдіс жоғары өнімділікті қамтамасыз етеді, бірақ бөлшектерді зарядтау процесін реттейтін мүмкіндіктен тұрады. Трибоэлектр сепарациясына материалдарды дайындау кезінде минералдардың электр құрамын өзгерту үшін мыналар қолданылады:

• Сепарацияға материалдарды дайындаудың негізгі әдісі болатын термиялық өңдеу. Сепарация алдында материалды бөлінетін минералдың әрбір жұбы үшін қыздырудың оптимальды температурасын есепке алғанда әдетте 50-300 С дейін қыздырады;

• Электр зарядын тасымалдаушылардың концентрациясының тез өзгеруімен болатын минерал бетіне олардың бекітілуімен болатын реагенттермен өңдеу. Селективті физикалық сорбция немесе реагенттердің хемосорбциясы арқылы бір минералда тек қана шаманың өзгеруін ғана емес, контакті электризация кезінде пайда болатын заряд белгісін алуға болады;

• Минералдар өткізгіштілігі аумағындағы заряд тасушылардың концентрациясының ұлғаюы мен примесь деңгейінің активизациясын туғызатын радиационды әсер етеді. Мысалға, инфра-қызыл сәулемен сәулелену кезінде (толқын ұзындығы 10~6-дан 1,5-10~2 м-ге дейін және интенсивтілігі 0,7-0,9 В/см ) силикатты минералдардың контактілі заряды бірнеше есе ұлғаяды.

Сепараторлар және олардың жұмыс істеу принциптері.

Трибоэлектрлі сепарация тұрақты померлы, бір біртекті және біртекті емес болатын электр өрісінде ауада жүзеге асады. Негізінен барабанды, лотокты, камреалы және құбыр типті көпкасквадты сепаратор қолданылады. Заряд құрылғысы әдетте сепараторлайтын облыстан бөлек болып келеді.

Барабан типті сепараторларда (СЭП-1, СЭП-2, СЭС-2000 С, «Джонсон», ЭСК-2000) (7.4-сурет, а) бөліну металды жерге тартқыш электрод 1 пен жоғары кернеу (15-50 кВ) берілетін цилиндрлі айналмалы электрод 2 (немесе параллельді доға түріндегі) арасында туындайтын кернеулігі 2-4 кВ/см болатын тұрақты померлы біртекті емес электростатикалық өрісте өтеді.

Кернеу полярлығы және электрод материалы (мыс, латунь, тотықпайтын болат) электризация кезіндегі минералдың қабылданған заряд белгісі мен барабан мен бөлшек арасында өтетін байланыстың сипаты есебіне дайланысты анықталады. Барабан диаметрі 150-300 мм, ұзындығы 1000-2000 м, айналу жиілігі 40-400 айн/мин болған кезде сепаратор өнімділігі бастапқы қоректендіруі бойынша іршігі 3 мм-ге дейін болған кезде 4-12 т/сағ-ты құрайды. Сепараторлар дала шпаты мен кварцты бөлу кезінде фосфоритті, галургинді шикізатты, вермикулитті және басқа материалдарды байыту кезінде қолданылады.

Лоток типті үш секионды, екі каскадты сепараторда СТЭ (7.4-сурет, б) материал жырық типті қоректендіргіштен 1 екі жерге тартқыш латунды жазықтыққа 2 және 3 түседі. Жазықтық бойынша бөлінетін минерал дәндерінің қозғалысы жазықтық пен өз арасындағы үйкеліс есебінен электрленедеі, және кернеулігі 3,5-4,5 кВ/см болатын электростатикалық өріске түседі, ол статикалық электродтармен 4 және 5 туындайды, біреуі жерге тартылған, екіншісі тоқтың жоғары вольтті көздеріне қосылған.

7.4-сурет «Джонсон» (а) және СТЭ (б) көп каскадты трибоэлектрлі сепаратор сызбалары.

Электрод аралық орынға бөлшектердің кедергісіз құлауы кезінде қозғалыс тракекториясы қалдық зарядтың белгілері мен шамасына, зарядталған электродтағы кернеуге (20 кВ жететін), өріс кернеулігінің градиентіне, сонымен қатар бөлшек іршігі мен тығыздығына байланысты болады. Іршігі -0,3+0,074 болатын материалды байыту кезінде сепаратор өнімділігі 6 т/сағ-ты құрайды.

Бос құлайтын құбырлы сепараторлар, (7.5-сурет, а) мысалға, калийлі өндірісте ФРГ қолданылатын, жоғары 2 және төменгі 6 шарнирлі бекіткіші бар әртүрлі атты зарядталған қатарыбар вертикальды құбырдан тұрады және тартқыш 3 әсерінен өз өсінде қозғалады. Жабысқан шаңдардан олар қозғалмайтын щетка 5 көмегімен тазаланады сепаратордың электр өрісінің максимальды кернеуі 4-5 кВ/ау құрайды.

Әртүрлі зарядты бөлінетін минералдар (галит және сильвин) бункерден 1 жұмыс аумағына түседі бос құлау арқасында қабылдағышқа 7 барады. Алынатын өнім сапасы шибермен 8 реттеледі.

Сепараторлар жоғары өнімділігімен (20-30 т/(сағ м)) сипаратталады, бірақта бөлменің үлкен біктікті (10 м-ден көп) болуын талап етеді және алынатын көлемі бірлігіне келетін өнімділігі бойынша барабанды сепаратордан арта қалған.

7.5 сурет. Сепараторлар сызбалары:

а) трибоэлектрлі құбырлы кедергісіз құлайтын;

б) пневмоэлектрлі.