RU2067888C1

RU2067888C1 - Electric separator

Info

Publication number: RU2067888C1
Authority: RU
Inventors: С.А. Кривов; Д.А. Досабаев; А.А. Крылов; В.С. Морозов; Е.А. Папонин
Original assignee: Кривов Сергей Анатольевич; Досабаев Данияр Анварбекович; Морозов Валерий Степанович
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1996-10-20

Abstract

FIELD: separation of free-flowing composites with the aid of strong electric fields in mining industry. SUBSTANCE: electric separator is furnished with an additional corona-forming electrode installed above the grounded rotating disk between the main potential electrode and feeder, and with a dielectric rotating disk installed under the main high-voltage electrode in a spaced relation to the latter; the axis of rotation of the dielectric disk is shifted relative to the axis of rotation of the grounded disk by a magnitude of not less than the length of the high-voltage electrode, which is installed above part of the grounded disk. The separator may be provided with a dielectric screen installed on the side of the feeder with envelopment of the high-voltage electrode. The latter may be inclined relative to the grounded disk by decreasing the interelectrode distance to the axis of rotation of the grounded disk. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области разделения сыпучих смесей с помощью сильных электрических полей и может быть использовано при переработке природных алмазов, а также в горнодобывающей промышленности для обогащения полезных ископаемых. The invention relates to the field of separation of bulk mixtures using strong electric fields and can be used in the processing of natural diamonds, as well as in the mining industry for mineral processing.

Известен дисковый сепаратор, включающий систему электродов, один из которых выполнен в виде заземленной бесконечной ленты, а другой в виде установленного над лентой вращающегося диска с диэлектрическим покрытием на нижней плоскости диска [1]
Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность процесса из-за недостаточной селективности зарядов, образующихся на частицах в электрическом поле электродов.A known disk separator comprising a system of electrodes, one of which is made in the form of a grounded endless tape, and the other in the form of a rotating disk mounted above the tape with a dielectric coating on the lower plane of the disk [1]
A disadvantage of the known separator is the low efficiency of the process due to insufficient selectivity of the charges generated on the particles in the electric field of the electrodes.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является сепаратор дискового типа, включающий питатель, систему электродов, состоящую из вращающегося горизонтально заземленного диска и высоковольтного электрода, установленного над частью заземленного диска со стороны противоположной месту установки питателя и приемника продуктов разделения [2]
Недостаток известного сепаратора низкая эффективность разделения части из-за недостаточной селективности зарядки и соответственно в недостаточной разности электрических сил, действующих на частицы в электростатическом поле.Closest to the proposed technical solution is a disk-type separator including a feeder, an electrode system consisting of a horizontally grounded rotating disk and a high-voltage electrode mounted above a part of the grounded disk from the side opposite to the installation location of the feeder and separation products receiver [2]
A disadvantage of the known separator is the low separation efficiency of the part due to insufficient selectivity of charging and, accordingly, in the insufficient difference in electric forces acting on the particles in the electrostatic field.

Цель изобретения повышение эффективности сепарации за счет усиления селективности зарядки разделяемых частиц. The purpose of the invention is to increase the separation efficiency by increasing the selectivity of charging the separated particles.

Указанная цель достигается тем, что в известном электрическом сепараторе, включающем питатель, систему электродов, состоящую из вращающегося горизонтального заземленного диска и высоковольтного электрода, установленного над частью заземленного диска со стороны противоположной месту установки питателя, и приемники продуктов разделения, согласно изобретению сепаратор снабжен дополнительно коронирующим электродом, установленным над заземленным диском между питателем и высоковольтным электродом перед последним по направлению вращения заземленного диска, и диэлектрическим вращающимся диском, установленным под высоковольтным электродом с зазором относительно последнего, причем ось вращения диэлектрического диска смещена относительно оси вращения заземленного диска на величину не менее протяженности высоковольтного электрода. This goal is achieved by the fact that in the known electric separator comprising a feeder, an electrode system consisting of a rotating horizontal grounded disk and a high voltage electrode mounted above a part of the grounded disk from the side opposite to the place of installation of the feeder, and the separation product receivers, according to the invention, the separator is additionally equipped with a corona an electrode mounted above a grounded disk between the feeder and the high-voltage electrode before the last in the direction of rotation Ia grounded disk, and rotating the dielectric disc mounted beneath the high voltage electrode with a gap relative to the latter, wherein the dielectric disc rotation axis is offset relative to the rotational axis of the grounded disk by an amount not less than the length of the high voltage electrode.

