Die Essenz der elektrischen Anreicherungsmethoden
Elektrische Anreicherungsmethoden basieren auf dem Unterschied in den elektrischen Eigenschaften der getrennten Mineralien. Sie unterscheiden sich in elektrischer Leitfähigkeit, dielektrischer Dielektrizitätskonstante, Kontaktpotential, triboelektrischem, pyroelektrischem oder piezoelektrischem Effekt, nehmen beim Aufladen einen anderen Wert oder ein anderes Ladungszeichen an und infolgedessen eine andere Bewegungsbahn in einem elektrischen Feld, was eine entsprechende Trennung der Partikel bewirkt auf ihre elektrischen Eigenschaften oder die elektrische Trennung von Mineralien.
Die Partikel des abgetrennten Materials können durch Kontakt mit einer geladenen Elektrode, Ionisierung im elektrischen Feld einer Koronaentladung, Elektrifizierung durch Reibung, Temperatur-, Druckänderungen und andere Verfahren aufgeladen werden. Die Wahl des Partikelbeschickungsverfahrens liefert den größten Unterschied in den elektrischen Eigenschaften der zu trennenden Hauptmineralien und damit die maximale Effizienz der elektrischen Trennung.
Jedes geladene Mineralteilchen wird während der Trennung in einem elektrischen Feld beeinflusst von:
elektrische Coulomb-Kraft F e, aufgrund der Anziehung eines Teilchens zu einer entgegengesetzt geladenen Elektrode und seiner Abstoßung von einer ähnlich geladenen Elektrode sowohl in einem gleichförmigen als auch in einem ungleichförmigen Feld. Beeinflussen Betreff auf der Bahn der Teilchenbewegung praktisch nur in einem Feld variabler Polarität aufgrund der mechanischen Trägheit der Teilchen eingeebnet wird;
Spiegelbildstärke F 3 , aufgrund der Wechselwirkung der Restladung des Teilchens und der durch diese Ladung verursachten gleich großen induktiven Ladung auf der Oberfläche der Elektrode. Die Kraft wird auf die Elektrode gerichtet. In absoluten Zahlen sind es deutlich weniger Betreff und seine Wirkung ist nur in der Nähe der Elektrode oder in Kontakt mit ihr bemerkbar;
ponderomotorische Kraft F n aufgrund der Differenz zwischen den Werten der Permittivität des Partikels ε Uhr und Mittwoch ε wo die Trennung stattfindet. Es neigt dazu, das Teilchen in schwächere Teile des Feldes zu drängen, wenn ε h< ε s und umgekehrt bei zurückziehen ε h > ε mit. Kraft manifestiert sich nur in einem inhomogenen Feld, einschließlich, im Gegensatz zu F äh, und in Feldern variabler Polarität. Es ist sehr klein in der Luft im Vergleich zu F e und erreicht hohe Werte in Flüssigkeiten mit hoher Dielektrizitätskonstante;
mechanische Kraft, die wichtigsten davon sind die Anziehungskraft der Schwerkraft, F G Zentrifugalkraft F u Widerstandskräfte des Mediums Fs.
Die Kräfte der molekularen Adhäsion von Partikeln untereinander und mit Elektroden, die Reibungskraft zwischen den Partikeln und der Elektrode für Partikel größer als 0,1 mm sowie die Trägheitskräfte, die im Endstadium der Trennung wirken, sind relativ klein und sind es normalerweise nicht berücksichtigt.
Die Trennung unterschiedlich geladener Partikel erfolgt durch Einwirkung elektrischer und mechanischer Kräfte auf sie im Arbeitsbereich des Separators. Das Verhältnis der Kräfte und die Effizienz der Trennung hängen in diesem Fall vom Unterschied in den elektrischen Eigenschaften der getrennten Mineralien, Änderungen der elektrischen Feldstärke in der Zeit (konstant oder variabel) und im Raum (homogen oder variabel), dem Vorhandensein von ab bewegte Ladungsträger (Ionen, Elektronen), die Art des Trennmediums (Gas oder Flüssigkeit) und die Art der Materialbewegung im Arbeitsraum von Elektroseparatoren.
Bei Separatoren mit gebogener Trommel-Transportelektrode (Abb. 6.1, a) Der Prozess der Trennung von Mineralien findet in der Luft statt.
Reis. 6.1 Vektordiagramme der auf Partikel wirkenden Kräfte in Abscheidern: a, b- elektrostatische Trommel; in- planare Elektrostatik; G- elektrostatische Kammer; d- Dielektrikum; ein- positiv geladenes Teilchen; 2- negativ geladenes Teilchen
Zwischen der Trommel und einer davon beabstandeten zweiten Elektrode oder Elektrodenanordnung entsteht ein inhomogenes elektrostatisches oder elektrisches Feld konstanter Polarität mit einer Stärke von bis zu 10 kV/cm. elektrische Kraft F e wird gegen die Trommelpartikel drücken, die ein Ladungszeichen haben, das der Polarität der Trommel entgegengesetzt ist, und gleich geladene Partikel von ihr abstoßen. Die Macht der Spiegelung F 3 , auf die Mitte der Trommel gerichtet und hält die Partikel auf ihrer Oberfläche. Zentrifugalkraft F c , im Gegenteil, es neigt dazu, Partikel von der Oberfläche abzulösen. Erdanziehungskraft F r wirkt senkrecht nach unten, seine Komponenten hängen vom Drehwinkel der Trommel ab. ponderomotorische Kraft F P
von der Mitte der Trommel gerichtet ist, da die Dielektrizitätskonstante von Mineralien größer als die von Luft ist und die Konzentration der Feldlinien zur zweiten Elektrode hin zunimmt. Allerdings die Stärke F P , sowie die Luftwiderstandskraft F mit für körnige Partikel im Arbeitsbereich des Abscheiders, ist relativ klein und kann vernachlässigt werden.
Resultierende Kraft F, die die Flugbahn der Partikel im elektrischen Feld des Abscheiders bestimmt, ist die Vektorsumme der wichtigsten Wechselwirkungskräfte:
Bei Separatoren mit flacher Transportelektrode (Abb. 6.1, in) zwischen ihr und der darüber befindlichen zweiten Elektrode oder einem Elektrodensystem ein elektrisches oder elektrostatisches Feld der Stärke 2- 4 kV/cm Resultierende Kraft F, die die Flugbahn der getrennten Teilchen bestimmt, ist die Summe der elektrischen Kraft Fäh , Spiegelbildliche Kräfte F h , und Gravitationskraft F G , was die Bewegung von Partikeln entlang der Ebene verursacht und die Trennung von Mineralien mit stark unterschiedlicher Form erheblich beeinflusst:
Von den Kräften F mit und F P , kann wie im ersten Fall vernachlässigt werden.
In Kammerseparatoren (Abb. 6.1, G) Zwischen den Plattenelektroden entsteht ein elektrostatisches Feld konstanter Polarität mit einer Stärke von 2 - 4 kV / cm. Die Trennung von Partikeln mit unterschiedlichen Ladungen erfolgt bei ihrem freien Fall zwischen den Elektroden. In diesem Fall wird die Bewegung von Partikeln in horizontaler Richtung hauptsächlich durch die elektrische Kraft bestimmt Fäh , wodurch die Partikel von der entgegengesetzt geladenen Elektrode angezogen und von der gleichnamigen Elektrode abgestoßen werden. Gewalt F 3 beginnt erst zu erscheinen, wenn sich die Teilchen einem von ihnen nähern, also wie die Kraft F P , hat praktisch keinen Einfluss auf ihre Trennung. In vertikaler Richtung wirken multidirektionale Gravitationskräfte auf jedes Partikel F G und mittlerer Widerstand F P.
