2014-02-04
1074
Общая характеристика трибоэлектрической сепарации
Трибоэлектрическая сепарация
Трибоэлектрическая сепарация основана на использовании трибоэлектрического эффекта и применяется в основном для разделения обладающих низкой электропроводностью минералов и веществ с диэлектрическими и полупроводниковыми свойствами.
Сущностью явления электризации трением является переход носителей электрических зарядов от одного контактирующего тела к другому вследствие различной концентрации в них носителей заряда. Возникающий на границе соприкосновения тел поток электронов или дырок продолжается до установления их равновесной концентрации и выравнивания потенциалов соприкасающихся тел. Направление перехода носителей зарядов определяется соотношением величин работы выхода электрона контактирующих частиц. При относительно высоком значении работы выхода электроны приобретаются и тело заряжается отрицательно, при низком значении — электроны теряются и тело заряжается положительно.
На практике электризация частиц трением осуществляется двумя способами:
• многократным соприкосновением всех частиц с поверхностью транспортирующего лотка или наклонной плоскости, выполняющих роль электризатора. Способ контактной электризации обеспечивает возможность
селективной зарядки путем подбора соответствующих электризующих поверхностей, однако из-за необходимости монослойного прохождения материала при электризации имеет ограниченную производительность;
• контактом частиц минералов между собой при перемешивании их во вращающемся барабане или ином устройстве, обеспечивающем интенсивное соударение. Способ обеспечивает высокую производительность, но имеет ограниченные возможности регулирования процесса зарядки частиц.
Для изменения электрических свойств минералов при подготовке материала к трибоэлектрической сепарации применяют:
• термическую обработку, являющуюся основным способом подготовки материала к сепарации, поскольку при комнатной температуре возникающие контактные заряды незначительны. Материал перед сепарацией нагревают обычно до 50—300 °С с учетом оптимальной температуры нагрева для каждой пары разделяемых минералов;
• обработку реагентами, сопровождающуюся при их закреплении на поверхности минералов резким изменением концентрации свободных носителей электрического заряда и работы выхода электрона. Селективной физической сорбцией или хемосорбцией реагентов на одном из минералов можно добиться изменения не только величины, но и знака заряда, возникающего на нем при контактной электризации;
• радиационное воздействие, вызывающее активизацию примесных уровней и увеличение концентрации носителей зарядов в зоне проводимости минералов. Например, при облучении излучением с длиной волны от 10-6 до 1,5∙10-2 м и интенсивностью 0,7—0,9 В/см2, контактный заряд силикатных минералов увеличивается в несколько раз.
