22.02.2021

Сепарация угля в электростатическом поле


Сепарация по различию в электропроводности


Электропроводность частиц угля и породы резко различна, что делает возможным их разделение в электрическом поле.

Схема простейшего электросепаратора, работающего на принципе использования различия в электропроводности частиц исходного материала, показана на рис. 154.
Сепарация угля в электростатическом поле

Заряжение частиц осуществляется при соприкосновении их с заряженным электродом. При этом частицы породы получают одноименный с электродом заряд и отталкиваются от него, а частицы угля практически не заряжаются и не изменяют своего пути в сепараторе.

На рис. 155 показана схема электростатического каскадного сепаратора ВУГИ-1, работающего по тому же принципу. Сепаратор состоит из 16 пар зигзагообразно расположенных пластин — электродов. Нижние электроды гладкие, верхние — жалюзиобразные. Один ряд электродов (+) заземлен, а другой (—) изолирован. Рабочее напряжение сепаратора составляет примерно 70 кв. Расстояние между электродами 40—60 мм. Над верхней секцией установлен бункер для исходного угля. Сепарируемый материал подвергается последовательному воздействию 16 различных электростатических полей. Попадая на заряженную гладкую пластину, частицы породы интенсивно заряжаются и отталкиваются к противолежащему жалюзиобразному улавливающему электроду. Частицы угля заряжаются медленнее и, не достигая противолежащего электрода, падают на следующую гладкую пластину. На эту пластину попадают также не успевшие зарядиться частицы породы, которые продолжают свой путь в сепараторе. Частицы породы, попавшие на жалюзиобразные электроды, выводятся в приемники для породы; остающиеся на нижних электродах частицы угля — в приемник для угля.

Данные о результатах обогащения на этом сепараторе угольной мелочи приведены в табл. 120.


Сепарация по различию в электризации трением


При сепарации по различию в электризации трением знаки образующихся электрических зарядов на разделяемых частицах зависят от их природы, состояния поверхности, способа трения, внешних условий и др. На больших площадях соприкосновения трущиеся частицы получают значительные трибоэлектрические заряды с высокими потенциалами.

При скатывании по лоткам из различных изолирующих материалов (стекла, фарфора, эбонита и др.) и по заземленному металлическому лотку частицы породы заряжаются отрицательно, а частицы угля — положительно. Наибольший отрицательный заряд частицы породы получают на лотке из органического стекла, где отрицательно заряжаются также и частицы угля, но заряд их примерно в пять раз меньше заряда частиц породы.

При положительном потенциале металлического лотка частицы угля и породы получают положительные заряды, а при отрицательном — заряжаются разноименно. В последнем случае заряды частиц породы примерно в десять раз больше, чем при заземленном лотке.

Схема сепаратора, использующего различие в электризации трением в извилистой трубке, приведена на рис. 156.
[/center
Поступающий из бункера исходный материал распыляется в воздухе и продувается через извилистую трубку. Частицы угля и породы приобретают различные по величине и знаку электрические заряды и разделяются в электростатическом поле.

Схема электростатического сепаратора для обогащения угольной мелочи крупностью до 1,5 мм, работающего по тому же принципу, приведена на рис. 157. Исходный материал продувается через трубки. Заряженные частицы поступают в межэлектродное пространство, где частицы крупностью < 0,2 мм отклоняются к электродам и выводятся из процесса. Более крупные частицы направляются в нижнюю часть сепаратора и скатываются по отрицательно заряженным лоткам. При этом они заряжаются также и за счет трения. Частицы породы, заряды которых в несколько раз больше зарядов частиц угля, удаляются через жалюзи. Остающийся материал — частицы угля и незарядившиеся частицы породы — поступает на вторую секцию заряженных лотков, где происходит дальнейшее его разделение.

Градиенты напряженности электрического поля: между электродами в верхней части сепаратора 2—4 кв/см, в нижней 8—10 кв/см.

При обогащении на этом сепараторе угольной мелочи с исходной зольностью 8,7% были получены: концентрат (выход 60,2%; Aс = 4,0%), промпродукт (выход 29,9%; Aс = 12,2—19,5%) и отходы (выход 9,9%; Aс = 22,1—28,5%).

На сепараторах, работающих по принципу использования различия в электризации частиц трением, исследовалось поведение отдельных петрографических ингредиентов угольной мелочи. При этом установлено, что частицы фюзена заряжаются отрицательно, что дает возможность выделить их из массы угля.

[center]Комбинированная сепарация


Схема электростатического сепаратора ВУГИ-2, работающего на принципе использования различий в электропроводности и электризации трением, приведена на рис. 158.

Сепаратор состоит из двух секций. В верхней секции исходный материал электризуется при продувании через трубки и попадает в электрическое поле, образуемое заряженными вращающимися барабанами. Здесь отделяются частицы угля и породы крупностью << 0,2 мм, направляемые в жалюзийные уловители, расположенные под барабанами. Более крупный материал поступает на нижнюю секцию, состоящую из каскадно расположенных электродов, на которых происходит дальнейшая его сепарация.

Результаты обогащения угольной мелочи крупностью < 1,5 мм в этом сепараторе приведены в табл. 121.






Яндекс.Метрика