选矿概论电选

电选 同种电荷互相排斥 站在绝缘椅子上的女孩触摸带电的起电机后 带上了与起电机相同种类的电荷 她的头发也带上了同种类的电荷 相互排斥 因此头发都炸开了 一 二 三 电选基本原理 四 电选设备与应用 主要内容 矿物的电性质 颗粒带电方式 五 电选影响因素 一 矿物的电性质 矿物的电导率 电导率 其物理意义是长度为1cm 截面积为1cm2的矿物的导电能力 表示电子在矿物体中移动的难易程度 电导率的单位是 1 cm 1或者S cm 根据电导率的大小 将矿物分为三类 1导体矿物 104 105 1 cm 1 如自然铜 石墨 2半导体矿物 10 10 102 1 cm 1 如硫化矿 金属氧化矿等 3非导体矿物 10 10 1 cm 1 如硅酸盐 碳酸盐矿物 一 矿物的电性质 矿物的电导率 导体矿物 是它们在电场中吸附电子以后 电子能在其颗粒表面自由移动 或者在高压静电场中受到电极感应后 能产生可以自由移动的正负电荷 非导体矿物 在电晕电场中吸附电荷以后 电荷不能在其表面自由移动或传导 在高压静电场中正负电荷只是中心发生偏离 不能被移走 一旦离开电场 矿物立即恢复原状 对外不表现正负电性 一 矿物的电性质 矿物的介电常数 介电常数 描述矿物电性的指标之一 在无限大的均匀电介质中 电场强度减小为真空中场强的1 倍 即 E 矿物在真空中的电场强度 导体矿物的介电常数 非导体矿物的介电常数 1 半导体矿物的 介于中间 真空 空气 的介电常数最小 1 E1 矿物在电介质中的电场强度 一 矿物的电性质 矿物的比导电度 比导电度指某种物料由非导体转变成导体所需的电位差 临界电压 与石墨的临界电压 2800V 之比 石墨是良导体 电子流入或流出石墨所需要的电位差最低 国际上以此电位差值作为标准临界电压 例如 磁铁矿成为导体的临界电压为7800V 则其比导电度为2 79 即是石墨临界电压的2 79倍 比导电度是衡量物料导电性的一个标志 比导电度越高 导电性越差 一 矿物的电性质 矿物的整流性 在测定矿物的比导电度时发现 石英只有高压电极带正电且电位差为8892 14820V时 才表现为导体 而方解石只有高压电极带负电且电位差为10920V时 才表现为导体 高压电极带正电时为非导体 磁铁矿在高压电极带正负电时均可表现为导体 只能在高压电极带负电时 获得正电荷的矿物称为正整流性矿物 只能在高压电极带正电时 获得负电荷的矿物称为负整流性矿物 不论高压电极带什么样的电荷均可表现为导体的矿物称为全整流性矿物 一 矿物的电性质 根据矿物的比导电度可以确定电选时采用的最低分选电压 根据矿物的电导率可以判断用电选法对两种矿物进行分选的的可能性 二者的电导率差别越大 越容易分离 两种矿物的介电常数相差越大 越容易分离 根据矿物的整流性可以确定高压电极的极性 一 矿物的电性质 举例 石英与金红石的电性质对比 分选石英和金红石时 高压电极必须为负极 使石英呈现非导体性质 金红石呈现导体性质 进而达到两者分离的目的 精美的金红石集合体 二 颗粒带电方式 直接传导带电 当矿粒直接和电极接触时 导电性好的矿粒就获得同电极极性一样的电荷 从而被电极排斥 而导电性差的矿粒 则只能被电极极化而产生束缚电荷 靠近电极一端产生与电极相反的电荷 从而被电极吸引 利用矿粒的导电性差异在电极上表现不同的行为 可达到分离的目的 二 颗粒带电方式 感应带电 矿粒不与带电体或电极接触 在电场中受感应作用 导电性好的矿粒在靠近电极的一端产生和电极极性相反的电荷 另一端产生相同的电荷 矿粒上的这种电荷是可以移走的 如移走的电荷和电极极性相同 则剩下的电荷便和电极极性相反 从而矿粒被电极吸引 导电性差的矿粒虽处在同样条件 却只能被电极极化 其电荷不能被移走 因而不能被电极所吸引 二者运动轨迹产生差异 即可进行分离 二 颗粒带电方式 感应带电 二 颗粒带电方式 电晕带电 在电晕放电电场中 