Электрические сепараторы

Электрические сепараторы классифицируются в зависимости от вида электрического поля, способа сообщения заряда частицам и характеру движения материала через электрическое поле. В настоящее время в практике обогащения применяются :

- электростатические сепараторы;

- коронно – электрические сепараторы;

- коронно- электростатические сепараторы.

По виду электрода сепараторы разделяются на барабанные и пластинчатые.

Электрические барабанные сепараторы с электростатическим полем отличаются простотой конструкции. Каскадный сепаратор, схема которого представлена на рис. 130, состоит из шестнадцати пар электродов.

Нижние электроды 1 имеют гладкую поверхность, диаметр 75 и длину 2400 мм, верхние неподвижные электроды 2 представляют собой стержни диаметром 5…6 мм. Нижние электроды заземляются, а на верхние подается высокое напряжение. Частицы- проводники, отталкиваясь от гладких электродов, проходят через жалюзи противоположного электрода и выводятся в приемник для концентрата. Частицы минералов- диэлектриков, прилипают к поверхности барабанов и счищаются с него щеткой в отделение для непроводников ( хвостов). Процесс сепарации регулируется величиной подаваемого напряжения и расстоянием между электродами.

Рис. 130. Каскадный электростатический

сепаратор

В коронно-электрических сепараторах или просто в коронных сепараторах ( рис. 131) вращающийся электрический барабан 1 заземляется и служит осадительным электродом. На некотором расстоянии от него располагается коронирующий электрод 2, состоящий из одной или нескольких тонких проволок 3, укрепленных на изоляторах Над осадительным барабаном установлен бункер-питатель 4, а под барабаном – приемный бункер 5, состоящий из трех отделений. Для очистки поверхности барабана от прилипших частиц устанавливается резиновая щетка 6.

Минеральная смесь из бункера-питателя поступает на вращающийся осадительный электрод, а снего в поле коронного разряда.

Рис. 131. Схема электрического коронного сепаратора

На минеральных частицах адсорбируются заряженные ионы воздуха. Минерал-проводник при соприкосновении с поверхностью осадительного барабана-электрода быстро разряжаются, заряжаются положительно и отталкиваются от плверхности осадительного барабана, попадая в отделение приемного бункера для концентрата Частицы минерала – диэлектрика благодаря оставшемуся на них заряду, притягиваются к барабаны и удерживаются на его поверхности, откуда снимаются щетков в отделение для непроводников. Минералы- полупроводники или сростки минералов разгружаются в промпродуктовое отделение.

В барабанных коронно-электростатических сепараторах ( рис.132) помимо осадительного и коронирующего электрода устанавливаются отклоняющие электроды, которые имеют потенциал, одинаковый с коронирующим электродом и создают дополнительно электростатическое поле.

В таких сепараторах частицы минералов, попадая в поле коронного разряда, приобретают его заряд. Минералы различной проводимости получают заряды различной величины в зависимости от скорости разрядки. Затем частицы минералов попадают в зону действия электростатического поля отклоняющего электрода, и притягиваются к нему, т.к. обладают зарядом того же знака. Электростатическое поле стремится освободить частицу от заряда или передать его осадительному электроду. Передача заряда с частицы-диэлектрика будет происходить очень медленно и заряд частицы не изменится за время ее пребывания в электростатическом поле. Более того, электрические силы этого поля будут прижимать

Рис. 132. Схема коронно-электростатическог

сепаратора.

1 – отклоняющий электрод; 2 – коронирующий

Электрод; 3 – шибер; 4 – бункер; 5 – осадительный

Электрод; 6 – щетка; 7 – делители; 8 – приемникм

частицы к осадительному электроду., что будут способствовать передаче заряда минерала-проводника заземленному электроду, что ускорит его отрыв от поверхности осадительного электрода.

Электростатическое поле оказывает также влияние на полу коронного разряда. Повышение напряженности электростатического поля сокращает зону зарядки минералов и уменьшает ток коронного поля. Поэтому большое значение для процесса сепарации в таком комбинированном поле имеет взаимное расположение электродов. Уменьшение расстояния межу коронным и отклоняющим электродами приводит к уменьшению зоны зарядки.

В настоящее время наиболее широкое распространение в промышленной практике электрической сепарации получили коронно- электростатические сепараторы типа ЭКС и СЭС.

Коронно-электростатический сепаратор ЭКС – 1250, схема которого представлена на рис. 133, имеет два осадительных электрода диаметром 130 мм, устанавливаемых друг под другом.

