Файл: Олофинский Н.Ф. Трибоадгезионная сепарация.pdf

водниках, как в диэлектриках, являются источниками носителей тока. Поэтому все полупроводники делятся на полупроводники с собственной и примесной про­ водимостью. Под примесями понимают не только включения атомов инородного вещества, но и избы­ ток или недостаток одного из атомов, образующих хи­ мическое соединение, а также различные дефекты кристаллической решетки.

Электрические свойства горных пород и минера­ лов зависят от их химического и минералогического состава, генезиса и петрографических характеристик, структуры, текстуры, пористости, влажности и др. Электропроводность минералов складывается из объемной II поверхностной составляющих. Для одного и того же минерала первая зависит от примесей в нем, а вторая — также и от состояния его поверх­ ности.

Для возможности прогноза процессов разделения различных компонентов, входящих в состав обраба­ тываемых материалов, измеряют сопротивление от­ дельных частиц их. Измерения производят в условиях идентичных условиям разряда частиц на поверхности барабана.

Схема прибора для измерения таких сопротивле­ ний показана на рис. 17 [1]. Между двумя металли­ ческими цилиндрами 1 укладывают под микроскопом 10—20 исследуемых частиц 2. Размер частиц опреде­ ляется как средний из общего их числа. Расстояние между цилиндрами, обусловливаемое крупностью частиц, регулируется микрометрическим винтом. При­ бор включается в цепь гальванометра 3 и источника напряжения по схеме, показанной на рис. 17.

Измерения производят по способу вольтметра и амперметра. Амперметром служит зеркальный галь­ ванометр или струнный электрометр чувствительно­ стью соответственно ІО-9 и ІО-14 а. Изоляция элемен­ тов схемы осуществляется парафином специальной очистки и полиэтиленом, что обеспечивает получение

59

среднего значения тока (из 10 измерений), протека­ ющего через частицы. Сопротивление частиц зависит от способа их укладки, формы и размеров.

Колебания тока изменяются обычно в пределах 50—70%. Однако порядок величин сопротивлений сохраняется при всех десяти измерениях, проводимых

мами, которые прижимались к ним пружиной, а зер­ нистая проба помещалась в стеклянную трубку диа­ метром (внутренним) 5 мм (рис. 18). На пробу на­ кладывался специальный прижимающийся пружинойпоршень. Высота столбика зернистого материала и сила прижатия во всех случаях составляли соответ­ ственно 15 мм и 1 кгс/см2.

При граненых столбиках ток пропускался по их продольной оси, затем столбики поворачивались сна­ чала на 90° около этой же оси, потом па 180° около поперечной оси и, наконец, на 90° около продольной оси.

Литературные сведения о сопротивлениях отдель­ ных материалов часто значительно расходятся между собой. Объясняется это как методами их определе­ ния, так и степенью чистоты, различием структур, гигроскопичности, влажности и температуры испыты­ ваемых образцов. Так, отдельные кристаллы имеют различные проводимости и диэлектрические проница­ емости по разным осям. Для хорошо впитывающего влагу угля сопротивление уменьшается с ІО9 до ІО5 ом.

60

Таблица i

У д е л ь н ы е с о п р о т и в л е н и й н е к о т о р ы х м и н е р а л о в

Рис. 19. Установка для измерения электро­ проводности

Измерение электропроводности сепарируемых ма­ териалов (касситерита, барита, кварца, полевого шпа­ та, халькопирита, вольфрамита и др.) в зависимости от температуры определялось на специальной уста­ новке (рис. 19), собранной в лаборатории ИОТТ, в которой использован электронный измеритель сопро­ тивлений (терраомметр Е6-3).

Измерительная ячейка 1 собрана на базе лабора­ торной трубчатой печи (МА-Г/6Р) 2, в цилиндриче­ ское отверстие которой помещалась фарфоровая труб­ ка 3 с металлическими электродами: нижним 4 и верхним 5. В нижнем, неподвижно закрепленном электроде был размещен специальный фарфоровый изолятор с хромель-копелевой термопарой 6, горячий спай которой вводится в пространство 7 между элек­ тродами. На верхнем подвижном электроде был ук-

63

реплен груз, создававший вместе с электродом необ­ ходимую нагрузку уплотнения 960 гс/см2. Измеряе­ мый материал засыпался через верхнее отверстие фарфоровой трубки в пространство и осторожно уп­ лотнялся верхним электродом.

На трубчатую печь для исключения наводок на электродах подавался от выпрямителя ВСП-3 посто­ янный ток 0—127 в. Температура образца измерялась термопарой с пирометрическим милливольтметром МПП-154, а его сопротивление — терраомметром Е6-3. Отсчет показаний до температуры 200°С произ­ водился через каждые 25°С, а при больших темпера­ турах — через 50°С.

С помощью описанной установки определяли ха­ рактер изменения электропроводности сепарируемых порошков различных минералов при нагреве и после­ дующем их охлаждении.

Выбор аппаратуры и принципиальных способов измерений зарядов определяется характером задач, подлежащих решению при создании установок, осно­ ванных на применении электронно-ионной технологии. К числу типовых задач, встречающихся при зарядке частиц, можно отнести следующие:

1. Определение полного электрического заряда

1 г порошка. При физических экспериментах заряд единицы массы порошка характеризует степень за­ ряженное™ материала. Гранулометрический состав порошка позволяет в этом случае рассчитать величи­ ну заряда, приходящегося на одну сферическую ча­ стицу среднего радиуса;

2. Определение зависимости величины электриче­ ского заряда частиц от их геометрических размеров при разных способах заряжания. Эта характеристика позволяет выбрать конструкцию зарядного устрой­ ства, обеспечивающую эффективное заряжание ча­ стиц порошка конкретного материала. При этом вы­ бираются, в частности, конструкционные материалы сепаратора и вибролотка.

Величина заряда отдельных металлических частиц увеличивается в общем случае пропорционально квадрату их радиусов |[55]. Положение это неприме­ нимо при расчете зарядов порошкообразных веществ, особенно состоящих из частиц неправильной формы,

64