Abscheidung von Mineralien in einer nichtleitenden Flüssigkeit in dielektrischen Abscheidern (Abb. 6.1, e) tritt in einem stark inhomogenen elektrischen Feld variabler Polarität mit einer Stärke von bis zu 5 kV/cm auf. Die prozessbestimmende Kraft unter diesen Bedingungen ist die ponderomotorische Kraft F n. Unter seiner Wirkung Teilchen mit einer Permittivität ε 2 , größer s, mit kleinem Krümmungsradius in den Bereich der größten Feldstärke nahe der Elektrode gezogen werden, während Partikel mit e 2, kleiner s, aus diesem Bereich vertrieben. Von den mechanischen Kräften wirkt auf die Abscheidung von Partikeln die Schwerkraft F G und der Widerstand des Mediums wie in der Vertikalen F c, sowie horizontal F" mit Richtung.
Unabhängige Arbeit Nr. 4 Zum Thema GTR der Studentengruppe 14 OCA Khaidarova Malokhat. THEMA: Seltene Arten der Anreicherung. Elektrische Anreicherung. Die elektrische Anreicherung ist ein Prozess der Trennung von Mineralpartikeln in einem elektrischen Feld, basierend auf dem Unterschied in ihren elektrischen Eigenschaften.Elektrische Anreicherungsmethoden werden verwendet, um nichtmetallische Mineralien (Kohle, Kaolin, Quarzsand usw.) anzureichern basiert auf mechanischen und elektrischen Kräften, die auf verschiedene Komponenten des verarbeiteten Materials (Erze) wirken, wenn sie in einem elektrischen Feld bewegt werden. Das elektrische Aufbereitungsverfahren wird üblicherweise verwendet, um andere Aufbereitungsverfahren zu verfeinern, und es erfordert feines Material (Körner) mit einer Größe von 2 bis 0,1 mm. Eine elektrische Ladung kann auch durch Einwirkung eines elektrischen Feldes auf ein Mineralteilchen in einer bestimmten Entfernung erzeugt werden.
Bei der Bewegung in einem elektrischen Feld erhalten Mineralkörner Ladungen, was zu anziehenden oder abstoßenden Kräften führt, die die Flugbahn der Partikel beeinflussen.
Durch selektive Einwirkung auf die geladenen Teilchen verschiedener Mineralien ermöglicht das elektrische Feld deren Trennung in getrennte Produkte Für die elektrische Anreicherung sind die wichtigsten Eigenschaften von Mineralien die elektrische Leitfähigkeit und die Dielektrizitätskonstante. Die Effizienz der elektrischen Anreicherung kann in einigen Fällen erhöht werden, indem das Erz auf eine Temperatur von 50 °C und mehr erhitzt wird, um es zu trocknen.
Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Oberflächenfeuchte nicht nur den Anreicherungsprozess negativ beeinflusst, sondern, wenn sie in optimalen Grenzen gehalten wird, zu einer Erhöhung des Unterschiedes in der elektrischen Leitfähigkeit der separierten Mineralien beiträgt und dadurch die Selektion verbessert Die elektrische Anreicherung ist ein Verfahren zur Trennung von Mineralien, das auf der Differenz des Wertes und des Vorzeichens der Ladungen von Mineralpartikeln basiert, die durch Reibung an einem anderen Körper eine elektrische Ladung erhalten; In diesem Fall nehmen verschiedene Körper Ladungen auf, die sich in Größe und Vorzeichen unterscheiden.
Bei Elektrifizierung durch Reibung aufgrund des Übergangs von Elektronen entstehen an den Partikeln Reibungsladungen (triboelektrische Ladungen), die manchmal einen großen Wert erreichen.Das Vorzeichen der Ladung hängt von der Art der Partikel und dem Material der Schale ab, auf der sie sich bewegen sowie vom Zustand ihrer Oberfläche usw. Wenn ein mit verschiedenen Mineralien angereichertes Produkt unterschiedliche Vorzeichen und ausreichend große triboelektrische Ladungen erhält, kann dieses Produkt in einem elektrischen Feld in separate Mineralfraktionen geteilt werden.