Рис. 133. Схема коронно-электростатического

сепаратора ЭКС -1250

1 – бункер с электроподогревом; 2 – барабанный питатель; 3 – осадительный электрод; 4 – коронирующий электрод; 5 – отклоняющий электрод; 6 – щетка; 7 – делительные шибера; 8 – перекидные стенки; 9 – проводники; 10 – непроводники; 11 – промпродукт; 12 - приемники

Перед каждым осадительным электродом на расстоянии 40 мм размещается под углом 20…25˚ коронирующий электрод ( нихромовая проволока диаметром 0,3…0,4 мм) и под углом 45…50˚ отклоняющий электрод ( текстолитовый стержень диаметром 25 мм).. В сепараторе выделяется три продукта 6 проводники, промпродукт и диэлектрики. Выход продуктов регулируется шиберами.

Сепаратор ЭКС- 3000 отличается от сепаратора ЭКС – 1250 длиной барабана и отсутствием нижних перечистных парабанов. Коронирующий электрод сепаратора представляет собой цилиндрическую колодку с рядами игл. Отклоняющий электрод выполнен из металлической трубки диаметром 10…12 мм и заключен в эбонитовый или керамический чехол. Техническая характеристика сепараторов типа ЭКС приведена в табл.56.

Таблица 56. Техническая характеристика коронно-электростатических сепараторов

Секционные электрические сепараторы СЭС ( рис. 134 ) собираются из отдельных блоков , представляющих собой самостоятельный рабочий аппарат, состоящий из питающего бункера, направляющего лотка, осадительного, коронирующего и отклоняющего электродов.

Рис.134. Схема электрического сепаратора СЭС-2000

1 – питатель; 2 –коронирующий электрод; 3 –отклоняющий электрод; 4 – заземляющий электрод; 5 – отсекатель; 6 - щетка

Верхние блоки имеют загрузочное устройство с питателем , а нижние – приемные бункера . Такая конструкция позволяет в одном аппарате совмещать несколько обогатительных операций и получать готовые продукты. Техническая характеристика электрических сепараторов СЭС представлена в табл. 57.

Таблица 57. Техническая характеристика электрических сепараторов СЭС

Пластинчатый электростатический сепаратор ПЭСС представляет собой аппарат, состоящий из 88 блоков. В каждом блоке, схема которого представлена на рис.135, имеется верхний пластинчатый заземленный электрод, заряженный отрицательно, отклоняющий клинообразный электрод и заряженный нижний положительный электрод.

Рис.135. Схема секции электрического сепаратора ПЭСС

1 – питатель; 2 – пластинчатый заземленный электрод; 3 – верхний высоковольтный электрод; 4 –нижний высоковольтный электрод; 5 – изолятор; 6 , 7 – приемники продуктов сепарации; 8 - отсекатель

Между электродами движется слой нагретого до 90…100˚С материала , в котором частицы диэлектриков получают отрицательный трибозаряд, а частицы проводников – положительный. При этом минералы- проводники отклоняются к верхнему электроду и направляются в приемник для проводников. Минералы – диэлектрики отклоняются в сторону нижнего электрода и попадают в приемник для диэлектриков. Сепараторы отличаются большой производительностью (16…20 т/ч) и возможностью выполнения в одном аппарате основных и перечистных операций с получением готовых фракций проводников и непроводников. В сепараторе смонтировано 8 секций, которые состоят из 11 блоков. Питание в сепаратор подается четырьмя двухсторонними питателями. Рабочее напряжение в сепараторе составляет 18…20 кВ. Угол наклона плоскости – 37…40˚, зазо между электродом и плоскостью - 24…25 мм.

Трибоэлектростатические сепараторы СТЭ состоят из системы плоскостей, на которых частицы минералов приобретают трибозаряд, статических электродов и отсекателя, который разделяет отсепарированный материал. Исходная минеральная смесь при температуре 90…140^˚С из питателя двумя потоками поступает на плоскости, которые имеют угол наклона 38…40^˚ и называются подготовительными . Перемещаясь самотеком минералы приобретают различные по величине и знаку зарядов, благодаря трению о поверхность плоскостей и друг о друга. Заряженный таким образом материал поступает в электростатическое поле, которое создается заряженными электродами при рабочем напряжении на них 20 кВ. Зазор между электродами и плоскостью составляет 45…65 мм. При свободном падении в межэлектродном пространстве траектория движения минеральных частиц изменяется в зависимости от остаточного заряда, напряжении на заряженном электроде, градиента напряженности поля, а также плотности и крупности частиц. Отклоненная фракция выводится из сепаратора, а остальной материал на вторую, а затем на третью секцию. Производительность сепаратора составляет 6…7 т/ч при крупности исходного материала 0,3…0,074 мм .