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:
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:
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).