Диэлектрическая сепарация

При диэлектрической сепарации осуществляется разделение частиц минералов по диэлектрической проницаемости. При этом способе исходный продукт делится на частицы с большим и меньшим значением диэлектрической проницаемости.

Диэлектрическая сепарация – это единственный метод электрического обогащения, не требующий сообщения заряда разделяемым частицам. Диэлектрическая сепарация осуществляется, как правило, в среде жидкого диэлектрика, диэлектрическая проницаемость которого должна быть больше, чем у одного минерала, но меньше, чем у другого.

Разделение частиц исходного продукта при диэлектрической сепарации происходит под действием пондеромоторной электрической силы (формула (2.5)) в сильно неоднородных электрических полях (gradE ≠ 0). Если диэлектрическая проницаемость частицы (e_Ч) больше диэлектрической проницаемости среды (e_С), то пондеромоторная сила положительна и стремится втянуть частицу в участки поля с большей напряжённостью. При e_Ч < e_С пондеромоторная сила отрицательна и выталкивает частицу в более слабые участки электрического поля.

Использование жидкого диэлектрика, малые значения пондеромоторных сил, высокие требования к гранулометрическому составу и шкале классификации препятствуют широкому распространению диэлектрической сепарации в промышленности.

Диэлектрический лабораторный сепаратор ДСК разработан для получения мономинеральных фракций. Сепаратор (рис. 3.5, а) состоит из ванны (кюветы) 1, заполненной жидким диэлектриком, сферического 2 и плоского 3 электродов. Электроды подключаются к источнику переменного напряжения (до 3 кВ). Для исключения пробоя между электродами при разделении проводящих частиц сферический электрод изолируют плёнкой целлофана.

Рис. 3.5. Схемы диэлектрических сепараторов:

а – лабораторный сепаратор ДСК; б – сепаратор с коническим электродом

1 – ванна (кювета); 2 – электрод с меньшим радиусом кривизны; 3 – электрод с большим радиусом кривизны.

Разделяемый материал массой 1 г помещается на плоский электрод и вместе с ним опускается в кювету, заполненную жидким диэлектриком. Сверху устанавливается сферический электрод, положение которого по вертикали можно регулировать при помощи микрометрического винта, изменяя межэлектродное расстояние. При подаче напряжения на электроды в межэлектродной зоне устанавливается неоднородное электрическое поле, максимальное в центре. Частицы с e_Ч > e_С смещаются к центру электродной пары и образуют между электродами «цепочки» (эти частицы показаны чёрным цветом на рис. 3.5, а). Частицы с e_Ч < e_С выталкиваются в более слабые участки электрического поля, смещаются к периферии плоского электрода и падают с него (эти частицы показаны белым цветом на рис 3.5, а). По окончании сепарации вручную извлекают продукты разделения. Пондеромоторную силу увеличивают путём уменьшения зазора между электродами и увеличения рабочего напряжения.

Диэлектрический сепаратор с коническим электродом (рис. 3.5, б) состоит из рабочей ванны 1, заполненной жидким диэлектриком, проволочного конического электрода 2 и центрального цилиндрического электрода 3. Проволочный каркас конического электрода покрывается слоем диэлектрика и изготавливается из проволоки диаметром 0,3-0,4 мм при частоте установки колец пять штук на сантиметр и четыре проволоки на сантиметр по образующей конуса.

Загрузка сепарируемого материала осуществляется кольцевым питателем. Частицы с e_Ч < e_С проходят сквозь сетчатый конус-электрод и, не изменяя первоначальной траектории, поступают в свой приёмник. Частицы с
e_Ч > e_С втягиваются внутрь конуса, движутся к его вершине и разгружаются в свой приёмник. С одним конусом-электродом производительность сепаратора достигает 15 кг/ч. Введение нескольких конусов позволяет достичь хорошего качества разделения при производительности до 200 кг/ч. Дополнительные конические электроды устанавливаются концентрично относительно друг друга на расстоянии 6 мм при высоте внутреннего конуса 20 см, а внешнего – 40 см.

Известны конструкции диэлектрических сепараторов для разделения в воздушной среде. Сепарация в воздушной среде затруднена тем, что пондеромоторная сила, действующая на частицы, для всех минералов положительна, хотя и имеет различную величину.

Дата добавления: 2015-07-10