SEPARACJA

SEPARACJA

ELEKTRYCZNA

ELEKTRYCZNA

Właściwości elektryczne

substancji:

- przewodnictwo
- przenikalność
dielektryczna (stała
dielektryczna)
Separacja elektrodynamiczna
Separacja dielektryczna

1

m 10m 100m 1000m 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