选矿--电选.

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1、 电选的内容很广泛，包括电选、电分 级、摩擦带电分选、介电分选、高梯度电 选、电除尘诸方面。 电 选 电选-是利用各种矿物及物料电性质不同而进行分选 的一种物理选矿方法。 电选在工业上的应用始于1908年，此后在相当长的时期内进展不大， 直到20世纪50年代末期，才有了新的发展，得到了更为广泛的应用。 介电分选-是在液体介质或空气介质中进行的，通常 大多在液体介质中进行。 摩擦电选-是利用两种矿物互相接触、碰撞和摩 擦，或使之与某种材料做成的给矿槽摩擦，产生大 小不同而符号相反的电荷，然后给入到高压电场中， 由于矿粒带电符号不同，产生的运动轨迹也明显不 同，从而使两种矿物分开。 两种介电常数不

2、同的矿粒或物料，在非均匀电场中， 如果某种矿粒的介电常数大于液体介电常数，则该种矿粒 被吸引，反之，介电常数小于液体者则被排斥，从而使之 分开 是在介电分选原理的基础上发展起来的一种新方法， 它主要是针对微细粒矿物的分选。 高梯度电选 在介电液体中放入介电体(非导体)纤维或小球，此种介电体 受到电场极化后，在其表面产生极不均匀的电场，从而增加了 非均匀电场的作用力。当其中一种矿粒的介电常数大于液体介 电常数时，粒子被吸向电场强度及梯度最大区域，反之则被排 斥而进入低的电场区域，两种矿粒的运动轨迹也不同，故能使 之分开。高梯度电选，很类似于高梯度强磁选，放入分选罐内 的纤维或球介质，与高梯度磁选

3、的钢毛或其他介质相似，也是 一种捕获介质。 除介电分选及高梯度电选是在介电液体中进行 外，其余均为干式作业，对缺水地区具有优越性。对 一些只适宜于干式分级的物料，电分级具有明显的优 点。电选对周围环境不产生污染，因而在世界上一些 发达国家，得到了更广泛的应用。 目前除少数一些矿物直接采用电选外，在大多数 情况下，电选主要用于各种矿物及物料的精选。电选 前，大多先经重选或其他选矿方法粗选后得出粗精矿 ，然后采用单一电选或电选与磁选配合，得出最终精 矿。 电选的有效处理粒度通常为012 mm，但对片状或密度小的物料如云母、 石墨、煤等，其最大处理粒度则可达5 mm左右. 在大多数情况下，电选都是在

4、高压电 场中进行的，除少数采用高压交流电源外 ，绝大多数均用高压直流电源，将负电输 到电极，个别情况下才采用正电。 电选广泛用于下列诸方面： 这两种类型的矿物常先经重选或其他选矿方法，除去大 量的脉石矿物或围岩，得到一定品位的粗精矿，然后电选， 或与磁选配合精选，使各种有用矿物彼此分开。 电选对除去铁精矿、锰矿及铬矿中的硅酸盐类矿物(如石 英等)有特殊的效果。现在常在这些矿石分选后，再增加一段 电选以进行精选，不仅能进一步提高精矿晶位，且大大降低 了二氧化硅的含量，这对降低炼铁中的焦比、节约能源、提 高高炉利用系数，具有重要意义。 黑色金属矿的分选 砂金矿的精选 非金属矿物的分选 各种固体物料

5、的分级 有色和稀有金属矿物的分选 砂金也是先经过重选，得出重矿物，通常包括黄金、 磁铁矿、钛铁矿及少量石英等，将此重矿物用磁选与电选 配合进行精选。当用磁选除去磁性矿物后，再用电选精选 黄金，可以得到品位很高、富集比很大的黄金精矿，比一 般选矿方法要优越得多 此类矿物包括石墨、石棉、金刚石、磷灰石、煤、钾 盐、石英及长石的分选或精选，国外应用电选分离这些矿 物者较多。 包括各种金属和非金属以及其他固体物料，在工业发达国家中 对各种化工原料、涂料及冶金中的金属粉末、刚玉粉等的粒度要求 很严格，当这些物料又不能采用湿式分级方法时，电分级就成为一 种最为可行的方法，并能克服湿式分级而带来的一系列困难

