Общие положения

Электрическая сепарация - это процесс разделения минералов с различными электрическими свойствами, в зависимости от которых под действием электрического поля изменяются траектории движения частиц этих минералов.

К указанным свойствам относятся: электропроводность, диэлектрическая проницаемость, трибоэлектрический эффект (электризация трением), контактный потенциал, пироэлектрический и пьезоэлектрические эффекты. По электропроводности минералы делятся на проводники (удельная электропроводность 10² -I0^.3 См/м), полупроводники (10 -10^-8 См/м) и диэлектрики (<10^-8 См/м).

Для разделения минералов, имеющих близкие по значению проводимости, применяют трибоэлектростатическую (или трибоэлектрическую) сепарацию, где используют эффект контактной электризации.

Для разделения минералов, имеющих различные диэлектрические проницаемости, используют диэлектрическую сепарацию, осуществляемую в неоднородном электрическом поле.

Зарядка частиц минералов - важнейшая стадия электрической сепарации. Она может производиться путем создания на частицах избыточных зарядов какого-либо одного знака, а также путем создания на противоположных концах частицы поляризационных или свободных зарядов разного знака.

При сепарации по электропроводности зарядка возможна одним из следующих способов (или их комбинацией): касанием об электрод, находящийся под электрическим потенциалом, ионизацией.

При соприкосновении частиц проводника с поверхностью электрода, минерал приобретает практически мгновенно потенциал электрода и отталкивается от него. Частицы же минералов-диэлектриков сохраняют свой первоначальный заряд некоторое время (до десятков минут). При этом поляризация диэлектрика приводит к появлению в его зоне контакта с электродом противоположного заряда, что обусловливает притяжение частицы-диэлектрика к электроду.

Наиболее распространенный способ зарядки частиц - ионизацией в поле коронного заряда, где ионизированный газ (воздух), адсорбируясь на частицах, заряжает их до определенной величины.

Разница в величине заряда проводниковых и непроводниковых частиц увеличивается при контакте их с заземленным электродом за счет кинетики разрядки.

При трибоэлектрической сепарации применяют в основном два способа зарядки частиц: контакт всех разделяемых частиц с электризатором (вибролоток, наклонная плоскость); контакт частиц между собой путем их перемешивания во вращающемся устройстве (барабан). В обоих случаях частицы получают заряд в результате контактной электризации.

При диэлектрической сепарации зарядка частиц избыточными за­рядами не производится. Здесь внешнее неоднородное электрическое поле, в котором осуществляется сепарация, взаимодействует q зарядами поляризации.

Цель работы - изучить конструктивные особенности микроэлектросепаратора МЭП2 и освоить технику сепарации лабораторных проб.

Устройство и принцип работы микроэлектросепаратора

Микроэлектросепаратор (рис. 8.1) состоит из основания I, в котором вмонтирован манипулятор 2 для перемещения нижнего съемного электрода 3 с конусом 4 в вертикальной плоскости и изменения угла наклона рабочей поверхности электрода с помощью ручки 5. Для сбо­ра проводниковой фракции имеется сборник 6, на который устанавли­вается прозрачный колпак 7 с верхним сферическим электродом 8. Подача высокого напряжения от блока питания, размещенного в общем кор­пусе МЭП-2, на верхний электрод осуществляется с помощью откидной консоли, шарнирно закрепленной на кронштейне. Между кронштейном и консолью установлено блокирующее устройство, снимающее высокое нап­ряжение с электрода при подъеме консоли.

Величина рабочего напряжения устанавливается регулятором и контролируется прибором, расположенными на лицевой панели сепара­тора.

Рис. 8.1 - Принципиальная схема микроэлектросепаратора

I -корпус; 2 - манипулятор; 3 - съемный электрод; 4 - конус; 5 - ручка управления; б - сборник проводни­ковой фракции; 7 - колпак; 8 - верхний электрод; 9 -откидная консоль

Принцип разделения минералов по электропроводности заключается в следующем. Частицы проводящих и непроводящих минералов при по­мещении на нижний электрод получают заряд. Проводниковые частицы заряжаются одноименно с зарядом электрода и отталкиваются от его поверхности, попадая в сборник 6. Частицы диэлектрика поляризуют­ся и закрепляются на нижнем электроде. Таким образом, манипулируя электродом с помощью ручки 5, удаляют с его поверхности проводниковую фракцию, которая собирается в сборнике 6.