При этом электрический сепаратор может быть снабжен диэлектрическим экраном, установленным со стороны питателя с охватом высоковольтного электрода. In this case, the electric separator can be equipped with a dielectric screen mounted on the side of the feeder with the coverage of the high-voltage electrode.

В электрическом сепараторе высоковольтный электрод может быть наклонен относительно заземленного диска с уменьшением межэлектродного расстояния к оси вращения заземленного диска. In the electric separator, the high-voltage electrode can be tilted relative to the grounded disk with a decrease in the interelectrode distance to the axis of rotation of the grounded disk.

Связь между введением нового элемента и поставленной целью заключается в том, что коронирующий электрод, установленный над заземленным диском между питателем и высоковольтным электродом по ходу вращения заземленного диска, обеспечивает предварительную зарядку разделяемых частиц зарядом одного и того же знака. The connection between the introduction of the new element and the goal is that the corona electrode mounted above the grounded disk between the feeder and the high-voltage electrode in the direction of rotation of the grounded disk provides pre-charging of the separated particles with a charge of the same sign.

Преимущества коронной зарядки по сравнению с другими возможными способами, такими как трибозарядка, зарядка ионизационным излучением и т.д. заключаются в том, что данная зарядка обеспечивает наибольшие и стабильные заряды частиц. Создание на частицах предварительных зарядов до вхождения их в основное электростатическое разделяющее поле обеспечивает большую селективность зарядов на разделяемых частицах и соответственно большое различие в силовом воздействии и качество разделения. The advantages of corona charging in comparison with other possible methods, such as tribo charging, ionizing radiation charging, etc. are that this charge provides the largest and most stable charges of particles. The creation of preliminary charges on the particles before they enter the main electrostatic separation field provides greater selectivity of the charges on the separated particles and, accordingly, a large difference in the force effect and the quality of separation.

Расположение коронирующего электрода между питателем и высоковольтным электродом перед последним по направлению вращения заземленного диска обеспечивает предварительную зарядку частиц перед их входом в поле основного высоковольтного электрода. The location of the corona electrode between the feeder and the high-voltage electrode in front of the latter in the direction of rotation of the grounded disk provides preliminary charging of particles before they enter the field of the main high-voltage electrode.

Связь между введением нового элемента и поставленной целью заключается в том, что диэлектрический вращающийся диск, установленный над высоковольтным электродом, исключает контакт отрывающихся от заземленного диска частиц с большей проводимостью, их перезарядку и возврат на заземленный электрод. The connection between the introduction of the new element and the goal is that the dielectric rotating disk mounted above the high-voltage electrode eliminates the contact of particles with higher conductivity detached from the grounded disk, their recharging and return to the grounded electrode.

Установка диэлектрического электрода с зазором относительно высоковольтного электрода исключает переход потенциала высоковольтного электрода на диэлектрический диск. В противном случае диэлектрический диск будет создавать перезарядку частиц как и сам высоковольтный электрод. The installation of a dielectric electrode with a gap relative to the high voltage electrode eliminates the transition of the potential of the high voltage electrode to the dielectric disk. Otherwise, the dielectric disk will create a charge exchange of particles like the high-voltage electrode itself.