6、和省去 必需的一系列浓缩、过滤和干燥设备。 2 矿物的电性质 矿物的电性质是电选的依据 所谓矿物电性质是指矿物的电阻、介电常数、比导 电度以及整流性等，它们是判断能否采用电选的依据。 由于各种矿物的组分不同，表现出的电性质也明显有别 ，即使属于同种矿物，由于所含杂质不同，其电性质也 有差别，但不管如何，总有一定的变动范围，可根据其 数值大小判定其可选性。 2.1 电阻 矿物的电阻是指矿物的粒度d1mm时所测定出的欧 姆数值。根据所测出各种矿物的电阻值，常将矿物分成 下列三种类型： 导体电阻小于106者，表明此类矿物的导电性较 好，在通常的电选中，能作为导体分出。 非导体电阻大于107者，此类矿

7、物的导电性很 差，在通常的电选中，只能作为非导体分出。 中等导体即其导电性介于导体与非导体之间， 电阻大于106而小于107者，此类矿物常作为电选中矿 分出。 电选中的导体与非导体的概念与物理学中的导体、 半导体和绝缘体是有很大差别的。 所指的导体矿物是指在电场中吸附电子后，电子能 在矿粒上自由移动，或在高压静电场中受到电极感应后 ，能产生正负电荷，这种正负电荷也能自由移动。非导 体则相反，它在电晕场中吸附电荷后，电荷不能在其表 面自由移动或传导，在高压静电场中只能极化，正负电 荷中心只发生偏离，并不能移走，只要一脱离电场则又 恢复原状，而不表现出正负电性。导电性中等(或称半导 体)的矿物，则

8、是介于导体与非导体之间的这类矿物 矿物中的杂质对矿物的导电性有显著影响。在实际 中，一些矿物表面常常被其他物质污染，从而改变了矿 物的电性质。 例如，在钽铌矿、白钨锡矿的精选中，由于表面粘附有铁质，原本 属于非导体的矿物如石英、石榴石、长石、锆石等，变成了导体矿 物，给电选造成困难。解决的方法是采用酸洗，清除表面杂质。 对于电阻小于106者，电子的流动是很容易的，反 之，电阻大于107者，电于不能在表面自由运动，这在 电晕选矿时表现最明显。当用电选分选导体和非导体时 ，两者电阻值悬殊愈大，则愈容易分选。 2. 2介电常数 介电常数是指带有介电质的电容与不带介电质(指真 空或空气)的电容之比，在

9、相同的电压下，如果在电容器两 极之间放人介电质后，则电容器之电容必然会增加。介电 常数可用下式表示： 介电常数值的大小是目前衡量和判定矿物能否采用电 选分离的重要判据，介电常数越大，表示其导电性越好， 反之则表示其导电性差。一般情况下，介电常数大于12者 ，属于导体，用常规电选可作为导体分出，低于12者，若 两种矿物的介电常数仍然有较大差别，则可采用摩擦电选 而使之分开，否则，难以用常规电选方法分选。大多数矿 物属于半导体矿物。 根据研究结果，介电常数的大小并不决定于电场强 度的大小，而取决于测定所用交流电源的频率，且与温 度有关。 矿物的介电常数，可以用平板电容法及介电液体 法测定。前者为干

10、法，适应于大块结晶纯矿物，后者 为湿法，可用来测细颗粒的介电常数。 2.3 比导电度 测定装置由一接地的金属滚筒 和一个平行于滚筒的带高压电的金 属圆管组成。 被测矿物给到滚筒上，在电 场的作用下，颗粒由于感应而迅速 产生表面电荷，当电压达到一定数 值时，颗粒变成导体，迅速变成等 电位表面，与接地滚筒的电位相同 ，因此被吸向电极，使之落下轨迹 发生偏离，此时电压即为最低电压 。反之，如电压低，矿粒不表现出 导体的偏离作用，而被吸附在滚筒 上沿普通轨迹落下。 采用不同电压、不同电性(正电或负电)测定出各种 矿物所需的最低电压。石墨是良导体，所需电压最低， 仅为2800V，国际上习惯以它作为标准，

11、将各种矿物所 需最低电压与它相比较，此比值即定义为比导电度。例 如钛铁矿所需最低电压为7800V，则其比导电度为7800 2800279，其他矿物比导电度依此类推。 比导电度的确定方法 这些测出和标定的电压乃最低电压，而不是最佳分选电压，实际分选电 压常比最低电压要高得多。 4 整流性 在测定矿物的比导电度时会发现，有些矿物只有当 高压电极带负电时才作为导体分出，如方解石；而另一 些矿物则只有高压电极带正电时才作为导体分出，如石 英；还有一些如磁铁矿、钛铁矿等，无论高压电极的正 负，均能作为导体分出。矿物表现出的这种与高压电极 极性相关的电性质称作整流性。 只获得正电的矿物叫正整流性矿物，如方

