Електричне збагачення корисних копалин (рос. электрическое обогащение полезных ископаемых, англ. electric mineral processing, electric mineral preparation; нім. elektrische Aufbereitung f, sortieren im elektrischen Feld n der nutzbaren Mineralien pl) — метод збагачення корисних копалин в електричному полі, оснований на відмінностях електрофізичних властивостей компонентів, що розділяються: електропровідності, діелектричної проникності та трибоелектростатичного ефекту (сприйнятливості речовини до електризації через дотик).
Вступ Редагувати
За електропровідністю ефективно розділяються речовини-провідники або напівпровідники від непровідників; трибоелектичний спосіб найпридатніший для розділення речовин, що мають близьку електропровідність; за діелектричною проникністю доцільно розділяти компоненти корисних копалин, які різко відрізняються за цим показником, наприклад, метали, сульфідні руди, графіт — від неметалів.
Застосовується також для розділення матеріалів за крупністю (класифікацією) та знепилення.
Область застосування — зернисті сипучі матеріали крупністю 3-0,05 мм.
Найбільш широко Е.з.к.к. використовується при дозбагаченні чорнових концентратів рідкісних металів.
Крім того, Е.з.к.к. застосовується при збагачуванні залізних руд, фосфорних, калійних, кварцових, магнезитових, баритових, азбестових та ін. руд.
Історія впровадження Редагувати
Електрична сепарація запропонована у 1870 р. у США. В промисловості вперше метод застосовано на початку ХХ ст. в США (1901 р. — Блек, Моршер, 1905 р. — Гуфф). В Україні метод, зокрема, знайшов застосування на Вільногорський МК для доводки комплексних титаноцирконових гравітаційних концентратів.
Сьогодні електрична сепарація застосовується для доводки чорнових концентратів алмазних і рідкіснометалічних руд: титан-цирконієвих, тантало-ніобієвих, олов'яно-вольфрамових, рідкісно-земельних (монацит-ксенотимових). Менш поширена електрична сепарація гематитових руд, кварцу і польового шпату, збагачення калійних (сильвінітових) руд, вилучення вермікуліту та ін.
Загальний опис Редагувати
Для збагачення корисних копалин, а також розділення за крупністю (електрокласифікація) використовують різні електрофізичні властивості: електропровідність, діелектричну проникність, поляризацію тертям, нагріванням та ін. У залежності від способу утворення на частинках заряду і його передачі у процесі електричної сепарації розрізняють електростатичну, коронну, діелектричну, трибоадгезійну сепарації.
При електростатичній сепарації розділення проводиться у електростатичному полі, частинки заряджаються контактним або індукційним способом. Розділення за електропровідністю відбувається при зіткненні частинок з електродом (наприклад, зарядженою поверхнею барабана; електропровідні частинки при цьому отримують однойменний заряд і відштовхуються від барабана, а неелектропровідні не заряджаються). Утворення різнойменних зарядів можливе при розпиленні, ударі або терті частинок об поверхню апарата (трибоелектростатична сепарація). Вибіркова поляризація компонентів суміші можлива при контакті нагрітих частинок з холодною поверхнею зарядженого барабана (піроелектрична сепарація).
Коронна сепарація проводиться у полі коронного розряду, частинки заряджаються йонізацією. Коронний розряд створюється в повітрі між електродом у вигляді вістря або дроту і заземленим електродом, наприклад, барабаном; при цьому провідні частинки віддають свій заряд заземленому електроду. Частинки також можуть заряджатися йонізацією, наприклад, радіаційною.
Діелектрична сепарація проводиться за рахунок пондеромоторних сил в електростатичному полі; при цьому частинки з різною діелектричною проникністю рухаються за різними траєкторіями.
Трибоадгезійна сепарація базується на відмінностях в адгезії частинок після їх електризації тертям. Тертя реалізується при транспортуванні частинок по спеціальній підкладці, в киплячому шарі при зіткненні частинок одна з одною. Можливі комбіновані процеси електричної сепарації: коронно-електростатичний, коронно-магнітний та ін. Відносно мала поширеність процесу. пояснюється її високою енергоємністю, необхідністю експлуатації складного високовольтного обладнання (напругою 20-60 кВ), а також вимогами до ретельного попереднього просушування матеріалу, що важко забезпечити на збагачувальних фабриках.
За продуктивністю, економічними та технологічними характеристиками процес електричного збагачення конкурує з флотацією. Економіко-екологічні оцінки фахівців (В. В. Кармазін), показують, що в майбутньому, в зв'язку з дефіцитом прісної води, роль електричних методів збагачення буде зростати.
Література Редагувати
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
- Білецький В. С., Смирнов В. О. Технологія збагачення корисних копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 272 с.
- Білецький В. С., Олійник Т. А., Смирнов В. О., Скляр Л. В. Основи техніки та технології збагачення корисних копалин: навчальний посібник. — К.: Ліра-К 2020. — 634 с. [ 13 лютого 2022 у Wayback Machine.]
- Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с.