Диапазон размеров частиц при электростатической классификации
Мм мкм
Ионная бомбардировка
Индуцированный заряд
Трибоэлектрический (контактный заряд)
Примечание. Обозначение, а - сухое разделение, расширенный диапазон для ряда специальных материалов; б - сухое разделение, стандартный диапазон; в - мокрое разделение, стандартный диапазон.
3. Преодолевая силу тяжести, эта сила поднимает частицы с поверхности, и они направляются в свой бункер. Параметры электрического поля подбирают таким образом, чтобы для непроводящих или менее проводящих компонентов возникающей электростатической силы было недостаточно для подъема этих частиц с поверхности и они транспортировались в другой бункер. Такие классификаторы, иногда называемые экранными или пластинчатыми, нашли промышленное применение для окончательной очистки некоторых видов минерального сырья, например, рутила и циркона.
Контактная электризация (см. табл. 2.3.3) - один из старейших методов, используемых при электростатической классификации непроводящих минералов. 1. Если два диэлектрика привести в соприкосновение, а затем разъединить, то материал с более высокой диэлектрической восприимчивостью оказывается заряженным положительно, а другой - отрицательно. 2. Если затем предоставить частицам возможность свободно падать в поперечном электростатическом поле, то частицы с зарядами разного знака будут отклоняться в противоположные стороны. 3. Таким образом, первичное разделение происходит по диэлектрическим характеристикам компонентов в смеси.
Однако приобретаемый частицей контактным способом заряд обычно мал и быстро рассеивается при столкновениях с другими частицами и колебаниях влажности. Для преодоления этого отрицательного явления применяют химическое кондиционирование поверхности частиц, обычно парами специально подобранного вещества. Например, при сухом электростатическом обогащении сильвина и галита (каменной соли) используют пары три - хлорацетата или салициловой кислоты, а при электростатическом выделении неорганической серы из тонко измельченного угля - пары аммиака.
При диэлектрофорезе (см. табл. 2.3.3) частицы в целом остаются нейтральными, но поляризуются и движутся в неоднородном электростатическом поле. Обычно такая классификация проводится в жидкости. Движение частиц не зависит от направления поля, вследствие чего для его создания возможно использование переменного тока. Эффект взаимодействия частиц с полем пропорционален их объему и гораздо сильнее проявляется при разделении относительно крупных частиц. Диэлектрофорез как способ классификации требует сильно расходящегося электростатического поля относительно высокой напряженности. В средах с невысокой диэлектрической проницаемостью (2...7) это обычно 104 В/м, но при высокой проницаемости (например, 80, как у воды) возможно снижение напряженности до 500 В/м. При использовании электрофореза требуемая напряженность значительно меньше. Кроме того, применение диэлектрофореза требует заметной разницы в диэлектрических проницаемостях частиц и среды, в которой проводится разделение (не менее 1).
В электростатическом классификаторе, использующем диэлектрофорез, на поверхности вращающегося барабана параллельно его оси расположены проволочные электроды 1 (рис. 2.3.25). Ниже барабана в жидкости расположен экранный электрод 2. Электроды подключены к высоковольтному источнику переменного тока. Частицы с большей диэлектрической проницаемостью с большей силой
|
Классификатора, использующего диэлектрофорез |
Увлекаются в сторону возрастания электрического поля, т. е. в сторону проволочных электродов барабана. После прохождения над экранным электродом они падают в бункер.
Несмотря на большие потенциальные возможности, применение диэлектрофореза все еще ограничено в большинстве случаев лабораторными и пилотными установками. В промышленности такие классификаторы нашли применение в качестве фильтров для диэлектрических жидкостей и для удаления примесей из пищевых полуфабрикатов. В качестве среды для диэлектрической классификации используют нитробензин, керосин, ксилен, этанол и пропанол. При классификации в воздухе в большей степени влияют форма, плотность и дипольный момент частиц. Поэтому потенциальное использование этих классификаторов связано с разделением волокнистых материалов и частиц по их коэффициенту «плоскостности».
