SEPARACJA
SEPARACJA
ELEKTRYCZNA
ELEKTRYCZNA
Właściwości elektryczne
substancji:
- przewodnictwo
- przenikalność
dielektryczna (stała
dielektryczna)
Separacja elektrodynamiczna
Separacja dielektryczna
SEPARACJA
SEPARACJA
ELEKTRYCZNA
ELEKTRYCZNA
Właściwości elektryczne
substancji:
- przewodnictwo
- przenikalność
dielektryczna (stała
dielektryczna)
Separacja elektrodynamiczna
Separacja dielektryczna
1
m 10m 100m 1000m 1cm 10cm
1
10
100
1 000
10 000
100 000
Wielkość ziarna,
m
Separatory strumieniowo-zwojowe
Płuczki strumieniowe, stożki Reicherta
Stoły powietrzne
(węgiel)
(rudy)
Stoły szlamowe
Stoły koncentracyjne
węgiel
Hydrocyklony
(węgiel)
Separator Bartles-Mozley
Sep. Tasmowy Bartles
Flotacja
(węgiel)
Floculacja selektywna
Mokra separacja magnetyczna LI
Mokra separacja magnetyczna HI (wysokie natężenie)
Sucha separacja magnetyczna LI
Separacja elektryczna
Wychwytywanie
Osadazarki
wêgiel
os.
promieniowe
Sortowanie (przebieranie)
Rospuszczalność
Hydrocyklony
Separatory głębokie Separatory płytkie
Przewodnictwo elektrycz.
Gęstość i wielkość ziarn
podatność magnetyczna
własności powierzchniowe
Kolor, postać
Gęstość (ciecze ciężkie)
Wielkość ziarn
Mokre Przesiewanie Suche
Klasyfikacja hydrauliczna
Separacja elektryczna zachodzi w polu
Separacja elektryczna zachodzi w polu
elektrycznym dzięki sile F
elektrycznym dzięki sile F
el
el
działającej na ziarno o
działającej na ziarno o
ładunku powierzch-niowym Q
ładunku powierzch-niowym Q
t
t
. Siła ta wraz z siłą F
. Siła ta wraz z siłą F
g
g
przemieszcza ziarno w zależności od wartości i
przemieszcza ziarno w zależności od wartości i
znaku ładunku Q
znaku ładunku Q
t
t
na ziarnie.
na ziarnie.
F
F
el
el
= Q
= Q
t
t
E=A·q·E,
E=A·q·E,
[N]
[N]
A - powierzchnia ziarna, m
A - powierzchnia ziarna, m
2
2
E - pole elektryczne, V/m
E - pole elektryczne, V/m
q - ładunek powierzchniowy ziarna, C/m
q - ładunek powierzchniowy ziarna, C/m
2
2
Siła działająca na ziarno opisana jest także
Siła działająca na ziarno opisana jest także
równaniem Coulomba:
równaniem Coulomba:
2
t
el
h
Q
Q
F
0
4
1
Q
Q
t
t
Q - oddziaływujące ładunki punktowe
Q - oddziaływujące ładunki punktowe
0
0
- przenikalność dielektryczna próżni, h-
- przenikalność dielektryczna próżni, h-
odległość
odległość
Siła grawitacji:
Siła grawitacji:
gdzie:
gdzie:
- gęstość ziarna, kg/m
- gęstość ziarna, kg/m
3
3
d - średnica ziarna, m
d - średnica ziarna, m
g - przyspieszenie ziemskie, 9,81 ms
g - przyspieszenie ziemskie, 9,81 ms
-1
-1
g
d
6
1
F
3
g
Ładunek powierzchniowy można utworzyć na
Ładunek powierzchniowy można utworzyć na
dowolnej substancji jednak czas jego utrzymywania
dowolnej substancji jednak czas jego utrzymywania
się zależy od rodzaju substancji. Rozpraszanie się
się zależy od rodzaju substancji. Rozpraszanie się
ładunku zależy od właściwości obwodu
ładunku zależy od właściwości obwodu
elektrycznego utworzonego przez ziarno i otoczenie
elektrycznego utworzonego przez ziarno i otoczenie
0
0
0
t
t
σ
exp
τ
t
exp
Q
Q
Q
Ładunek elektryczny:
Q
0
– ładunek elektryczny w chwili powstania (t = 0), C
Q
t
– ładunek elektryczny w danej chwili t, C
t
–czas od chwili powstania ładunku, s
– tzw. czas relaksacji, s
– przewodnictwo (
–1
m
–1
),
– stała dielektryczna ziarna (bezwymiarowa),
0
– przenikalność dielektryczna próżni (8,854·10
–12
C
2
N
–1
m
–2
).