12、解石，此 时电极带负电； 只获得负电的矿物叫负整流性矿物，如石英，此时 电极带正电； 不论电极正负，均能获得电荷的矿物叫全整流矿物 ，如磁铁矿等。 根据矿物介电常数和电阻的大小，可以大致确定矿 物用电选分离的可能性；根据矿物的比导电度，可大致 确定其分选电压，当然此电压乃是最低电压；根据矿物 的整流性，可确定电极的极性。但实际上往往采用负电 进行分选，正电很少采用，因为采用正电时对高压电源 的绝缘程度要求较高，且不能带来更好的效果。 3 矿粒的带电方式 电选机采用的电场有静电场、电晕电 场和复合电场三种。 矿粒带电的方法有传导、感应、电晕 以及接触摩擦带电。 3.1传导带电 传导带电方法是最简

13、单的方法。在静电场 中，矿粒与带电电极直接接触，由于矿粒本身 的电性质不同，与带电电极接触后所表现出的 行为也明显不同 3.2 感应带电 感应带电与传导带电显然不同，感应带电是矿粒 并不与带电电极接触，完全靠感应的方法而带电 导体矿粒在电场中感应后，靠负极的一端感应为正电， 另一端则为负电；非导体矿粒则只受到电场极化，正负电 荷中心产生偏转，表现出的电荷为束缚电荷，不能移走。 根据正负电互相吸引的原理，导体矿粒立即吸向负极(带电电极) ，在此一瞬间，正负电均通过传导而移走，然后从负极得到负电荷 而被排斥，最终矿粒停留在接地极上。如两电极不是平行板极而带 电电极又为尖电极，则导体颗粒会被吸向尖电

14、极，非导体矿粒则仍 停留在原来的位置。 3.3 电晕电场中带电 传导、感应带电均属静电场，两者均不放电。 电晕电场不同，构成电场的电极之一采用直径很小的丝 电极，曲率很大，通以高压直流正电或负电；而另一电极为 平面或直径很大的鼓筒并接地。在高电压作用下，丝电极周 围空气被击穿，正电荷迅速飞向高压负电极，负电荷迅速飞 向接地正电极，从而在整个分选空间充满荷电体。电晕带电 在整个电选发展史上起了重大的作用，使电选效率大大提高 不论导体和非导体均能在 电场中获得电荷，导体矿 粒的介电常数大，获得的 电荷多，但因其导电性好 ，吸附在表面的电荷能在 表面自由流动，故能很快 地分布于矿粒表面。 而吸附于非

15、导体表面的 电荷不能自由流动，导体和 非导体颗粒与接地极接触， 导体上的电荷瞬间(约为1 4011000s)传导至接地极 而消失，非导体由于导电性 很差或不导电，表面吸附的 电荷不能传走或要花比导体 至少多100乃至1000倍的时间 才能传走一部分，所以与接 地极相互吸引。 3.4复合电场中带电 复合电场是指电晕电场与静电场相结合的电场，复 合电场电选机的分选效果要好于单一的静电场或电晕电 场电选机。复合电极的形式一种是电晕电极在前，静电 极在后；另一种则是电晕极与静电极混装在一起 不论导体和非导体矿粒均先在电晕场中荷电，但 随着矿粒往前运动，立即受到静电极的作用，导体传 走电荷后，受到静电极

16、的感应而带电并吸向静电极方 向，非导体则不同，由于所吸附之电荷不能传走，受 到静电极的斥力，将矿粒压于接地极(鼓筒面或平面极)，显 然两者的运动轨迹很不相同，据此将导体和非导体分开。 电晕极与静电极混装强化了静电场的作用，对导 体加强了静电极的吸引力，对非导体则加强了斥力， 使之紧吸于鼓面。 4 矿粒在电场中所受到的各种电场力和机械力 颗粒进入电场后，既受到各种电场力的作用，又受 到各种机械力的作用。电场力和机械力的大小决定了矿粒 的运动轨迹。对电选效果有影响的电场力主要有库仑力、 镜面吸力，机械力主要有离心力和重力。 库仑力 矿粒在电场中获得电荷后，立即受到库仑力的作用，即使 是导体矿粒，当它在高压静电场中受到感应而带电时，同样受 到库仑力的作用。 对导体矿粒而言，库仑力为静电极对它的吸引力，其方向 朝向带电电极；对非导体矿粒而言，则为斥力，方向朝向接地 极。 镜面吸力 对非导体矿粒而言，表面荷有大量电荷而 不能传走，必然与金属构件的鼓筒发生感应， 而对应地感应出正电荷，从而吸在鼓筒表面。 虽然这