Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

Состояние вопроса применимости в аппаратах ЭИТ коронного разряда импульсного и смешанного напряжения

 

В аппаратах электронно-ионной технологии (ЭИТ), в том числе в коронно-электростатических барабанных сепараторах зарядка и разделение  дисперсных твердых материалов  осуществляется при небольших градиентах поля, далеком от искрового пробоя [1,2]. Причинам, затрудняющим применение повышенной напряженности, относятся наличие в сепарируемом материале частиц проводящих минералов, которые  спровоцируют появление ранних искровых пробоев.  Кроме того ряд минералов- проводников по мере повышения напряженности поля на поверхности удерживают избыточное количество зарядов [3]. Такое же явление наблюдается при односторонней проводимости контакта частица-электрод.

В работе [4] отмечается, что увеличение напряженности электрического поля в n раз приводит к увеличению производительности сепаратора в n2 раза, так как кулоновская сила пропорциональна квадрату напряженности. При увеличении напряженности поля возрастает заряд частиц обрабатываемых материалов, что позволит увеличить скорость движения заряженных частиц в межэлектродном пространстве. Последнее приводит к повышению производительности сепаратора и селективности разделения материала. Обычно коронно-электростатические барабанные сепараторы работают в режиме далеком от искрового пробоя. Режим зарядки частиц вблизи искрового пробоя, является еще неосвоенным резервом [5].

  Вопросы искрозащиты подробно рассмотрены в монографии В.Н. Соколовского [6]. Применение искрозащитных устройств в аппаратах ЭИТ позволяет несколько повысить рабочую напряженность поля.

При правильно выбранной форме импульса [7] в коронирующем промежутке удается создать более высокие, чем при короне постоянного тока, напряженности и плотности объемного заряда. Для очищения коронирующего промежутка от зарядов предложено применение напряжения подпора .

Подача на коронирующий электрод сепараторов пульсирующего напряжения  [8,9] показала возможность качественного разделения исходного сырья, в том числе тонкоизмельченной гематитовой руды .

       Закономерности коронного разряда переменного тока, перспективность применения  импульсного и смешанного напряжения  в процессах электронно-ионной технологии при одновременном воздействии переменного и постоянного напряжений исследованы в работах [10-16].  В  барабанных  сепараторах с чередующимися положительными и отрицательными коронирующими электродами, предназначенных для разделения частиц по крупности и форме, достигнуты высокие качественные показатели процесса [17].

Наложением  пульсирующего напряжения на от искрового генератора на постоянное напряжение, подаваемого от выпрямленной установки коронно-электростатического сепаратора на титано-циркониевых концентратах получено повышение эффективности  на 9,4-11,2% по проводниковым, на 11,7-15% по непроводниковым минералам [18]. Проведенные экспериментальные исследования показали перспективность применения пульсирующего напряжения. К сожалению, полученные результаты не сопровождаются теоретическим анализом, что ограничивает  оценку применимости  предложенного способа для других видов минерального сырья.

       Кинетика зарядки частиц исследована при воздействии стационарного электростатического поля при наличии и отсутствии объемного заряда.  Процессы зарядки частиц в поле коронного разряда пульсирующего и импульсного напряжения рассмотрены чаще для частиц, находящихся во взвешенном состоянии [14,16].  

Из-за вовлечения в переработку весьма бедных и забалансовых руд значительно увеличился общий объем исходного сырья. Это привело к необходимости повышения эффективности и производительности доводочных операций с применением более совершенных аппаратов ЭИТ.

В последнее время нами разработан способ электростатической сепарации, включающий  разделение дисперсного сырья  в электрическом поле коронного разряда униполярного напряжения с пульсациями. Предложенный способ теоретически обоснован, позволяет выбирать параметры высоковольтного питания  с учетом электрических свойств сепарируемого материала. Промышленными испытаниями установлено, что при этом эффективность процесса  существенно возрастает, особенно по трудноизвлекаемым минералам, обладающим промежуточными свойствами.

 

Литература

1.Ангелов А.И., Верещагин И.П. и др. Физические основы электрической сепарации. Под ред. член-корр. АН СССР В.И. Ревнивцева. М.: Недра, 1983.- 271 с.

 2.Месеняшин А.И. Электрическая сепарация в сильных полях. М.: Недра, 1978. -175 с.

3.Ревнивцев В.И. Лабораторный электрический сепаратор //Бюлл. ЦИИИМ. -1957. - № 14. - с. 29-43.

4.Григорьев В.В., Душин А.Н. Опыт прогнозирования развития пара­метров электросепарации. В сб.: Теоретические основы и практи­ка электрической сепарации тонкоизмельченных материалов. М., Недра, 1974, с. 7-16.

5.Белов В.И., Олофинский Н.Ф. Применение искрозащитных устройств для повышения эффективности работы электросепараторов. В сб.: Теория и практика сепарации в электрическом и магнитном полях. М., Недра, с. 58-63.

6.Сокольский В.Н. Искрозащита технологических разрядных проме­жутков. Л.: Энергия. 1980. -178 с.

7.Максимов Б.К. Экспериментальное исследование коронного разряда в цилиндрическом конденсаторе при периодических импульсах на­пряжения //Электронная техника.: с. Технология и организация производства. -1966, вып. 3. - с. 17-21.

8.Патент Франции № I4I8445, 1965.

9.Патент США № 3322275, 1967.

10.Молотов П.Э. Исследование и разработка источников импульсно­го питания для изучения процессов электросепарации зерна: автореф.  …  канд. техн. наук:. –Челябинск.: Челя­бинский институт механизации и электрификации сельского хо­зяйства, 1968.  32 с.

 11.Левитов В.И. Корона переменного тока. М.: Энергия. 1975. - 208 с.

12.Карнаухов Н.М. Влияние напряженности электрического поля на се­парацию чистых минералов. //Тезисы докладов на заседании, посвященном обсуждению вопросов применения сил электрического поля в сепарации различных материалов и полезных ископаемых.  -  М., 1966. – с.96.

 13.Подкосов Л.Г. Интенсификация процесса электрической сепарации тонкозернистых редкометальных концентратов //Цветные металлы. – 1963. - №. I. - c. II-15.

14.Максимов Б.К. Зарядка частиц в электрическом поле периодического импульсного коронного разряда //Докл. науч. -техн. конф.      -М., МЭИ, 1967. - с. 196-205.

  15.Шварц З.Л., Нагорный В.В., Бурылева З.А., Гонозов А.Д. Применение импульсного напряжения для питания электрофильтров улавливающих высокоомную пыль//Электричество. – 1978. - №4.                      - С. 70-71.

16.Wite H.J Particle Charging iJi Electrostatic Precitation. AIEE, Transactions, 70, 1951, p. 1186 - 1191

17. А.С. 543417 СССР. Коронный электро­сепаратор /Месеняшин А.И.; опубл. в Б.И. № 3,1977. – 3с: ил. 

18.Тищенко А.Г., Каплун В.Г., Шестаков Г.С. Сравнение результа­тов испытаний схем электропитания электрических сепараторов ЭКС-1250. //Горная электромеханика. - Харьков, Изд-во Харьковско­го унив-та, 1969.    - вып. 14, с. 134-139.