Электрические методы обогащения

Электрические методы обогащения основаны на различии в электропроводности минералов, а также на различии электрических сил, которые действуют на минералы при перемещении их через электрическое поле.

Электропроводность минералов зависит от состояния их поверхности. Поверхностная влага, тончайшие слои солей, окислом и шламов, находящиеся на поверхности минерала, понижают или повышают электропроводность. Наличие «свободных» электронов, двигающихся между атомами, также обусловливают хорошую проводимость.

Различают два метода электрического обогащения материалов:

• • электростатический;
• • коронного разряда.

При электростатическом методе обогащения процесс разделения минералов основан на действии электростатического поля на заряженные частицы.

В электростатическом сепараторе при соприкосновении частиц материала с заряженным металлическим электродом вес частицы получают одноименный заряд.

Частицы с большей проводимостью, получающие значительный заряд, отталкиваются от заряженного электрода, а диэлектрики остаются почти не заряженными и не изменяют пути своего движения в сепараторе.

В электростатическом сепараторе с цилиндрическим электродом (рис. 6.1) материал из бункера / при помощи вибрационного питателя 2 тонким слоем подается на заземленный цилиндрический латунный электрод 3 диаметром 150 мм и длиной 1200 мм. На остроконечный 4 и газотрубный 5 электроды подастся отрицательный потенциал 15 000−20 000 вольт.

Между остриями игл электрода 4 и цилиндрическим электродом 3 при включении напряжения возникает поток заряженных газообразных частиц, которые оседают на зернах материала. Зерна проводников мгновенно передают свой заряд заземленному электроду 3 и отталкиваются от него. Газотрубный электрод 5 увеличивает отклонение зерен проводников и этим улучшает разделение обрабатываемого материала.

Непроводники медленно передают свой заряд заземленному электроду 3, поэтому они притягиваются к нему и двигаются в другом направлении.

Рис. 6.1. Схема электростатического сепаратора с цилиндрическим электродом:

• 1 — бункер; 2 — вибрационный питатель; 3 — цичиндрический электрод;
• 4 — остроконечный электрод; 5 — газовая трубка; б — делительные перегородки; 7 — щетки

Скорость вращения цилиндрического электрода 3 изменяется от 30 до 400 об/мин. Большая скорость применяется для более тонкого материала. Крупность обрабатываемого материала должна быть не более 2 мм, мелочь ниже 0,1 мм должна отсеиваться.

Промышленные сепараторы работают при величине тока около 0,0001−0,0003 ампер и имеют до четырех и более цилиндрических электродов. Производительность сепараторов достигает 1,5−2 т/ч.

Условиями хорошей работы сепаратора являются:

• • низкая влажность обрабатываемого материала (нс более 1%);
• • подогрев его до температуры 80 °C;
• • узкая классификация по крупности;
• • предварительное обеспыливание материала;
• • загрузка его ровным тонким слоем.

Коронный метод электрического обогащения основан на использовании коронного разряда.

Наиболее распространенной конструкцией коронного сепаратора является барабанный электросепаратор (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема барабанного сепаратора для обогащения методом коронного разряда:

• 1 — бункер: 2 — барабан; 3 — заземление; 4 — коронирующий электрод;
• 5, 6, 7 — приемники для продуктов обогащения; 8 — щетка

Сухой классифицированный материал из бункера 1 загружают на заземленный вращающийся барабан 2. Коронный разряд происходит между коронирующим электродом 4 и заземленным барабаном 2.

Зерна материала, находящиеся на барабане, получают заряд от ионов, приходящих из пространства коронного разряда, и, находясь на заземленном барабане, одновременно разряжаются. Дальнейшее поведение зерен определяется их электропроводностью.

Для зерен минерала с хорошей электропроводностью остаточный заряд его очень мал и электрическая сила, прижимающая зерно к поверхности барабана, будет также мала. Под действием силы тяжести и центробежной силы эго зерно быстро отделится от барабана 2 и попадет в приемник 5.

Если минерал обладает плохой электропроводностью, то зерно его вследствие большого остаточного заряда будет удерживаться электрической силой на поверхности вращающегося барабана до тех пор, пока не будет снято щеткой 8, попадая в приемник 7. Зерна, обладающие промежуточной электропроводностью, попадают в приемник 6.

Подачу материала производят равномерным слоем 2−3 мм. Крупность зерен — 2 мм. Производительность промышленных сепараторов достигает 1−1,5 т/ч на 1 пог. м длины барабана. Диаметр барабана равен 400 мм, число оборотов 30−50 об/мин.

Эффективность электрического обогащения определяется состоянием поверхности минеральных зерен. Одни минералы могут хорошо разделяться даже без предварительной подготовки поверхности зерен, другие требуют ее подготовки. Естественное состояние поверхности можно изменить искусственно, например очисткой частиц и удалением с их поверхности некоторых составных частей или созданием на зернах поверхностных пленок. Поверхностные пленки можно образовать с помощью реагентов, отличающихся селективным действием на различные вещества.

Электрическое обогащение применяют для доводки концентратов, полученных при отсадке, обогащении на столах, промывке руд редких и цветных металлов.