Zum Beispiel: Beim Bewegen entlang einer Duraluminiumplatte erhält Quarz eine große negative Ladung und Disthen - weniger, wonach die Mischung dieser Mineralien in einem elektrischen Feld getrennt werden kann: Quarz weicht mehr als Disthen zur positiv geladenen Elektrode ab. Wenn Partikel durch direkten Kontakt mit einer geladenen Elektrode aufgeladen werden, erhalten die Partikel auf der Kontaktseite Ladungen, die im Vorzeichen der Ladung der Elektrode entgegengesetzt sind.
In diesem Fall kann die dielektrische Ladung aufgrund ihrer Polarisation nicht auf die Elektrode übertragen werden und das Teilchen bleibt elektrisch neutral. Gleichzeitig wird durch die gute elektrische Leitfähigkeit des Leiters die entstandene Ladung neutralisiert, wodurch der Leiter die Ladung einer geladenen Elektrode annimmt und als gleichgeladene von dieser abgestoßen wird.
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Elektrische Anreicherungsmethoden basieren auf dem Unterschied in den elektrischen Eigenschaften von Mineralien, nämlich dem Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit und der Dielektrizitätskonstante.
In vielen Substanzen gibt es freie geladene Mikropartikel. Ein freies Teilchen unterscheidet sich von einem "gebundenen" Teilchen dadurch, dass es sich unter Einwirkung einer beliebig kleinen Kraft über eine große Distanz bewegen kann. Für ein geladenes Teilchen bedeutet dies, dass es sich unter der Einwirkung eines beliebig schwachen elektrischen Feldes bewegen muss. Genau das wird zum Beispiel bei Metallen beobachtet: Ein elektrischer Strom in einem Metalldraht wird durch eine beliebig kleine Spannung verursacht, die an seinen Enden anliegt. Dies zeigt das Vorhandensein von freien geladenen Teilchen im Metall an.
Charakteristischerweise sind die Ladungsträger nur innerhalb des Leiters frei, das heißt, sie können seine Begrenzung nicht frei überschreiten.
Leiter sind Metalle, elektrolytische Flüssigkeiten. In Metallen sind Elektronen Träger, in Elektrolytflüssigkeiten sind Ionen Träger (sie können positiv und negativ geladen sein).
Unter der Wirkung eines externen elektrischen Feldes bewegen sich positive Träger entlang des Feldes und negative Träger bewegen sich gegen das Feld. Dies führt zum Auftreten eines entlang des Feldes gerichteten Stroms.
Die geordnete Bewegung von Ladungsträgern, die zur Ladungsübertragung führt, nennt man elektrischen Strom in einem Stoff. Elektrischer Strom entsteht unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes. Die Eigenschaft eines Stoffes, elektrischen Strom zu leiten, nennt man elektrische Leitfähigkeit.
Nach der elektrischen Leitfähigkeit werden alle Mineralien in drei Gruppen eingeteilt:
1. Leiter mit elektrischer Leitfähigkeit 10 2 - 10 3 S/m
Siemens (Cm) - die Leitfähigkeit eines solchen Leiters, in dem ein Strom von 1 A bei einer Spannung an den Enden des Leiters von 1 V fließt.
2. Halbleiter mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 10 - 10 -8 S/m
3. Nichtleiter (Dielektrika) mit elektrischer Leitfähigkeit
< 10 -8 См/м
Zum Beispiel Graphit, alle Sulfidmineralien sind gute Leiter. Wolframit (Fe, Mn) WO 4 (10 –2 –10 –7 ) und Kassiterit SnO 4 (10 –2 –10 2 oder 10 –14 –10 –12 ) haben eine mäßige elektrische Leitfähigkeit, und Silikat- und Karbonatmineralien leiten Elektrizität sehr gut schlecht .