不同性质的矿粒因吸附空气离子而得符号相同但数量不同的电荷 因而受到不同的电力作用 产生不同的运动轨迹 从而可以实现分离 电晕放电指气体介质在不均匀电场中碰撞电离 产生的电子和正负离子分别向相反电极移动 形成电晕电流 并伴有吱吱声的现象 二 颗粒带电方式 二 颗粒带电方式 摩擦带电 不同性质的矿粒互相摩擦或者与给料设备表面摩擦 从而使不同性质的矿粒带上符号相反 数量足够的电荷 这种带电方式叫摩擦带电 经摩擦带电的矿粒通过电场时 将分别被正 负电极吸引 从而实现分选 三 电选基本原理 什么是电选 电选是基于被分离物料在电性质上的差别 不同电性质的颗粒在电选机电场中受到的电场力和机械力 重力 离心力等 的作用不同 从而具有不同的运动状态而实现分选的一种物理选矿方法 矿物之间的电性差别 内因 本质 电选机提供电场使物料颗粒带电 电选的外部条件 三 电选基本原理 电晕 静电复合电场分选示意图 三 电选基本原理 当高压直流负电通至电晕极和静电极后 由于电晕极直径很小 其附近形成很高的电场强度 于是电晕极向鼓筒方向放出大量高速运动的电子 这些电子撞击空气分子使之电离 正离子飞向负极 负离子飞向鼓筒产生电晕放电 这样 靠近鼓筒一边的空间都带负电荷 静电极则只产生高压静电场而不放电 三 电选基本原理 入选物料均匀地给到鼓筒表面上并随之进入电场 开始时导体和非导体矿粒都吸附负电荷 导体矿粒很快把负电荷通过鼓筒进行传导 同时又受到高压静电场的感应 靠近静电极的一端感生正电 靠近鼓筒的一端感生负电 负电又迅速地由鼓筒传走 最终只剩下正电荷 带正电的导体矿粒受到鼓筒排斥 再加上矿粒本身重力和离心力的作用 使它脱离鼓筒落下而成为导体产品 非导体矿粒所获负电荷很难转移 受到鼓筒的吸引而紧贴于鼓筒表面 随鼓筒转动至电场背面刷子刷下成为非导体产品 中等导电颗粒则在中间落下成为半导体中矿 三 电选基本原理 库仑力 矿粒在电场中受力情况 非均匀电场力 界面吸引力 重力分力 离心惯性力 矿粒在电选机鼓面上的受力分析 导体颗粒在AB范围内落下 满足 半导体颗粒在BC范围内落下 满足 非导体颗粒在CD范围内落下 满足 四 电选设备与应用 低压静电场电选机 四 电选设备与应用 四 电选设备与应用 摩擦电选机物料进入摩擦荷电之前 先加温到120 200 然后进入给矿槽中 使之互相摩擦并与槽底接触碰撞 从而各自获得正负电荷 将已带电荷的物料给到鼓筒式摩擦电选机中进行分选 采用的静电极可以带高压负电或正电 给矿槽 转鼓电极 接地 带电电极 负电 带 电矿粒 四 电选设备与应用 多级电选机分选示意图 四 电选设备与应用 白钨矿与锡石的分离白钨矿与锡石的密度很相近 但两者的电性明显不同 锡石的介电常数大 为24 27F m 白钨矿的介电常数小 仅为5 6F m 锡石为导体矿物 白钨矿为半导体矿物 所以电选是使两者分开的最有效的方法 四 电选设备与应用 钛铁矿 金红石的电选钛铁矿 金红石的粗精矿绝大多数来自海滨砂矿及陆地砂矿 次之为原生矿 在砂矿粗精矿中 主要含磁铁矿 钛铁矿 金红石 独居石 钻石等 其中含量最高者为钛铁矿 次之为金红石等 按电性质 可将这些矿物分成 导体矿物 磁铁矿 钛铁矿 金红石 褐铁矿 白钛矿等 非导体矿物 锆石 独居石 石英 电气石 石榴石 绿帘石 十字石 蓝晶石等 用弱磁选选出磁铁矿后 余下的矿物中钛铁矿磁性最强 独居石次之 金红石和锆石都是非磁性矿物 对这些矿物 需用电选一磁选一浮选联合流程 才能获得较好的分选效果 四 电选设备与应用 脉矿中钛铁矿的精选攀枝花选钛厂处理的是选铁车间的磁选尾矿 其中含有钛铁矿 磁铁矿 硫化矿 钛辉矿 斜长石等 电选工艺流程如图所示 五 电选影响因素 物料性质的影响 物料的湿度 加热干燥 物料的表面性质 药剂处理矿物表面 磨矿擦洗 物料的粒度组成 物料分级 3 0 05mm 给矿方式和给矿量 均匀给矿 适宜的给矿量 五 电选影响因素 电