С другой стороны диэлектрический диск является транспортером оторвавшихся от заземленного диска частиц с большей электрической проводимостью из зоны перезарядки и отрыва в зону расположения приемника продуктов разделения. Это обеспечивается смещением оси вращения диэлектрического диска относительно оси вращения заземленного диска на величину не менее протяженности высоковольтного электрода. Пока частицы находятся в зоне действия высоковольтного электрода они удерживаются силами электрического поля и силами зеркального отображения. Как только они выносятся за его пределы, действие электрической силы и силы зеркального отображения прекращается. Это обеспечивает более легкие условия съема частиц с диэлектрического диска в приемник продуктов разделения. On the other hand, the dielectric disk is a conveyor of particles detached from the grounded disk with greater electrical conductivity from the recharge and separation zone to the separation zone of the receiver of separation products. This is ensured by the displacement of the axis of rotation of the dielectric disk relative to the axis of rotation of the grounded disk by an amount not less than the length of the high-voltage electrode. While the particles are in the range of the high-voltage electrode, they are held by the forces of the electric field and the forces of mirror image. As soon as they are moved beyond it, the action of electric force and the power of mirror image is terminated. This provides easier conditions for the removal of particles from the dielectric disk to the receiver of separation products.

Таким образом, вся совокупность отличительных признаков необходима для достижения поставленной цели. В рассмотренных нами источниках такая совокупность признаков не обнаружена, следовательно, предположенное решение обладает новизной и существенными отличиями. Thus, the entire set of distinctive features is necessary to achieve the goal. In the sources considered by us, such a combination of features was not found, therefore, the proposed solution has novelty and significant differences.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид электрического сепаратора (вид сбоку), на фиг.3 графики кинетики зарядки разделяемых частиц, на фиг.2 вид сепаратора сверху. The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 a general view of an electric separator (side view) is given, in Fig. 3 are graphs of the kinetics of charging the separated particles, in Fig. 2 is a top view of a separator.

Электрический сепаратор включает питатель 1, систему электродов 2, 3, состоящую из вращающихся горизонтально заземленного диска 2 и высоковольтного электрода 3, установленного над частью заземленного диска 2 со стороны противоположной месту установки питателя 1, и приемники 4 продуктов разделения. Сепаратор снабжен дополнительно коронирующим электродом 5, установленным над заземленным диском 2 между питателем 1 и высоковольтным электродом 3 перед последним по направлению вращения заземленного диска 2, и диэлектрическим вращающимся диском 6, установленным над высоковольтным электродом 3 с зазором относительно последнего, причем ось вращения диэлектрического диска 6 смещена относительно оси вращения заземленного диска 2 на величину не менее протяженности высоковольтного электрода 3. The electric separator includes a feeder 1, an electrode system 2, 3, consisting of a horizontally grounded rotating disk 2 and a high-voltage electrode 3 installed above a part of the grounded disk 2 from the side opposite to the installation location of the feeder 1, and receivers 4 of separation products. The separator is additionally equipped with a corona electrode 5 mounted above the grounded disk 2 between the feeder 1 and the high-voltage electrode 3 before the latter in the direction of rotation of the grounded disk 2, and a dielectric rotating disk 6 mounted above the high-voltage electrode 3 with a gap relative to the latter, and the axis of rotation of the dielectric disk 6 shifted relative to the axis of rotation of the grounded disk 2 by an amount not less than the length of the high-voltage electrode 3.

Сепаратор снабжен диэлектрическим экраном 7, установленным со стороны питателя 1 с охватом высоковольтного электрода 3. Высоковольтный электрод 3 выполнен с наклоном относительно заземленного диска 2 с уменьшением межэлектродного расстояния к оси вращения заземленного диска 2. The separator is equipped with a dielectric screen 7 mounted on the side of the feeder 1 with the coverage of the high-voltage electrode 3. The high-voltage electrode 3 is made with an inclination relative to the grounded disk 2 with a decrease in the interelectrode distance to the axis of rotation of the grounded disk 2.

Высоковольтный электрод 3 соединен с источником высокого напряжения 8, а коронирующий электрод 5 с источником высокого напряжения 9. The high voltage electrode 3 is connected to a high voltage source 8, and the corona electrode 5 is connected to a high voltage source 9.