Elektrische Verfahren werden bei der Anreicherung von Titan-Zirkonium-, Titan-Niob-, Zinn-Wolfram-Sammelkonzentraten sowie bei der Anreicherung von Phosphoriten, Kohle, Schwefel, Asbest und vielen anderen Mineralien eingesetzt, deren Verarbeitung durch andere Verfahren (Gravitation , Flotation, magnetisch) ist nicht wirksam.
Die physikalische Essenz des elektrischen Trennverfahrens ist die Wechselwirkung des elektrischen Feldes und eines Mineralpartikels mit einer bestimmten Ladung.
In einem elektrischen Feld bewegen sich geladene Teilchen unter Einwirkung elektrischer und mechanischer Kräfte auf verschiedenen Bahnen.
Diese Eigenschaft wird verwendet, um Mineralkörner in Geräten zu trennen, die als elektrische Separatoren bezeichnet werden.
Die auf Mineralpartikel wirkenden elektrischen Kräfte sind proportional zur Größe der Ladung und der Stärke des elektrischen Feldes, da
wo ist die Permittivität gleich ,
E ist die Spannung in der gegebenen Umgebung.
Mechanische Kräfte sind proportional zur Masse:
Schwere:
Zentrifugalkraft:
Bei kleinen Partikeln sind elektrische Kräfte größer als mechanische, und bei großen Partikeln überwiegen mechanische Kräfte gegenüber elektrischen, was die Partikelgröße des in elektrischen Separatoren angereicherten Materials kleiner als 3 mm begrenzt.
Im Raum um ein elektrisch geladenes Teilchen oder zwischen zwei geladenen Teilchen entsteht ein elektrisches Feld.
Unter Ausnutzung der elektrischen Eigenschaften von Mineralien während der Anreicherung werden folgende Trennungsarten verwendet: durch elektrische Leitfähigkeit (Abb. 14.8), durch Dielektrizitätskonstante, durch triboelektrostatischen und pyroelektrischen Effekt.
Reis. 14.8 Leitfähigkeitstrenner
a. Elektrostatischer Abscheider; b. Elektrischer Koronaabscheider;
in. Krone - elektrostatischer Separator
1- Bunker; 2 - Trommel; 3 - Bürste zum Entfernen des leitfähigen Anteils; 4, 5, 6 - Empfänger für Produkte; 7 - Elektrode; 8 - Schneider; 9 - Koronaelektrode; 10 - Ablenkelektrode.
Diese Verfahren werden bei der Veredelung von Konzentraten aus seltenen Metallen, Diamanten und anderen verwendet, können aber auch zur Anreicherung von Kohle, Manganerzen, Gießereisanden usw. verwendet werden. Diese Verfahren reichern nur trockene feinkörnige Materialien (mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 1 % für Erzminerale und nicht mehr als 4-5 % für Kohlen).
Entsprechend der elektrischen Leitfähigkeit werden alle Körper in Leiter, Halbleiter und Dielektrika - Nichtleiter - eingeteilt.
Elektrische Verfahren beruhen auf dem unterschiedlichen Verhalten geladener Teilchen in einem elektrischen Feld oder an einer geladenen Elektrode.
Bewegen sich Teilchen entlang einer geladenen Elektrode, werden Ladungen auf der Oberfläche des ICs induziert; auf dem der Elektrode zugewandten - mit entgegengesetztem Vorzeichen und auf dem am weitesten von der Elektrode entfernten - mit demselben Vorzeichen. Eine Ladung mit entgegengesetztem Vorzeichen vom Leiterteilchen gelangt zur Elektrode, eine gleichnamige Ladung mit der Elektrodenladung verbleibt darauf und das Teilchen wird von der Elektrode abgestoßen. Die Ladung wird nicht vom Dielektrikum übertragen und das Teilchen wird von der Elektrode angezogen.
