Электрические сепараторы

Электрические сепараторы различают по способу электрической сепарации, характеристике электрического поля и характеру движения материала в зоне разделения.

Электрические сепараторы отличаются низкой энергоемкостью, не используют промышленную воду, не загрязняют воздушную среду, поддаются полной автоматизации и управлению.

Они состоят из трех основных частей:

• зарядное устройство, или электризатор, в котором заряжаются минералы;

• собственно сепарирующая часть, в которой частицы разделяются;

• высоковольтный агрегат.

Электростатический сепаратор — это электрический сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по различию их электропроводности в электростатическом поле.

Рис.2. Схемы электрических сепараторов:

а – барабанный; б – пластинчатый каскадный; в – коронно-электростатический; г – трибоэлектрический

Принципы работы электростатических сепараторов:

• Электростатический барабанный сепаратор (рис.2, а)

Исходный материал из бункера 1 тонким слоем подается на заряженный барабан 2. При контакте с барабаном электропроводные частицы заряжаются одноименным с ним зарядом и, отталкиваясь от барабана, двигаются по криволинейным траекториям в приемник электропроводной фракции 7. Неэлектропроводные частицы заряжаются медленнее и падают без отклонения траектории в приемник 4 в результате очистки поверхности барабана щеткой 3. Смесь зерен различной электропроводности попадает в приемник 5.

• Электростатический пластинчатый (каскадный) сепаратор (рис. 2, б)

Нижние пластинчатые электроды 10 гладкие, верхние 9 — жалюзиобразные. Один ряд пластинчатых электродов заземлен (+), а другой установлен на изоляторах и соединен с источником высокого напряжения (-). Рабочее напряжение на электродах составляет около 70 кВ. Исходный материал последовательно проходит каскад пластин, подвергаясь воздействию электрического поля. Минералы-непроводники скользят по пластинам 10 и выводятся в приемник 4, минералы-проводники отрываются от гладкого электрода и, пройдя жалюзи противоположного электрода 9, скатываются в приемник 7.

• Коронно-электростатический барабанный сепаратор (рис.2, в)

В нем одновременно используются поле коронного разряда и электростатическое поле.

Исходный материал из питателя 1 равномерно по всей ширине тонким слоем подается на вращающийся заземленный барабанный осадительный электрод 2 и транспортируется в зону действия электрического поля коронного разряда, образованного коронирующим электродом 11. Здесь каждая частица смеси приобретает заряд, знак которого соответствует знаку короны. Поскольку частицы во время зарядки находятся в контакте с поверхностью заземленного осадительного электрода, одновременно с зарядкой частиц происходит их разрядка. Частицы, обладающие высокой электропроводностью (проводники), выйдя из зоны действия коронного разряда, быстро отдают свой остаточный заряд осадительному электроду и центробежными силами сбрасываются с барабана в приемник для проводников 7.

Частицы с меньшей электропроводностью медленнее отдают свой заряд осадительному электроду и отрываются от него позже проводников. Непроводящие частицы, не успевшие разрядиться за 3/4 оборота осадительного электрода, очищаются с него щеткой и попадают в приемник 4.

Таким образом, частицы в зависимости от скорости передачи своего заряда осадительному электроду, определяемой их электропроводностью, имеют различные координаты точек отрыва от поверхности барабана. Образованию веера частиц способствует электростатическое поле, образуемое отклоняющим электродом 8.

• Трибоэлектрический сепаратор — это электрический сепаратор, в котором исходный материал разделяется на компоненты по различию приобретенных трибоэлектрических зарядов в электростатическом поле.

Трибоэлектрический барабанный сепаратор (рис.2, г) имеет зарядное устройство 12, отделенное от сепарирующей части. Зарядка минералов производится в аппаратах барабанного или другого типа путем электризации трением в результате контакта минералов друг с другом. Электризатор снабжен нагревателем для подогрева материала до 120—300 °С, поэтому для минералов, склонных к пироэлектрической электризации, вспомогательное значение при создании зарядов может иметь пироэлектрический эффект. Разделение происходит в электростатическом неоднородном поле постоянной полярности напряженностью 2—4 кВ/см, создаваемой между металлическим заземленным барабаном 2 и цилиндрическим отклоняющим электродом 8, на который подается высокое напряжение (15—50 кВ). Знак напряжения подбирается с учетом знака заряда, приобретаемого минералами при электризации.