CN109622231A - 一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置与方法，包括振动给料机、进气管、一级摩擦带电器、二级摩擦带电器和高压静电场；一级摩擦带电器通过软管连接二级摩擦带电器；二级摩擦带电器包括倾斜管道，倾斜管道的顶部由低向高顺序连接相互平行的三个竖直管道，其中第一管道内部安装电晕带电装置，第二管道内安装摩擦棒带电装置，第三管道内安装摩擦管带电装置；三个管道的底端正对高压静电场设置。该装置设置两组摩擦带电器，可以实现不同粒径微粒的带电要求，保证微粒带有充足的电荷在高压静电场中实现分离。应用范围广，主要用于复杂矿物成分的分离，还可以用于塑料粒子以及粉体工程的分离过程甚至用于谷物等农产品与杂质的分选。

Description

一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置与方法
技术领域
本发明涉及一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置与方法，属于矿物加工工程和粉体分离工程领域，主要用于复杂矿物成分的分离，还可以用于粉煤灰脱炭、煤炭分选、塑料粒子分离以及粉体工程分离等过程。
背景技术
静电分选技术来源于静电现象的应用，是一种根据物料中组分的电性差异而进行的分选方法。摩擦电选是静电分选技术的一种，主要利用两种颗粒及颗粒和摩擦棒或壁面之间的互相接触、碰撞和摩擦，产生大小不同而符号相反的电荷，再经由高压静电场实现物料的分离，可用于多组分细粒物料颗粒分选，是一种清洁、高效、环保的干法分选技术。
摩擦电选技术的工艺流程:粉体颗粒经过荷电机制使得颗粒带电，再由高压静电场对带电颗粒进行分选收集。其中，荷电步骤决定这着颗粒是否能得到充足的电荷而被电场吸引，而静电分选步骤则决定着带电颗粒的运动轨迹，最终影响产品的回收率和纯度。在电选过程中，带电的方法主要由矿物的电学性质来决定。不同物体由于元素和物质组成、排列方式不同，从而导致其得失电荷的能力不同，这种性质成为物体的介电性质，两种甚至多种物质摩擦时，其会由于组分种类的介电性质的差异而带上正负不同的电荷。
目前，普遍认同的颗粒带电途径主要是电晕荷电，感应荷电和接触摩擦带电。其中，电晕电场包括电晕电极和接地电极，主要通过电晕电极将电极附近的气体电离，产生大量正负离子，附着在颗粒表面使颗粒带电；感应荷电的电场由静电极和接地电极组成，颗粒位于接地电极上，利用颗粒的导电率差异实现分离；摩擦荷电则是预先使颗粒通过摩擦带上电荷。
然而，在电选操作过程中，由于物料颗粒的理化性质差异大，颗粒的粒径大小不等，在进入带电室后，部分颗粒未能带上电荷就进入高压静电场分离，导致颗粒不能按照理想状况实现运动偏转和分离，被收集在中矿，降低了分离效率、减小了分选效果，这对于粒径差异大的颗粒尤为显著。而且，颗粒随气流运动，容易形成团聚现象，在带电室内，大的颗粒团更加不利于颗粒带电，从而不能保证颗粒得到充足的电荷而被高压静电场吸引，对分选更加不利。
发明内容
本发明是提供一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置与方法，以解决现有摩擦电选机带电方式单一而不能有效解决待分离微粒的粒径差异大时和因团聚现象而引起的微粒所带电荷不足而造成的产品分选不充分等问题，具有结构简单、操作方便、成本低廉、提高分选效果等特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，包括振动给料机、进气管、一级摩擦带电器、二级摩擦带电器和高压静电场；所述的振动给料机安装于一级摩擦带电器前端的管路上，管路位于振动给料机的前端还连接进气管；一级摩擦带电器通过软管连接二级摩擦带电器；二级摩擦带电器包括倾斜管道，倾斜管道的顶部由低向高顺序连接相互平行的三个竖直管道，其中第一管道内部安装电晕带电装置，第二管道内安装摩擦棒带电装置，第三管道内安装摩擦管带电装置；三个管道的底端正对高压静电场设置。
所述软管的两端分别通过法兰与一级摩擦带电器的管道以及二级摩擦带电器的倾斜管连接。
所述倾斜管的底端由倾斜杆支撑，倾斜杆的另一端与滑道滑配合连接，并通过螺栓固定，用以调节倾斜管的倾斜角度。
所述倾斜管与第一管道、第二管道以及第三管道的连接处用弹性软管连接，以保持三个竖向管道处于铅垂状态。
所述高压静电场包括位于两侧的电极板，高压静电场的顶部设置漏斗，底端设置两个排料口，高压静电场的底部中间设置有竖向可调分矿板，用于分隔两个排料口。
所述三个竖直管道的间距相等。
一种预分级强化带电的摩擦电选分选方法，包括以下步骤：颗粒先在气流的携带下经过一级摩擦带电器，经过碰撞后被打散，流经软管进入二级摩擦带电器的倾斜管，颗粒在输送气力和重力分力的影响下,实现粒度的分级，粒径大的颗粒进入最左侧的竖直管道，通过电晕带电方式对颗粒进行强化带电；粒径小的颗粒，质量轻，受到重力分力的影响小，随着气流进入最右侧管道，采用摩擦管带电方式对其强化带电；而中间颗粒则进入中间管道，由摩擦棒带电方式进行强化带电；最终带电颗粒经过漏斗进入高压静电场进行分离。
与现有摩擦电选装置相比，本发明具有以下优点：
一、具有结构简单、操作方便、成本低廉、提高分选效果等特点。