Normalerweise hat die Elektrode die Form einer rotierenden geerdeten Trommel (Abb. 24, a).
Zur Verbesserung der Abscheidung und Erhöhung der Umlenkbahn der Leiterteilchen wird eine Rolle mit einer Ladung aufgesetzt, deren Vorzeichen dem Vorzeichen der Trommelladung entgegengesetzt ist. Diese Anreicherung nennt man Elektrostatik.
Die Abscheidung wird verbessert, wenn die Partikel vor Eintritt in die Trommel mit einer dem Vorzeichen der Trommelladung entgegengesetzten Ladung aufgeladen werden.
Bei industriellen Separatoren sind die Trommeln untereinander angeordnet; Anstelle von Trommeln können Platten vorhanden sein (Abb. 24, b).
Wenn Partikel aneinander oder an einer bestimmten Oberfläche reiben, beispielsweise der Oberfläche eines vibrierenden Transpoters, können Partikel verschiedener Mineralien mit Ladungen unterschiedlichen Vorzeichens aufgeladen werden, und wenn sie zwischen zwei Trommeln oder Ebenen mit entgegengesetzten Vorzeichen passieren, werden sie weichen je nach Ladung in verschiedene Richtungen ab. Diese Art der Trennung, die auf Elektrifizierung durch Reibung basiert, wird triboelektrisch genannt. Es ist von geringer praktischer Bedeutung.
Wenn zwei Elektroden, von denen die eine einen kleinen Krümmungsradius (Spitze, dünner Draht) und die andere einen großen Krümmungsradius (Trommel, Ebene) hat, eine erhebliche Potentialdifferenz von bis zu 30 kV auferlegen. dann tritt in der Nähe der dünnen Elektrode eine Koronaentladung auf - Luftionisation. Von der Koronaelektrode zur Masseelektrode wird ein Ionenfluss erzeugt: Dieser Fluss lädt alle Mineralpartikel im Zwischenelektrodenraum auf. Die geladenen Mineralpartikel bewegen sich auch in Richtung der geerdeten Elektrode und setzen sich darauf ab. Dadurch geben die Leiter ihre Ladung ab, nehmen die Ladung der Elektrode auf und stoßen sich ab oder werden neutral, während die Nichtleiter an der Elektrode verbleiben. Die Koronaelektrode ist in der Regel negativ geladen, da in diesem Fall eine höhere Durchbruchspannung entsteht.
Die Ladung von Teilchen hängt von der Stärke des elektrischen Feldes, dem Radius der Teilchen und ihrer Permittivität ab. Das Verhalten von Partikeln an einer geerdeten Elektrode hängt hauptsächlich von ihrer elektrischen Leitfähigkeit ab.
In Corona-Separatoren behalten Nichtleiter und Halbleiter ihre Ladung besser bei der Bewegung in Richtung Elektrode, und die Trennung erfolgt deutlicher auf diesen Separatoren als auf rein elektrostatischen. Kronen- und Kombinationsabscheider werden daher immer häufiger eingesetzt. Kombinierte Separatoren werden in Irgiredmet entworfen.
Die elektrische Anreicherung ermöglicht es, aschearme Kohle mit einer Größe von -2 bis 0,05 mm zu gewinnen und den größten Teil des Schwefels daraus zu entfernen; Wolframit - zum Abtrennen von Abfallgestein, Ilmenit, Feldspat - vom Quarz, Kassiterit - vom Scheelit (bis zu 97 % Kassiterit in Konzentrat erhalten), Eisenoxide - zum Abtrennen vom Quarzsand usw.
Für die Trockenklassierung können Corona-Plattenseparatoren verwendet werden, die einen „elektrischen Wind“ aus geladenen Teilchen erzeugen. IGDAN hat Sichter mit einer Kapazität von bis zu 30 g pro Stunde entwickelt.
