Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

Определение эффективных режимов в коронно-электростатических барабанных сепараторах

Как известно, эффективность электростатической сепарации зависит от крупности материала, от толщины слоя материала на осадительном электроде, конструкции и взаиморасположения электродов.

Кроме напряженности поля, на эффективность электростатической сепарации существенное влияние оказывает скорость вращения осадительного электрода. Увеличения напряженности поля ускоряет зарядку частиц, что может привести к избыточному заряжению более проводящих минералов, следовательно к засорению ими непроводниковую фракцию. Эффективность сепарации может быть восстановлена повышением скорости вращения осадительного электрода за счет увеличения центробежной силы, сообщаемой частицам. При этом происходит качественное изменение процесса коронно-электростатической сепарации. Некоторые частицы могут стартовать с поверхности осадительного электрода еще до перезарядки при наличии остаточного заряда.

Свидетельствующие об этом данные получены на материале, содержащем циркон и ильменит. Подобные результаты получены и на других коллективных концентратах, содержащих полупроводниковые и диэлектрические минералы.

На основании экспериментальных данных разработана методика определения оптимальных режимов электростатической сепарациититано-циркониевого концентрата. Она учитывает закономерности извлечения минералов от напряженности поля коронного разряда при различных скоростях вращения осадительного электрода .

На основе зависимости эффективности сепарации от напряженности поля Е при скоростях вращения осадительного электрода 6,3;7,8;9,3 и 10,8 м ^. с^-1 получено оптимальное соотношение Е = f(v) , при котором достигается максимальная эффективность процесса (рисунок). Таким образом, установление эффективного режима сепарации сводится к определению напряженности поля коронного разряда, которая является предельно возможной для данного типа коллективного концентрата. Затем по кривой Е = f(v) необходимо установить соответствующую скорость вращения осадительного электрода.

Исследования, проведенные на титано- циркониевых концентратах показали, что наиболее эффективные режимы достигаются при определенном соотношении скорости вращения осадительного электрода и напряженности поля коронного разряда. Повышение напряженности ионизирующего поля до значений, близких к предельному, позволит увеличить скорость вращения осадительного электрода. При этом эффективность сепарации выросла 6-15 %, а производительность сепаратора - на 20–35 %.

Рисунок - Соотношение Е/vпри максимальной эффективности электростатической сепарации титано-циркониевых (1), оловянно-вольфрамовых (2) и тантало-ниобиевых (3) концентратов (штрих пунктиром обозначена зона искровых пробоев).

Детальное изучение процесса разделения дисперсного материала показали, что сепарация в поле коронного разряда постоянного напряжения не исчерпывает возможности повышения эффективности.

По мере увеличениянапряженности поля, даже в наиболее эффективных режимах сепарации, наблюдается возрастание извлечения минералов-полупроводников в непроводниковую фракцию и промпродукт, т.е. происходит взаимное засорение продуктов. Причиной этому являются, во-первых, избыточное заряжение частиц полупроводников, вследствие которого они не успевают своевременно разрядиться в зоне разделения. Во-вторых, на осадительном электроде происходит захват частиц полупроводников непроводниковыми частицами.

Установлено, что при малом содержании минералов-полупроводников в исходном материале снижение эффективности процесса, вызванное их захватом, более значительно. В таких случаях рекомендуется снизить плотность укладки дисперсных материалов на осадительном электроде.

Разработанная методика предлагается для практического применения при доводке коллективных концентратов, содержащих полупроводниковые и диэлектрические минералы.