Для съема разделяемых частиц сепаратор снабжен приспособлениями 10, 11, одно 10 из которых установлено над заземленным диском 2, а другое 11 под электрическим диском 6. Приспособления 10, 11 для съема частиц могут быть выполнены в виде скребков, щеток, отсосов и т.д. To remove the separated particles, the separator is equipped with devices 10, 11, one 10 of which is installed above the grounded disk 2, and the other 11 under the electric disk 6. The devices 10, 11 for removing particles can be made in the form of scrapers, brushes, suction, etc. .

Сепаратор работает следующим образом. Сортируемый материал из питателя 1 поступает на заземленный вращающийся диск 2, который переносит их последовательно в область действия коронирующего электрода 5 и затем высоковольтного электрода 3. В электрическом поле коронного разряда, образованном между электродом 5 и диском 2 частицы разной проводимости приобретают заряд одного и того же знака. Попадая в поле между электродом 3 и диском 2 они начинают перезаряжаться. При этом за время нахождения в этом поле (что определяется скоростью вращения заземленного диска 2) частицы с большой проводимостью приобретают заряд противоположного знака, открываются от диска 2, улетают к диэлектрическому диску 6 и, закрепляясь на нем за счет действия силы электрического поля и силы зеркального отображения, выносятся за счет вращения диска 6 из области действия электрического поля. Затем они счищаются щеткой 11 в приемник 4.1 проводящей фракции. The separator works as follows. Sorted material from the feeder 1 enters a grounded rotating disk 2, which transfers them sequentially to the area of action of the corona electrode 5 and then the high-voltage electrode 3. In the electric field of the corona discharge formed between the electrode 5 and disk 2, particles of different conductivity acquire the same charge sign. Once in the field between the electrode 3 and the disk 2, they begin to recharge. Moreover, during the time spent in this field (which is determined by the rotation speed of the grounded disk 2), particles with high conductivity acquire a charge of the opposite sign, open from the disk 2, fly away to the dielectric disk 6 and, being fixed on it due to the action of the electric field and the mirror display, made due to the rotation of the disk 6 from the field of action of the electric field. Then they are brushed off with a brush 11 into the receiver 4.1 of the conductive fraction.

Часть частиц под действием поля расширяющихся электродов 2 и 3 сразу улетает в приемник 4.1. Part of the particles under the action of the field of expanding electrodes 2 and 3 immediately flies to the receiver 4.1.

Частицы с малой электропроводностью не успевают перезарядиться, не открываются от диска 2 и выносятся этим же диском 2 из области действия электрического поля, где они счищаются щеткой 10 в приемник 4.2 непроводящей фракции. Particles with low electrical conductivity do not have time to recharge, do not open from disk 2 and are taken out by the same disk 2 from the electric field, where they are brushed off by brush 10 into the receiver 4.2 of the non-conductive fraction.

Повышение качества разделения можно пояснить графиком фиг.2, где зависимости 1,2 характеризуют образование зарядов частиц без предварительной зарядки, а зависимости 3, 4 с предварительной зарядкой. Improving the quality of separation can be explained by the graph of figure 2, where the dependencies 1,2 characterize the formation of charges of particles without pre-charging, and the dependence 3, 4 with pre-charging.

Для обеспечения такого хода зарядки знак потенциала дополнительного коронирующего и основного высоковольтного электрода должны быть одинаковыми. Тогда в отсутствии предварительной зарядки частицы в поле основного электрода за время зарядки t_зар приобретут заряды q₁ и q₂ одинакового знака. При наличии предварительной зарядки частицы в поле основного заряда за тоже время приобретут заряды q₃ и q₄ разных знаков. Поэтому для них создаются более благоприятные условия селективного отрыва от электрода и соответственно лучшее разделение частиц, что и обеспечивает повышение эффективности процесса разделения.To ensure such a charging course, the sign of the potential of the additional corona and main high-voltage electrode should be the same. Then, in the absence of pre-charging, the particles in the field of the main electrode during the charging time t _{zar will} acquire charges q ₁ and q _{2 of the} same sign. In the presence of pre-charging particles in the field of the main charge, at the same time, q ₃ and q ₄ charges of different signs will acquire. Therefore, they create more favorable conditions for selective separation from the electrode and, accordingly, a better separation of particles, which ensures an increase in the efficiency of the separation process.

