Способи зарядки мінеральних частонок.

Метою зарядки є створення на частинках поділюваних мінералів електричних зарядів, різних за величиною й за знаком. Останнє бажано, але не обов'язково.

При сепарації по електропровідності зарядка можлива одним з наступних способів (або їхньою комбінацією) (рис. 5.2):

Рис. 5.2. Способи зарядки часток при

електричній сепарації по електропровідності:

а – зіткненням з електродом певного потенціалу; б – за допомогою індукції; в – індукцією у сполученні з розрядкою через заземлений електрод; г – за допомогою іонізації рухомими іонами; д – іонізацією у сполученні з розрядкою через заземлений електрод;

1 – частка мінералу-провідника; 2 – частка непровідника; 3 – електрод з великим радіусом кривизни; 4 – електрод з малим радіусом кривизни; 5 – газові іони

- зіткненням з електродом певного електричного потенціалу (рис. 5.2, а). Мінерал при цьому здобуває потенціал електрода. Діелектрики також здобувають потенціал, але набагато меншої величини;

- індукційною електризацією (рис. 5.2, б). Частки мінералу вільно падають в електростатичному полі між двома протилежними за знаком електродами. Частка при цьому поляризується: її край, ближній до позитивного електрода, здобуває негативний заряд і навпаки. Розходження в зарядах провідників і діелектриків при цьому невелике, тому даний спосіб як самостійний використовується лише при сепарації матеріалів незначної густини;

- індукцією в сполученні з розрядкою через електрод (комбінація перших двох способів) (рис. 5.2, в). Частка електризується індукцією, але провідник розряджається через електрод, здобуваючи його потенціал. Різниця в зарядах виходить значно більшою, ніж при другому способі;

- іонізацією рухомими газовими іонами. Джерела іонів - коронний розряд, радіоактивне випромінювання. Розряд створюється між двома електродами, один із яких має малий радіус кривизни (вістря), а другий, заземлений, виконується у вигляді барабана або пластини. Молекули повітря в результаті пробою в просторі біля вістря іонізуються й потік іонів рухається до заземленого електрода. Мінеральні зерна, що перебувають у потоці іонів, заряджаються від них. Зарядка може здійснюватися по двох варіантах. У першому випадку (рис. 5.2, г) на краях частки матеріалу при входженні в поле спочатку утворюються заряди, протилежні за знаком найближчим електродам. Іони збираються на протилежно заряджених кінцях часток і незабаром всі частки здобувають заряд коронуючого електрода (і провідники, і діелектрики). Різницю зарядів провідників і діелектриків можна підсилити комбінацією методів іонізації й зарядки через заземлений електрод - другий варіант (рис. 5.2, д). Провідник при цьому швидко віддає свій заряд заземленому електроду й стає нейтральним. Швидкість розрядки напівпровідників і діелектриків буде визначатися величиною контактного опору часток. При цьому забезпечується максимальна різниця у величині зарядів, тому останній спосіб найчастіше застосовується в сучасних сепараторах, що працюють за принципом поділу по електропровідності.

При трибоелектричній сепарації використовуються зарядка тертям такими способами (рис. 5.3):

- контактом всіх мінералів з електризатором (рис. 5.3, а, б), що забезпечує багаторазове зіткнення часток з його поверхнею в процесі їхнього переміщення. У якості електризатора використовують звичайно вібролоток, похилу площину або інший пристрій. Спосіб відкриває широкі можливості для селективної зарядки при відповідному підборі електризуючих поверхонь, однак продуктивність процесу обмежена монослойністю проходження матеріалу;

Рис. 5.3. Способи зарядки частинок

при трибоелектричній сепарації:

а, б – контактом і розривом контакту часток з електродом; в, г - контактом і розривом контакту часток між собою

- контактом мінералів між собою (рис. 5.3, в, г)при їхньому перемішуванні в обертовому барабані або іншому пристрої, що забезпечує інтенсивне зіткнення часток. Спосіб дозволяє одержати високу продуктивність, але обмежує можливість регулювання процесу зарядки.

Обидва способи реалізуються при багаторазовому повторенні актів контакту й розриву його, причому ці контакти здійснюються щораз новими ділянками поверхні (швидкість витоку зарядів з поверхні при цьому незначна) і в підсумку вдається створити густину поверхневого заряду, достатню для сепарації в електростатичному полі високої напруженості.

Інші способи зарядки:

- нагрівання до певної температури часток, схильних до піроелектричної поляризації. Це стосується мінералів, у кристалічних решітках яких відсутні центри симетрії, тобто спостерігається анізотропність властивостей. Вони поляризуються й заряджаються при нагріванні. Оптимальну температуру нагрівання встановлюють дослідницьким шляхом;

- радіоактивна поляризація при опроміненні радіо-активними ізотопами. Застосовуються для зарядки мономінеральних часток;

- оптична електризація (фотоелектризація), заснована на зміні енергії електронів при обробці мінералів світлом;

- п’єзоелектрична електризація здійснюється шляхом стиснення-розтягання мінеральних часток. Це явище пов'язується із присутністю в складі мінералів диполів, розташованих у певних кристалічних напрямках. Зближення при стисканні або віддалення диполів при розтяганні міняє сумарний електричний момент, що й приводить до зміни зарядів;

- термоелектризація виникає при нагріванні місць зіткнення двох різних кристалів (термопар) завдяки різному числу вільних електронів і різному значенню роботи виходу електронів.

Дата добавления: 2015-08-18