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Elektrische Anreicherungsmethoden beruhen auf Unterschieden in den elektrischen Eigenschaften der getrennten Mineralien und werden unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes durchgeführt.
Elektrische Verfahren werden für kleine (-5 mm) trockene Schüttgüter eingesetzt, deren Anreicherung durch andere Verfahren aus wirtschaftlichen oder ökologischen Gründen schwierig oder nicht akzeptabel ist.
Von den vielen elektrischen Eigenschaften von Mineralien basieren industrielle Separatoren auf zwei: der elektrischen Leitfähigkeit und dem triboelektrischen Effekt. Unter Laborbedingungen lässt sich auch der Permittivitätsunterschied, der pyroelektrische Effekt, nutzen.
Ein Maß für die elektrische Leitfähigkeit eines Stoffes ist die spezifische elektrische Leitfähigkeit (l), numerisch gleich der elektrischen Leitfähigkeit eines 1 cm langen Leiters mit einem Querschnitt von 1 cm 2 , gemessen in Ohm auf minus 1 Grad pro Zentimeter zu das Minus ersten Grades. Je nach elektrischer Leitfähigkeit werden alle Mineralien üblicherweise in drei Gruppen eingeteilt: Leiter, Halbleiter und Nichtleiter (Dielektrika).
Leitfähige Mineralien zeichnen sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit aus (l = 10 6 ¸10 Ohm - 1 × cm - 1). Dazu gehören native Metalle, Graphit, alle Sulfidmineralien. Halbleiter haben eine geringere elektrische Leitfähigkeit (l = 10¸10 - 6 Ohm - 1 × cm - 1), dazu gehören Hämatit, Magnetit, Granat usw. Dielektrika haben im Gegensatz zu Leitern einen sehr hohen elektrischen Widerstand. Ihre elektrische Leitfähigkeit ist vernachlässigbar (l< 10 - 6 ом - 1 ×см - 1), они практически не проводят электрический ток. К диэлектрикам относится большое число минералов, в том числе алмаз, кварц, слюда, самородная сера и др.
Der triboelektrische Effekt ist das Auftreten einer elektrischen Ladung auf der Oberfläche eines Partikels während seiner Kollision und Reibung mit einem anderen Partikel oder mit den Wänden des Apparats.
Die dielektrische Trennung basiert auf dem Unterschied in den Bewegungsbahnen von Partikeln mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten in einem ungleichmäßigen elektrischen Feld in einem dielektrischen Medium mit einer Dielektrizitätskonstante, die zwischen den Permeabilitäten der getrennten Mineralien liegt. Bei der pyroelektrischen Trennung werden die erhitzten Mischungen im Kontakt mit einer kalten Trommel (Elektrode) gekühlt. Einige Komponenten der Mischung werden polarisiert, während andere ungeladen bleiben.
Das Wesen der elektrischen Anreicherungsmethode besteht darin, dass Teilchen mit unterschiedlichen Ladungen in einem elektrischen Feld von einer unterschiedlichen Kraft beeinflusst werden, sodass sie sich auf unterschiedlichen Bahnen bewegen. Die Hauptkraft, die bei elektrischen Methoden wirkt, ist die Coulomb-Kraft:
wo Q ist die Ladung des Teilchens, E ist die Feldstärke.
Der elektrische Trennprozess kann bedingt in drei Stufen unterteilt werden: Vorbereitung des Materials für die Trennung, Aufladen der Teilchen und Abtrennen der geladenen Teilchen.
Die Aufladung (Elektrifizierung) von Partikeln kann auf verschiedene Arten erfolgen: a) Die Kontaktelektrisierung erfolgt durch direkten Kontakt von Mineralpartikeln mit einer geladenen Elektrode; b) Ionisationsladung besteht darin, Teilchen beweglichen Ionen auszusetzen; die häufigste Ionenquelle ist Koronaentladung; c) Partikelaufladung aufgrund des triboelektrischen Effekts.
