Электрическая сепарация

Электрическая сепарация применяется для классификации, обеспыливания и обогащения многих руд. Для этой цели используют коронные трибоадгезионные и электростатические сепараторы, теория действия которых, в основном разработана советскими учеными (М.Ф. Олофинским и др.). Высокая производительность и простота конструкции выдвигают на первый план электрические сепараторы со свободным падением (электростатические сепараторы) с предварительной электризацией дисперсного материала.

Фосфоритовые руды многих месторождений состоят в основном из кварца и фосфата. Первый обладает свойствами диэлектрика, второй –полупроводника.

Избирательная статистическая электризация компонентов фосфоритной руды является обязательным условием эффективного разделения минералов. Она может осуществляться нагреванием измельченного материала до определенной температуры и зависит от крупности и формы зерен, чистоты их поверхности и др. Фосфат ракушечного типа чаще состоит из остроугольных пластин, зерна кварца имеют округлую форму. Этим нарушается стабильность траекторий падения частиц в сепараторах. Отрицательно влияет слипание различно заряженных частиц. Чем крупнее частицы, тем значительнее изменение этой траектории.

Для фосфоритов наиболее распространен метод сепарации в электрическом поле с предварительной зарядкой минералов [12,15]. Кварц, апатит и фосфат так же, как и некоторые другие минералы, получают достаточные для сепарации электростатические заряды при нагревании и последующем охлаждении до определенной температуры сопровождающимся перемешиванием.

До обогащения сростки минералов должны быть раскрыты и самый тонкий материал (в основном глина) – отделен. Особо мелкие частицы проявляют тенденцию покрывать поверхность минералов во время предварительной сушки, что затрудняет электризацию трением.

Для того чтобы заряды, возникающие в результате контакта, были бы достаточными, температура руды должна быть около 60–90 °С, что в промышленной практике может быть достигнуто подачей руды непосредственно из сушилки на сепаратор. Максимальная крупность зерен, поддающихся этому методу обработки, составляет около 0,6–0,7 мм. В некоторых случаях она достигает 1 мм. Иногда измельченная фосфоритовая руда или черновой фосфоритовый концентрат нагревается до 140–160 °С, охлаждается до 60–100 °С и затем направляется в электростатический сепаратор.

Особый интерес представляют исследования возможности повышения эффективности обогащения фосфоритных руд электростатической сепарацией с обработкой питания сепараторов реагентами. Применяя несколько стадий сепарации с обработкой органическими и неорганическими кислотами питания или грубых концентратов электростатических сепараторов, удалось существенно повысить конечные технологические показатели.

При электростатической сепарации руды месторождения Маарду крупностью 0,8–0 мм, содержащей 11,4 % Р₂О₅, был получен концентрат с 26,7 % Р₂О₅ при извлечении 80,2 %. Руда состояла из фосфата (30 %), кварца (65 %), пирита, доломита, глинистых примесей и других минералов (5 %). Фосфат представлял собой в основном обломки раковин брахиопод. Кварц находился в виде округлых зерен размером 0,25–0 мм. Измельчение руды до крупности 0,3 мм позволило с достаточной полнотой раскрыть зерна минералов. Электростатическая сепарация осуществлялась на трехстадиальном сепараторе. Руда предварительно нагревалась до 160 °С и охлаждалась перед сепарацией до 100 °С. Испытания на опытно-промышленной установке для электростатического обогащения фосфоритов с производительностью 2 т/ч подтвердили показатели обогащения, полученные при лабораторных опытах [46].

На руде Кингисеппского месторождения установлена возможность применения электростатической сепарации для дообогащения флотационного концентрата. Обогащение флотационного концентрата электросепарацией позволяет выделить богатый концентрат, пригодный для химической переработки с получением различных минеральных удобрений, отходы являются кондиционной фосфоритной мукой.

За рубежом с успехом применяют электростатическую сепарацию при обогащении фосфоритных руд.