Способ электрической сепарации сыпучих материалов

(51)7 03 7/00, 03 3/38 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к электрической сепарации сыпучих материалов. Повышение эффективности сепарации достигается тем, что в способе электрической сепарации сыпучих материалов, содержащих непроводящие и проводящие частицы, включающем их подачу на осадительный электрод, обработку коронным разрядом импульсного напряжения с последующим разделением во внешнем электростатическом поле на непроводниковую и проводниковую фракции, согласно изобретению, длительность паузы между импульсами тока коронного разряда задают равной времени разряда проводящих частиц на осадительный электрод. 9085 Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, а именно к электрической сепарации сыпучих материалов. Известен способ электрической сепарации в поле коронного разряда постоянного высокого напряжения (Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения. М. Недра, 1977, с. 161-189), в котором высокое напряжение подают одной полярностью на коронирующий электрод, представляющий собой тонкую нихромовую нить, а другой - на осадительный электрод в виде цилиндра из металла. Полярность коронирующего электрода может быть положительной или отрицательной. Сепарируемый коллективный концентрат, содержащий проводники,полупроводники и диэлектрики подают на вращающийся осадительной электрод, где подвергают воздействию потока подвижных ионов, выработанных коронным разрядом постоянного высокого напряжения. Ионы оседают на частицы и сообщают им заряд согласно полярности коронирующего электрода, так как частицы имеют контакт с осадительным электродом, одновременно происходит отекание заряда с поверхности частиц. Далее частицы подаются во внешнее электрическое поле, созданное осадительным и отклоняющим электродами, где частицы проводника и полупроводника, обладающие большой контактной проводимостью, успевают разрядиться на осадительный электрод, затем приобретают его заряд и отталкиваются от него. Эти частицы попадают в бункер для электропроводной фракции. Частицы непроводников, обладающие малой контактной проводимостью, на осадительном электроде разряжаются намного медленнее, чем частицы проводников. Поэтому они притягиваются к осадительному электроду, затем в конце процесса снимаются щеткой и собираются в бункере для непроводниковой фракции. Частицы, не оттолкнувшиеся от осадительного электрода и не притянувшиеся к нему, собираются в бункере для промпродукта. Эффективность разделения частиц в основном зависит от разности в зарядах, полученных в поле коронного разряда. Чем больше разность в зарядах частиц разделяемых минералов, тем выше качество разделения. Однако известный способ обеспечивает эффективную сепарацию только до напряженности поля 4,0 кВ/см. При повышенной напряженности поля коронного разряда (свыше 4,0 кВ/см) происходит избыточное заряжение проводников и полупроводников, вследствие чего их выход в непроводниковую фракцию и промпродукт увеличивается. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электрической сепарации сыпучих материалов, содержащих непроводящие и проводящие частицы, включающий их подачу на осадительный электрод, обработку коронным разрядом импульсного напряжения с последующим разделением во внешнем электростатическом поле на непроводниковую и проводниковую фракции (а. с. СССР 862988, кл. В 03 С 3/38, 1981). На коронирующий электрод сепаратора подают униполярное напряже 2 ние с импульсами прямоугольной формы, а длительность паузы между импульсами задают равной времени полного разряда проводящих частиц, содержащихся в сепарируемом материале. Недостатком указанного способа является невысокая эффективность сепарации. Задачей изобретения является разработка способа электрической сепарации сыпучих материалов,реализуемого при использовании импульсов непрямоугольной формы. Технический результат изобретения - повышение эффективности сепарации - достигается тем, что в способе электрической сепарации сыпучих материалов, содержащих непроводящие и проводящие частицы, включающем их подачу на осадительный электрод, обработку коронным разрядом импульсного напряжения с последующим разделением во внешнем электростатическом поле на непроводниковую и проводниковую фракции, согласно изобретению, коронный разряд создают периодическими импульсами непрямоугольной формы, а длительность паузы между импульсами тока коронного разряда задают равной времени разряда проводящих частиц на осадительный электрод. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена установка для реализации предлагаемого способа на фиг. 2 - график, где показана форма высоковольтных импульсов напряжения, подаваемых на коронирующие электроды и форма импульсов тока коронного разряда. Установка для электрической сепарации сыпучих материалов содержит бункер 1, осадительный электрод 2, коронирующий электрод 3, высоковольтный источник 4 непрямоугольных униполярных импульсов, отклоняющий электрод 5, диод 6, сборник проводниковой фракции 7, щетку 8, сборник непроводниковой фракции 9. Способ осуществляют следующим образом. Исходный сепарируемый материал, содержащий непроводящие и проводящие частицы (фиг. 1) подают из буккера 1 на вращающийся осадительный электрод 2 коронно-электростатического барабанного сепаратора, где подвергают зарядке в поле коронного разряда, созданного осадителем 2 и коронирующим 3 электродами. Коронирующий электрод 3 подключают к высоковольтному источнику непрямоугольных униполярных импульсов 4. Непрямоугольные