Um Materialien durch elektrische Leitfähigkeit zu trennen, werden elektrostatische, Corona- und Corona-Elektrostatik-Separatoren verwendet. Am weitesten verbreitet sind Trommelseparatoren.
In Trommel-Elektrofiltern (Abb. 2.21, a) wird zwischen der Arbeitstrommel 1 (die die Elektrode ist) und der gegenüberliegenden zylindrischen Elektrode 4 ein elektrisches Feld erzeugt. Das Material wird durch die Zuführung 3 in den Arbeitsbereich zugeführt. Die Elektrifizierung von Partikeln erfolgt durch Kontakt mit der Arbeitstrommel. Die Dirigenten erhalten eine gleichnamige Ladung wie die der Trommel und stoßen sie ab. Dielektrika werden praktisch nicht aufgeladen und fallen entlang einer durch mechanische Kräfte bestimmten Flugbahn. Partikel werden in einem speziellen Auffangbehälter 5 gesammelt, der durch bewegliche Trennwände in Kompartimente für Leiter (pr), Nichtleiter (np) und Partikel mit Zwischeneigenschaften (pp) unterteilt ist. In der oberen Zone des Kronenseparators (Abb. 2.21, b) Alle Partikel (sowohl Leiter als auch Dielektrika) nehmen die gleiche Ladung an und sorbieren Ionen, die aufgrund der Koronaentladung der Koronaelektrode 6 gebildet werden. Wenn sie auf die Arbeitselektrode gelangen, werden die Leiterpartikel sofort wieder aufgeladen und nehmen die Ladung der Arbeitselektrode an. Sie werden von der Trommel abgestoßen und fallen in die Aufnahme der Leiter. Dielektrika entladen sich nicht wirklich. Aufgrund der Restladung bleiben sie auf der Trommel zurück, sie werden von dieser mit einer Reinigungsvorrichtung 2 entfernt.
Der gebräuchlichste elektrostatische Corona-Separator (Abb. 2.21, in) unterscheidet sich von der Koronaelektrode durch eine zusätzliche zylindrische Elektrode 4, die mit der gleichen Spannung wie die Koronaelektrode versorgt wird. (Der Krümmungsradius der zylindrischen Elektrode ist viel größer als der der Koronaelektrode, aber kleiner als der der Arbeitstrommel - Elektrode.) Die zylindrische Elektrode trägt zu einer früheren Trennung von leitfähigen Partikeln bei und ermöglicht es Ihnen, die dielektrischen Leiter zu "dehnen". über eine größere horizontale Distanz.
Ist der Unterschied in den elektrischen Leitfähigkeiten der Partikel vernachlässigbar, so ist eine Abscheidung auf den vorgenannten Separatoren nicht möglich und es wird ein triboelektrostatischer Separator eingesetzt. Auch hier ist der Trommelseparator am weitesten verbreitet (Bild 2.22). Strukturell ist diese Vorrichtung einem elektrostatischen Separator sehr ähnlich, hat jedoch ein zusätzliches Element - einen Elektrolyseur, der entweder in Form einer rotierenden Trommel oder einer vibrierenden Schale hergestellt ist. Hier reiben die Mineralpartikel aneinander und an der Oberfläche des Elektrisierers. In diesem Fall erhalten die Partikel verschiedener Mineralien entgegengesetzte Ladungen.
Verfahren zur elektrischen Anreicherung, die auf der Differenz der Dielektrizitätskonstanten und der Pyroladung von Partikeln (Aufladung durch Erhitzen) beruhen, haben keine industrielle Anwendung gefunden.
Elektrische Anreicherungsverfahren sind bei der Verarbeitung von Erzen seltener Metalle relativ weit verbreitet, sie sind besonders in ariden Regionen vielversprechend, da sie kein Wasser benötigen. Außerdem können elektrische Verfahren verwendet werden, um Materialien nach Größe zu trennen (elektrische Klassifizierung) und Gase von Staub zu reinigen.
