Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

Результаты электростатической сепарации коллективных концентратов в поле коронного разряда

Исследования проведены на промышленном сепараторе СЭС-1000М. Сепарируемый материал - черновой коллективный концентрат, подготовленный для переработки по существующей схеме доводки. Целью исследования является установление оптимальных режимов процесса в поле коронного разряда постоянного напряжения и определение влияния повышенной напряженности поля на эффективность сепарации.

Значения потенциала при которых проведены исследования, определены следующим образом. Установлен верхний предел напряжения поля коронного разряда, равное 21,7 ^.10³ В, при котором электростатическая сепарация осуществляется при допустимой частоте искровых пробоев.

Таким образом, электростатическая сепарация осуществлялась при величинах постоянного напряжения 16,3 ^.10³; 17,6 ^.10³; 19,0 ^.10³; 20,3 ^.10³ и 21,7 ^.10³ В и при частотах вращения осадительного электрода от 1,83 до 8,58 об ^. с ^-1 через каждые 0,74 об^. с ^-1.

По данным химического анализа продуктов, содержащихся в каждой секции пробоотборника (их всего 19), веер сепарируемого материала разделен на три части. При отборе проб из блока 2 пятиблочного сепаратора СЭС-1000М разделение производилось в следующем порядке:

с I по 8 секции - непроводниковый продукт

с 9 по 12 секции - промпродукт

с 13 по 19 секции - электропроводный продукт .

Как известно, электростатическая прочность коронирующего промежутка игла-цилиндр ниже, по сравнению с промежутком провод-цилиндр. Поэтому при одном и том же напряжении на коронирующих электродах в промежутке игла-осадительный электрод достигается более высокие плотности тока коронного разряда, что интенсифицирует процесс зарядки частиц, уложенных на осадительном электроде.

При напряжении 16,3 10^-3 В исследования проведены на черновом коллективном концентрате, содержащем 5,74 - 6,52% оксидов элементов, условно принятых за полупроводник и 21,54 - 25,35% оксидов элементов, условно принятых за проводник. Наиболее эффективным оказался режим при n =5,58 об с ^–1 . Извлечения компонентов в продуктах сепарации составляют, соответственно, в электропроводном - 61,7% и 78,6%, непроводниковом – 33,2% и 18,4%, в промпродукте - 5,1% и 3,0% . Эффективность процесса по минералам в проводниковой фракции составляет

j_{пп =} 21,4 % j _{п =} 38,3 % j_{∑ =} 34,6 %

При напряжении 19,0 ^.10³ В исследования проведены на коллективном концентрате, содержащем 6,59-7,53% оксидов полупроводниковых элементов и 26,08-29,65% оксидов проводниковых элементов. Наилучшим по суммарной эффективности является режим, соответствующий частоте вращения осадительного электрода 5,58 об^. с ^-1. Извлечение компонентов в продуктах сепарации соответственно составляет, в электропроводном продукте -69,6% и 88,0% , в непроводниковом - 25,8 % и 8,9 %, в промпродукте - 4,6% и 3,1%. Эффективность процесса в этом режиме равна

j_{пп =} 16,1 % j _{п =} 34,5 % j_{∑ =} 30,8 %

При напряжений 21,7 10^-3 В исследования по электростатической сепарации проведены на коллективном концентрате, содержащем 7,0-7,63% оксидов полупроводников и 29,76-31,26% оксидов проводников. Исключение составляет режим, в котором исходный материал содержит 6,81% полупроводниковых оксидов .

Извлечения компонентов в продукты сепарации составляют, соответственно, в электропроводный - 55,5% и 73,6% , непроводниковый -37,6% и 22,6% , промпродукт - 6,0 % и 3,8%. Эффективность процесса в этом режиме

j_{пп =} 14,6 % j _{п =} 32,7 % j_{∑ =} 29,0 %

Лучшие результаты электростатической сепарации по второму компоненту достигнуты при скоростях вращения осадительного электрода в пределах 4,08-5,58 об ^. с ^–1. Однако, эти режимы по первому компоненту не являются лучшими, самая высокая эффективность по которому, равная 17,2%, достигнута при скорости вращения равной 7,08 об ^. с ^–1.

Полученные данные при трех значениях высокого напряжения подтверждают вывод о существовании оптимального соотношения между напряженностью поля и скоростью вращения осадительного электрода сепаратора. Причем это соотношение зависит от проводимости каждого минерала-проводника. Для коллективного концентрата существует оптимальное соотношение указанных параметров по каждому из минералов-проводников. Поэтому эффективный режим по минералу проводнику может оказаться менее эффективным по минералу полупроводнику. В таких случаях режим электростатической сепарации целесообразно определять по усредненным параметрам. В качестве усредненного показателя может служить суммарная эффективность процесса по этим минералам. Лучшими по суммарной эффективности являются режимы, при которых достигается эффективность свыше 30%. В частности, при напряжении 16,3^.10^-3 В достигнуты значения эффективности равные 30,1, 34,6 и 31,6% при скоростях вращения осадительного электрода, соответственно : 4,08% ; 5,58 и 6,33 об ^. с ^-1.

При напряжении 19,0 ^.10 ³ В суммарная эффективность сепарации равная 30,8 % достигнута при частоте вращения осадительного электрода равной 5,58 об ^. с ^-1 .

При напряжении 21,7 ^.10^-3 В суммарная эффективность процесса во всем диапазоне скоростей вращения осадительного электрода ниже 30%.

Видимо, наличие интенсивных искровых пробоев при повышенной напряженности поля коронного разряда не даёт возможности выявить другие оптимальные соотношения параметров. Другими словами, такие искровые пробои влияют на процесс как отрицательный фактор, подавляющий эффективность процесса.

Отсутствие эффективных режимов электростатической сепарации при напряжениях 19,0 ^.10³ В и 21,7 ^.10³ В видимо, обусловлено еще избыточной зарядкой частиц полупроводникового минерала в поле коронного разряда.

На основе изложенных данных можно предположить, что, при постоянном напряжении на коронирующем электроде, более эффективные режимы электростатической сепарации черновых концентратов находятся в диапазоне с низкими значениями рабочего напряжения.