Пироэлектрическая и диэлектрическая сепарация

1. Пироэлектрическая сепарация
Некоторые кристаллические материалы при нагреве и резком охлаждении электризуются.

Для реализации этой зарядки с помощью барабанных сепараторов (рис.1) стенки бункера-дозатора 1 выполнены в виде нагревательных элементов 3. Нагретый материал, попадая на холодную поверхность барабана 2, быстро охлаждается.

Схема барабанного пироэлектрического сепаратора
Рис.1. Схема барабанного пироэлектрического сепаратора
1 — дозатор, 2 — металлический заземленный барабан (осадительный электрод),
3 — электронагреватели,
4 — приемник для электризующихся частиц кристаллов I, неэлектризующихся частиц III и их смеси II, 5 — скребок.

Кристаллические материалы, склонные к пироэлектризации заряжаются и удерживаются на поверхности барабана силами зеркального отображения вплоть до удаления их скребком 5 в приемник I. Частицы других материалов не заряжаются, отрываются от поверхности барабана и попадают в приемник III.

2. Диэлектрическая сепарация
Диэлектрическая сепарация основана на различии в значениях и направлениях пондеромоторных сил, действующих на поляризованные частицы твердых тел в неоднородном электрическом поле. Пондеромоторная сила равна:

F = 2πε0ε2a21 — ε2]/[ε1+2ε2]grad E2

где ε1 — относительная диэлектрическая проницаемость частицы, ε2 — относительная диэлектрическая проницаемость среды, а — радиус сферической частицы, Е — напряженность электрического поля.

В диэлектрических сепараторах разделяемый дисперсный материал подают в неоднородное электрическое поле, создаваемое электродами различной конфигурации. Разделение осуществляют в жидкой, реже в воздушной, непроводящей среде. Поведение частиц определяется разностью диэлектрических проницаемостей частицы ε1 и среды ε2. В том случае, когда ε1(1) > ε2 частица втягивается в область с наибольшей напряженностью электрического поля; если же ε1(2) < ε2 частица выталкивается из этой области. Практически для любой пары минералов и других веществ можно подобрать условия, при которых они разделяются.

Рабочее пространство сепараторов заполняют жидкой средой, состоящей из двух смешивающихся компонентов, диэлектрическую проницаемость которой можно регулировать в широких пределах изменением соотношения составных частей. В качестве среды используют смеси: керосин — нитробензол, скипидар — нитробензол, четыреххлористый углерод — метиловый спирт, гексан — ацетон, керосин — диметилформамид и др. Таким образом, удается получить необходимое соотношение между относительными удельными электрическими постоянными среды и частиц.

В диэлектрических сепараторах применяют, как правило, изолированные проволочные электроды, на которые подают высокое напряжение переменной полярности промышленной частоты для исключения зарядки и налипания частиц на электроды.

Конструкции диэлектрических сепараторов разделяют на следующие виды: щелевого типа (провода в диэлектрических пазах); с направляющей плоскостью (диэлектрические пластины с прорезями между плоскими электродами); с пространственным расположением электродов, при сепарации в воздушной среде.
В диэлектрических сепараторах щелевого типа (рис. 2) проволочные электроды 2 монтируют в вертикально установленные диэлектрические пластины 1.

Схема диэлектрического сепаратора щелевого типа 
(провода в диэлектрических пазах)
Рис.2. Схема диэлектрического сепаратора щелевого типа
(провода в диэлектрических пазах)
1 — диэлектрические плоскости,
2 — провода в пазах,
3 — силовые линии,
4 — поток разделяемых частиц,
5 — частицы с ε1(2) < ε2,
6 — частицы с ε1(1) > ε2

При свободном падении в жидкой среде частицы минералов с диэлектрической проницаемостью больше таковой у среды втягиваются в область наибольшей напряженности. Частицы, имеющие диэлектрическую проницаемость меньшую, чем у среды, остаются в области с наименьшей напряженностью электрического поля и осаждаются в жидкости, не отклоняясь к диэлектрическим пластинам.


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru