10.2. Влияние конструкции и режима электросепарации на технологические показатели.

Вторая группа факторов, влияющих на протекание процесса электросепарации, связана с режимом работы сепаратора и его конструкцией.

Рассмотрим эти факторы.

Напряженность электрического поля можно менять в очень широких пределах. Напряженность электрического поля коронного разряда изменяется путем изменения напряжения, подаваемого на коронирующий электрод, либо путем изменения расстояния между коронирующим электродом и осадительным. Напряженность электрического поля влияет на величину электрического заряда частицы и, следовательно, определяет электрическую силу, действующую на частицы в электрическом поле сепаратора. При увеличении напряженности поля возрастает количество образующихся при коронном разряде ионов. Это приводит к увеличению скорости зарядки частиц и увеличению самого заряда, величины электрической силы, которая определяет скорость движения заряженной частицы к осадительному (заземленному) электроду.

Повышение напряженности электрического поля способствует более сильному притягиванию непроводящих частиц к поверхности заземленного барабана и при прочих равных условиях селективность процесса повышается, т.е. уменьшается выход непроводящих частиц в проводниковую фракцию.

С увеличением крупности частиц минерала необходимо увеличивать напряжение на электродах сепаратора. При разделении материала на барабанном коронном сепараторе экспериментально установлено оптимальное напряжение на коронирующем электроде в зависимости от крупности обогащаемого материала (табл. 10.2.1).

Табл. 10.2.1..

Класс, мм	Напряжение, кВ
0,6-1,2	40-50
0,3-0,6	30-40
0,15-0,3	20-25

На величину напряжения, подаваемого на коронирующий электрод, оказывает влияние содержание проводниковой фракции в разделяемом материале (черновые концентраты и другие продукты обогащения). При значительном содержании проводниковой фракции (свыше 30 %) может наступить пробой между электродами. В связи с этим необходимо либо снижать производительность сепаратора, либо снижать напряжение на коронирующем электроде.

Для сепаратора ПЭСС крайне важен выбор материала зарядной плоскости (заземленного электрода), определяющий знак и величину заряда частиц.

Процесс сепарации хорошо отрегулирован, когда выход промежуточного продукта не превышает 15 – 20 %. Промежуточный продукт, как оборотный, снова направляют в процесс. Зачастую его необходимо доизмельчить.

Степень неравномерности напряженности электрического поля или величина градиента напряженности определяет величину пондеромоторной электростатической силы, которая способствует отрыву и отклонению частиц от поверхности осадительного электрода (барабана). Величина градиента напряженности может изменяться путем введения в межэлектродное пространство сепаратора диэлектриков или проводников.

В коронно - электростатических сепараторах используется, как правило, игольчатый коронирующий электрод. Его использование обеспечивает наибольшую линейную плотность тока короны (по сравнению, например, с проволочным) при одном и том же подаваемом на него напряжении. Линейная плотность тока короны зависит от шага между иглами. Оптимальное значение линейной плотности тока достигается при отношении h/H = 0,2 ÷ 0,6, где Н – разрядное расстояние, h – шаг игл.

Величина напряженности электрического поля и градиента напряженности уменьшается в направлении от коронирующего электрода к осадительному (заземленному барабану или ролику).

Диаметр осадительного электрода оказывает влияние на время пребывания частиц в электрическом поле (коронном и электростатическом), а также на величину центробежной силы. В коронных сепараторах, используемых для разделения дробленых руд и некоторых россыпных материалов, содержащих циркон и рутил, оптимальный размер барабана (осадительного электрода) составляет 300 мм. Для доводки черновых редкометальных концентратов, полученных из россыпей и руд, оптимальный размер диаметра барабана 130 – 150 мм (в сепараторах ЭКС и СЭС, которые работают в условиях скоростного режима, т.е. в условиях быстроходной сепарации).

В трибоэлектрическом пластинчатом сепараторе ПЭСС очень важным фактором является длина зарядной плоскости, т.е. пластинчатого заземленного электрода. При недостаточной длине плоскости трибозаряд частиц не достигнет величины, необходимой для успешного разделения смеси минералов.

Чрезвычайно заметно влияние механических сил на процесс сепарации. В барабанных коронных сепараторах осадительный электрод вращается частотой от 40 до 120 мин^-1, в коронно - электростатических сепараторах барабан (заземленный электрод) вращается с частотой от 200 до 500 мин^-1. При вращении осадительного электрода возникает центробежная сила, которая действует на частицы, подвергаемые сепарации. В первом случае центробежная сила составляет только 40 % от силы тяжести, а во втором превосходит ее в 16 раз. Естественно, что это влияет на крупность обогащаемого материала, т.к. величина центробежной силы, как известно, пропорциональна третьей степени размера частицы. С другой стороны, величина центробежной силы пропорциональна квадрату окружной скорости вращения барабана. Центробежная сила отрывает частицы материала от барабана, и чем крупнее материал, тем медленнее должен вращаться осадительный электрод. Аналогичная закономерность наблюдается и при изменении плотности разделяемых материалов.

В трибоэлектрическом пластинчатом сепараторе ПЭСС аналогичным фактором является угол наклона зарядной плоскости, определяющий скорость прохождения минеральных частиц.

Положением делительных плоскостей (шиберов) регулируется выход продуктов сепарации, а, следовательно, и их качество.

Таким образом, работу электрических сепараторов регулируют:

- напряжением, подаваемым на электроды;

- числом оборотов заземленного электрода;

- положением делительных плоскостей;

- производительностью питателя;

- положением и размером коронирующего и заземленного электродов;

- положением отклоняющего электрода в камере сепаратора;

- местом загрузки материала в межэлектродное пространство.

Для сепаратора ПЭСС аналогичными параметрами являются:

- длина и угол наклона зарядной плоскости

- положение (расстояние до заземленного электрода и угол наклона) верхнего высоковольтного (отклоняющего) электрода

- положение нижнего высоковольтного электрода;

- напряжение, подаваемое на электроды;

- положение делительных плоскостей;

- производительность питателя.

Все эти факторы между собой тесно связаны и влияют друг на друга.