Proces separacji elektrycznej składa się z
Proces separacji elektrycznej składa się z
dwóch etapów:
dwóch etapów:
- ładowania ziarn mineralnych ( nadawania im
- ładowania ziarn mineralnych ( nadawania im
ładunku elektrycznego
ładunku elektrycznego
- rozdziału naładowanych ziarn w polu
- rozdziału naładowanych ziarn w polu
elektrycznym
elektrycznym
Metody nadawania ładunku elektrycznego
Metody nadawania ładunku elektrycznego
ziarnom:
ziarnom:
- jonizacja
- jonizacja
- tarcie wzajemne ziarn lub o podłoże
- tarcie wzajemne ziarn lub o podłoże
(tryboelektryzacja)
(tryboelektryzacja)
- kontakt ziarn z powierzchnią elektrody
- kontakt ziarn z powierzchnią elektrody
- indukcja elektryczna
- indukcja elektryczna
- ogrzewanie
- ogrzewanie
Separator elektryczny
Separator elektryczny
ulotowy
ulotowy
Separator elektryczny
Separator elektryczny
ulotowy
ulotowy
NIEPRZEWODZĄCE,
PRZYLEGAJĄCE DO BĘBNA
PRZEWODZĄCE,
ODRZUCANE OD BĘBNA
Apatyt
cyjanit
brookit
limonit
badeleit
magnezyt
kasyteryt
magnetyt+
baryt
monacyt
chromit+
manganit+
bastenzyt
kwarc
kolumbit+
pyryt
beryl
scheelit
diament*
rutyl
celestyt
sepentyn+
fluoryt
stibnit
korund
sfaleryt*
galenit
tantalit+
skaleń
spinel
złoto
tungstyt
granat
staurolit+
grafit
wolframit+
gips*
turnmalin+
hematyt+
hornblenda+ cyrkon
ilmenit
*właściwości tych minerałów są zmienne
+ minerały podatne na separację magnetyczną
5,0
5,0
+750
+750
1550
1550
4,32
4,32
Fe
Fe
3
3
Al
Al
2
2
[SiO
[SiO
4
4
]
]
3
3
granaty
granaty
4,5
4,5
6,0
6,0
-5,7
-5,7
2,65
2,65
SiO
SiO
2
2
kwarc
kwarc
b.d./NP
b.d./NP
+180
+180
320
320
4,40–5,10
4,40–5,10
Y[PO
Y[PO
4
4
]
]
ksenotym
ksenotym
12,0
12,0
+120
+120
250
250
4,80-5,50
4,80-5,50
(Ln,Y)[PO
(Ln,Y)[PO
4
4
]
]
monacyt
monacyt
8,6
8,6
12,0
12,0
-2,44
-2,44
-2,14
-2,14
4,67
4,67
Zr[SiO
Zr[SiO
4
4
]
]
cyrkon
cyrkon
89,0
89,0
173,0
173,0
+12
+12
50
50
4,20-4,30
4,20-4,30
TiO
TiO
2
2
rutyl
rutyl
33,7
33,7
81,0
81,0
+200
+200
1500
1500
4,50-5,00
4,50-5,00
FeTiO
FeTiO
3
3
ilmenit
ilmenit
Przenikalnoś
Przenikalnoś
ć
ć
dielektryczna
dielektryczna
e,
e,
Farad/m
Farad/m
Podatność
Podatność
magnetyczn
magnetyczn
a
a
właściwa
właściwa
,
,
m
m
3
3
kg
kg
-1
-1
.
.
10
10
-9
-9
Gęstość
Gęstość
d,
d,
10
10
3
3
kg/m
kg/m
3
3
minerał
minerał
b.d./NP – brak
b.d./NP – brak
danych/nieprzewodzący
danych/nieprzewodzący
Właściwości magnetyczne i elektryczne minerałów ciężkich z
Właściwości magnetyczne i elektryczne minerałów ciężkich z
piasków
piasków
klasyfikacja
Wzbogacanie
grawitacyjne
Separacja
magnetyczna
n.n.p.
Separacja
magnetyczna
w.n.p.
Separacja
elektryczna
Separacja
elektryczna
koncentrat
koncentrat
rutylu
rutylu
koncentr
at
cyrkonu
koncentr
at
ilmenitu
koncentr
at
monacyt
u
żwir,
zanieczyszczenia
piasek kwarcowy,
granaty
produkt
magnetytowy i
tytanomagnetytow
y
nadawa
nadawa
(urobek ze
(urobek ze
złoża)
złoża)
koncentrat
koncentrat
grawitacyj
grawitacyj
ny
ny
frakcje
frakcje
niemagnetycz
niemagnetycz
ne
ne
frakcja
frakcja
przewodząca
przewodząca
frakcja
magnetyczna
frakcja
magnetyczna
frakca
nieprze-
wodząca
koncentra
koncentra
t złota
t złota
f.n.
f.n.
f.p.
f.p.
piase
piase
k
k
Układ technologiczny wydzielania i rozdziału
Układ technologiczny wydzielania i rozdziału
koncen-tratów minerałów ciężkich z kruszyw
koncen-tratów minerałów ciężkich z kruszyw
naturalnych
naturalnych