Электростатическая сепарация

При электростатической сепарации осуществляется разделение частиц минералов по электрической проводимости. При этом способе исходный продукт делится на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Электростатический способ сепарации предусматривает проведение следующих технологических операций: подготовка материала к обогащению, сообщение селективного заряда частицам и разделения их в электрическом поле. В чисто электростатических сепараторах операция сообщения заряда частицам совмещается с операцией разделения.

Наибольшее распространение при обогащении полезных ископаемых получила собственно электростатическая сепарация и трибоэлектростатическая сепарация (сообщение заряда путём трибоэлектризации предшествует операции разделения). Известна также флюидизационно-электростатическая сепарация (сообщение заряда в кипящем слое) и пироэлектростатическая сепарация (сообщение заряда путём нагрева).

По конструктивному исполнению основного элемента – электрода – электростатические сепараторы делятся на барабанные, камерные и пластинчатые. Сепараторы любой конструкции могут выполняться из нескольких однотипных узлов, располагаемых каскадно. Основные конструкции электростатических сепараторов приведены на рис. 3.1.

Барабанный электростатический сепаратор (рис. 3.1, а) состоит из питателя 1, вращающегося заземлённого барабана-электрода 2, отклоняющего изолированного электрода 3, трубчатой формы, источника высокого напряжения 4, щётки 5 для очистки барабана, шиберов 6 для регулирования качества и количества продуктов разделения и приёмников продуктов разделения 7.

Исходный материал с помощью питателя равномерным слоем подаётся на барабан-электрод. Частицы-проводники получают от барабана положительный заряд очень быстро и отталкиваются от барабана («+» от «+») и попадают в приёмник проводниковой фракции. Для большего отклонения частиц-проводников от барабана применяют отклоняющий отрицательный электрод, к которому стремятся притянуться частицы-проводники. Частицы-диэлектрики за время нахождения на барабане-электроде не успевают получить существенный заряд и не отталкиваются от барабана. Кроме того, частицы-диэлектрики поляризуются в электростатическом поле и притягиваются к барабану. Для очистки барабана от частиц-диэлектриков применяется вращающаяся щётка. Частицы с промежуточными электрическими свойствами попадают в приёмник промпродуктовой фракции.

Первые электростатические барабанные сепараторы, например сепаратор Блека и Мошера, имели изолированные отрицательные барабаны-электроды и не имели дополнительного отклоняющего электрода. Впоследствии по условиям безопасности барабаны-электроды стали заземлять и применять отклоняющие электроды для повышения технологических показателей разделения.

Камерный электростатический сепаратор с вертикально расположенными электродами (рис. 3.1, б) состоит из бункера питателя 1, двух заземлённых положительных электродов-пластин 3, между которыми установлен центральный изолированный отрицательный электрод-пластина 2.

Исходный материал с помощью питателя 1 равномерным слоем подаётся на зарядную пластину-электрод 2 с обеих её плоскостей. Частицы-провод­ни­ки очень быстро заряжаются и отталкиваются от зарядного электрода («-» от «-»). Большее отклонение частиц-проводников достигается с помощью боковых электродов 3, так как частицы-проводники стремятся притянуться к ним («-» к «+»). Частицы-диэлектрики не успевают получить существенный заряд от электрода 2, поляризуются и скользят по нему вниз, попадая в свой приёмник. Для регулирования качества и количества продуктов разделения используются шиберы 6.

Рис. 3.1. Схемы электростатических сепараторов:

а – барабанный сепаратор; б – камерный с вертикально расположенными электродами-пластинами; в – каскадный пластинчатый сепаратор

1 – бункер-питатель; 2 – зарядный электрод (барабан, пластина); 3 – отклоняющий электрод (труба, пруток, пластина, перфорированная жалюзиобразная пластина); 4 – источник высокого напряжения; 5 – щётка; 6 – шибер; 7 – приёмники продуктов разделения п – проводники; нп – непроводники (диэлектрики); пп – промежуточный продукт.

Тонкодисперсные частицы непроводников вследствие адгезионного эффекта и явления поляризации закрепляются на электроде 2 и ухудшают процесс сепарации. Встряхивание электрода не приводит к его очистке, поэтому в сепараторах с пластинчатыми электродами обогащают обеспыленный узкоклассифицированный продукт.

Каскадный пластинчатый электростатический сепаратор (конструкции А.П.Ковалёва) содержит 16 однотипных каскадов, установленных зигзагообразно. На рис. 3.1, в приведена схема этого сепаратора (показаны девять каскадов). Каждый из каскадов сепаратора состоит из нижнего заземлённого положительного гладкого пластинчатого электрода 2 и верхнего изолированного отрицательного жалюзиобразного электрода 3, выполненного в виде наклонных пластин. Угол наклона электродов составляет около 50°.

Частицы-проводники заряжаются на нижнем электроде, отталкиваются от него («+» от «+»), движутся к верхнему электроду («+» к «-»), проходят через зазор между наклонными пластинами и собираются в приёмник 7. Частицы-проводники, не прошедшие сквозь верхний электрод, попадают на нижний электрод следующего каскада, где процесс их зарядки продолжается. Частицы-непроводники движутся по зигзагообразно установленным электродам (нижним), пока не попадут в свой приёмник.

Транспортирование материала по наклонным пластинчатым электродам имеет ряд особенностей, связанных с возможностью получения частицами-диэлектриками значительных трибозарядов из-за трения частиц друг о друга и о поверхность электрода, что может значительно ухудшить показатели обогащения.

Дата добавления: 2015-07-10