высоковольтные импульсы (фиг. 2) подают на электроды сепаратора исходя из условия равенства длительности паузымежду импульсами тока коронного разряда и времени, необходимого для разряда проводящих частиц на осадительный электрод. При появлении тока коронного разряда, частицы на осадительном электроде подвергают интенсивной зарядке подвижными ионами. Во время паузы между импульсами тока коронного разряда частицы разряжают на осадительный электрод, причем проводящие частицы после каждого импульса тока,согласно предложенному способу, разряжаются до нулевого значения (электрически нейтральное со 9085 стояние). Непроводящие частицы из-за малой удельной объемной проводимости после каждого импульса тока коронного разряда накапливают избыточный заряд, что приводит к росту разности в зарядах непроводящих и проводящих частиц на выходе из зоны зарядки. При условии равенства длительности паузы между импульсами тока коронного разряда и времени разряда проводящих частиц на осадительный электрод, разность зарядов разделяемых частиц достигает максимального значения, что приводит к более качественной сепарации исходного материала. Из зоны зарядки (фиг. 1) частицы подают во внешнее электростатическое поле, созданное осадительным 2 и отклоняющим 5 электродами. Отклоняющий электрод 5 подключают к источнику 4 через диод 6. Проводящие частицы во внешнем электростатическом поле отскакивают от осадительного электрода и образуют проводниковую фракцию 7. Непроводящие частицы, благодаря избыточным зарядам,удерживаются на осадительном электроде 2, затем их снимают щеткой 8 в непроводниковую фракцию 9. Частоту импульсов тока коронного разряда задают периодом, который состоит из длительности паузы между импульсами тока коронного разряда и длительности самих импульсов. Длительность импульсов тока коронного разряда принимают равной 1-10 от длительности постоянной времени зарядки проводящих частиц. Таким образом, за один импульс проводящая частица получает ограниченный заряд, который затем за время паузы полностью стекает с поверхности частицы. Заряд на непроводящих частицах за время паузы остается почти без изменений, следовательно, после каждого периода происходит накопление зарядов. Ограничение заряда на непроводящих частицах приводит к увеличению разности в зарядах разделяемых частиц на выходе из зоны коронного разряда. Пример 1. Сепарируемый материал подготовлен на основе компонентов коллективного концентрата с известными электрическими и физическими параметрами. Время разряда проводящих частиц на осадительный электрод состав 1,510-3 с. Электрическую сепарацию осуществляют на коронно-электростатическом барабанном сепараторе. На высоковольтные электроды сепаратора подают пульсирующее высокое напряжение. Осциллограммы высоковольтных импульсов и импульсов тока коронного разряда соответствуют графику (фиг. 2). Высоковольтные импульсыимеют треугольную форму с экспоненциальным срезом. Ток коронного разрядапоявляется на переднем фронте высоковольтных импульсов. Длительность импульсов и паузы обозначена соответственно и, п. Электрическая сепарация осуществлена в двух режимах. В первом длительность паузы между импульсами высокого напряжения задана равной времени разряда проводящих частиц. Во втором - длительность паузы между импульсами тока коронного разряда установлена равной времени разряда проводящих частиц. Эффективность электрической сепарации по проводниковой фракции п определена по формуле ппн-100 ,где п - эффективность электрической сепарации,п - извлечение проводящих частиц в проводниковую фракцию,н - извлечение непроводящих частиц в непроводниковую фркцию, . Полученные данные сведены в таблице. Таблица Длительность паузы между импульсами тока коронного разряда Длительность паузы между импульсами напряжения- скорость вращения соединительного электрода. Как видно из таблицы, эффективность сепарации во втором режиме выше на 11,0 . Повышение эффективности процесса по предлагаемому способу электрической сепарации сыпучих материалов при других непрямоугольных формах высоковольтных импульсов (пилообразные, колоколообразные и синусоидальные) составило от 8 до 16 . Для каждого конкретного сыпучего материала необходимая частота импульсов определяется с учетом удельной объемной проводимости проводящих частиц, которая обычно находится в пределах от 110-4 до 110-8 Ом-1 м-1. Способ реализуется с достаточно высокой эффективностью в широком диапазоне частот высоковольтных импульсов от 0,05 до 25 кГц. Таким образом, предлагаемый способ имеет значительные преимущества по сравнению с прототипом, реализуется значительно проще, формирование непрямоугольных импульсов в указанном диапазоне частот не требует сложных дорогостоящих устройств. 3 9085 Способ электрической сепарации рекомендуется к применению при переработке труднообогатимых полезных ископаемых без дорогостоящей реагентной обработки, относится к экологически чистой,безотходной и энергосберегающей технологии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ электрической сепарации сыпучих материалов, содержащих непроводящие и проводящие частицы, включающий их подачу на осадительный электрод, обработку коронным разрядом импульсного напряжения с последующим разделением во внешнем электростатическом поле на непроводниковую и проводниковую фракции, отличающийся тем, что коронный разряд создают периодическими импульсами непрямоугольной формы, а длительность паузы между импульсами тока коронного разряда задают равной времени разряда проводящих частиц на осадительный электрод.