Электрического обогащение — общие сведения и классификация процессов

Электрическое обогащение (электрическая сепарация) основано на различии электрических свойств разделяемых минералов и осуществляется под влиянием электрического поля.

Процессы электрического обогащения — это процессы, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся электрическими свойствами, обусловлено различием характера и траекторий их движения в электрическом поле.

Различия электрических свойств минералов проявляются в их электропроводности, диэлектрической проницаемости, контактном потенциале, трибоэлекгрическом, пироэлектрическом, пьезоэлектрическом эффектах и различной способности под влиянием тех или иных физических воздействий приобретать электрические заряды, различные по величине или знаку.

Зарядка частиц сепарируемого материала (рис. 9.1) может осуществляться контактированием с заряженным электродом, ионизацией в электрическом поле коронного разряда, электризацией трением, изменением температуры, давления и другими способами. Выбором способа зарядки частиц обеспечивается наибольшее различие в электрических свойствах основных разделяемых минералов и тем самым максимальная эффективность электрической сепарации.

В зависимости от того, какие электрические свойства используются в качестве разделительного признака, различают следующие процессы электрического обогащения:

  • сепарация электрическая,
  • сепарация электростатическая,
  • сепарация диэлектрическая,
  • сепарация трибо- электрическая,
  • сепарация трибоадгезионная,
  • электрическая классификация по крупности и форме.

Рис. 9.1. Основные способы зарядки частиц в процессах электрической сепарации:

а — касанием; б — индукцией; в — комбинированный; г — газовыми ионами; д — газовыми ионами и разрядкой

Электрическая сепарация — это процесс разделения минеральных частиц, основанный на различии величин их электрических зарядов, путем изменения траектории движения этих частиц в электростатическом поле или электрическом поле коронного разряда.

Электростатическая сепарация — это процесс разделения частиц по электрическим свойствам, в зависимости от которых под действием электростатического поля изменяется траектория движения этих частиц.

Диэлектрическая сепарация — это процесс разделения минеральных частиц, основанный на различии в их диэлектрической проницаемости.

Трибоэлектрическая сепарация — это процесс сепарации минеральных частиц, основанный на явлении трибоэлектрического эффекта, проявляющегося при электризации трением или контактом.

Трибоадгезионная сепарация — это процесс сепарации, основанный на различии сил адгезии частиц к электроду, в частности, на различии электрических составляющих в адгезии.

Наибольшее промышленное применение получили процессы, основанные на разнице в электропроводности и в способности минералов к приобретению различных зарядов при контактной электризации.

По электропроводности минералы делятся на три группы:

  • проводники с удельной электропроводностью 10^2—10^См/м (самородные металлы, графит, многие сульфиды, магнетит, гематит, рутил и др.);
  • полупроводники с удельной электропроводностью 10 — 10^См/м (боксит, гранат, лимонит, сидерит, хромит и др.);
  • непроводники (диэлектрики) с удельной электропроводностыо 10^-8 См/м (алмаз, кварц, полевой шпат).

Минералы каждой из этих групп характеризуются определенным значением удельного сопротивления. К проводникам относятся минералы с удельным сопротивлением менее 10ч Ом/м, к непроводникам— более 10^12 Ом/м.

В электрическом поле проводники и непроводники ведут себя по-разному. При контакте проводника с заряженным телом вследствие хорошей проводимости проводник приобретает одноименный заряд и отталкивается от заряженного тела, в то время как у диэлектрика происходит лишь смещение зарядов и ориентация электрических диполей в направлении напряженности поля. В результате проводники и диэлектрики движутся по различным траекториям и разделяются на продукты с различным содержанием ценных компонентов (минералов).