Попадание частиц на электрод 2 и в щель между электродом 2 и диском 6 исключается экраном 7. Чтобы не создавать усиленное поле на краю электрода 3 экран 7 выполнен диэлектрическим. Particles falling onto the electrode 2 and into the gap between the electrode 2 and the disk 6 are excluded by the screen 7. In order not to create an amplified field at the edge of the electrode 3, the screen 7 is made dielectric.

Результаты разделения (сортировки) природного алмазного сырья приведены в таблице. Как следует из данных таблицы, качество сортировки улучшается при использовании предлагаемого устройства по сравнению с прототипом и позволяет получать товарную продукцию, что дает возможность исключить ручной труд при сортировке. The results of the separation (sorting) of natural rough diamonds are given in the table. As follows from the table, the quality of sorting is improved when using the proposed device in comparison with the prototype and allows you to get marketable products, which makes it possible to exclude manual labor during sorting.

Приведенные результаты сепарации алмазного сырья подтверждают, что предлагаемое техническое решение позволяет достичь поставленную цель, т.е. повысить качество и эффективность разделения. The above results of the separation of rough diamonds confirm that the proposed technical solution allows to achieve the goal, i.e. improve the quality and separation efficiency.

Технико-экономические преимущества заявленного устройства заключаются в повышении качества разделяемых продуктов, что позволяет получить товарную продукцию и одновременно исключить ручной труд при сортировке алмазов. Средняя производительность одного работника при ручной сортировке составляет 25-50 кар/час, предлагаемого сепаратора 600-1000 кар/час. Поэтому применение одного сепаратора высвобождает 20 человек. При средней заработной плате одного работника 250 руб/мес, применение одного сепаратора приводит к экономии (помимо людских резервов) в размере 60 тыс. руб/год. Затраты на изготовление сепаратора составляют примерно 10 тыс руб. Отсюда годовой экономический эффект составляет не менее 50 тыс руб/год на один сепаратор. ТТТ1 ЫЫЫ2 Technical and economic advantages of the claimed device are to improve the quality of shared products, which allows to obtain marketable products and at the same time eliminate manual labor when sorting diamonds. The average productivity of one employee during manual sorting is 25-50 ct / hour, the proposed separator is 600-1000 ct / hour. Therefore, the use of one separator releases 20 people. With an average salary of one employee of 250 rubles / month, the use of one separator leads to savings (in addition to human reserves) in the amount of 60 thousand rubles / year. The cost of manufacturing a separator is approximately 10 thousand rubles. Hence, the annual economic effect is at least 50 thousand rubles / year for one separator. TTT1 YYY2

Claims

1. An electric separator containing a feeder, an electrode system consisting of a rotating horizontal grounded disk and a high-voltage electrode mounted above the part of the grounded disk from the side opposite to the place of installation of the feeder, and receivers of separation products, characterized in that, in order to increase the separation efficiency, the separator is equipped with a corona electrode mounted above the grounded disk between the feeder and the high voltage electrode before the last one in the direction of rotation of the grounded disk, and a rotating dielectric disk mounted under the high voltage electrode with a gap relative to the latter, the rotation axis of the dielectric disk being offset relative to the axis of rotation of the grounded disk by an amount not less than the length of the high voltage electrode.

2. The separator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a dielectric screen mounted on the side of the feeder with the coverage of the high voltage electrode.

3. The separator according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the high-voltage electrode is installed with an inclination relative to the grounded disk with a decrease in the interelectrode distance to the axis of rotation of the grounded disk.