二、该装置的摩擦带电部分包括软管前端的摩擦带电器和分级后的摩擦带电装置，可以实现不同粒径微粒的带电要求，保证微粒带有充足的电荷在高压静电场中实现分离。
三、应用范围广，主要用于复杂矿物成分的分离，还可以用于塑料粒子以及粉体工程的分离过程甚至用于谷物等农产品与杂质的分选。
附图说明
图1 是本发明中预分级强化带电的摩擦电选分选装置与方法的流程图。
附图中各部件的标记如下：1.空气，2.进气口，3.振动给料机，4.待分离微粒，5.一级摩擦带电器，6.法兰，7.软管，8.软连接，9.倾斜杆，10.滑道，11.螺栓，12.倾斜管，13.电晕带电装置，14.摩擦棒带电装置，15.摩擦管带电装置，16.漏斗，17.电极板，18.可调分矿板，19.排料口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围并不限于所述内容。下面结合附图，对本发明的实施方式进行进一步。
实施例1
用于微粒分离，如复杂矿物、粉煤灰脱炭、煤炭分选、塑料粒子分离以及粉体工程分离。
如图1所示，本发明专利的摩擦带电装置分为软管前端的一级摩擦带电器5和分级后的二级摩擦带电器. 所述二级摩擦带电器由倾斜管12和不同摩擦方式的竖直管组成。倾斜管12底部以软连接8的方式和软管7连接，软管7另一端通过法兰6与输送物料的管道连接，在倾斜管12的右下方设置有倾斜杆9、滑道10和螺栓11。所述不同摩擦方式的竖直管包括电晕带电装置13，摩擦棒带电装置14，和摩擦管带电装置15，竖直管位于倾斜管12的上部，且竖直管的间距相等。
通过改变螺栓11在滑道10上的位置，带动倾斜杆9改变倾斜管12的倾斜度，可以实现不同粒度微粒的分级。输送微粒的弯道处利用软管7进行连接，方便倾斜度的改变。
工作时，空气1在风机的作用下从进气孔2进入，待分离微粒4经振动给料机3以震动给料的方式进入设备夹杂与气流中，在摩擦带电器5中，颗粒经过碰撞，导电性好的颗粒带上电荷，同时打散颗粒；在气流的作用下，颗粒经过软管7进入倾斜管12，在输送气力和重力分力的影响下,实现粒度的分级，粒径大的颗粒会进入最左侧的竖直管道，通过电晕带电方式对颗粒进行强化带电；粒径小的颗粒，质量轻，受到重力分力的影响小，会随着气流进入最右侧管道，采用摩擦管带电方式对其强化带电；而中间颗粒则进入中间管道，由摩擦棒带电方式进行强化带电。
最终带电颗粒经过漏斗16进入高压静电场进行分离。分选完毕后，分离出的同种颗粒产品从排料口19排出，进入收集装置。
实施例2
用与谷物等农产品与杂质的分选。
如图 1所示，实施例2与实施例1的连接方式和工作原理相同，其主要区别为：谷物的粒径较大，需要改变倾斜管12的倾斜度满足分级的要求，同时因为谷物的荷质比比较小，接通电极板17的电压需要调高。可调分矿板18的高度可以进行调节，以提高分选精度。
谷物颗粒分选结束后，谷物和杂志分别从不同的排料口19排出，进入收集装置。
以上所述实施方式仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，其特征在于，包括振动给料机、进气管、一级摩擦带电器、二级摩擦带电器和高压静电场；所述的振动给料机安装于一级摩擦带电器前端的管路上，管路位于振动给料机的前端还连接进气管；一级摩擦带电器通过软管连接二级摩擦带电器；二级摩擦带电器包括倾斜管道，倾斜管道的顶部由低向高顺序连接相互平行的三个竖直管道，其中第一管道内部安装电晕带电装置，第二管道内安装摩擦棒带电装置，第三管道内安装摩擦管带电装置；三个管道的底端正对高压静电场设置。
2.根据权利要求1所述的一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，其特征在于，宾所述软管的两端分别通过法兰与一级摩擦带电器的管道以及二级摩擦带电器的倾斜管连接。
3.根据权利要求1所述的一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，其特征在于，所述倾斜管的底端由倾斜杆支撑，倾斜杆的另一端与滑道滑配合连接，并通过螺栓固定，用以调节倾斜管的倾斜角度。
4.根据权利要求1所述的一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，其特征在于，所述倾斜管与第一管道、第二管道以及第三管道的连接处用弹性软管连接，以保持三个竖向管道处于铅垂状态。
5.根据权利要求1所述的一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，其特征在于，所述高压静电场包括位于两侧的电极板，高压静电场的顶部设置漏斗，底端设置两个排料口，高压静电场的底部中间设置有竖向可调分矿板，用于分隔两个排料口。
6.根据权利要求1所述的一种预分级强化带电的摩擦电选分选装置，其特征在于，所述三个竖直管道的间距相等。
7.依据权利要求1~6任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，一种预分级强化带电的摩擦电选分选方法，其特征是，包括以下步骤：颗粒先在气流的携带下经过一级摩擦带电器，经过碰撞后被打散，流经软管进入二级摩擦带电器的倾斜管，颗粒在输送气力和重力分力的影响下,实现粒度的分级，粒径大的颗粒进入最左侧的竖直管道，通过电晕带电方式对颗粒进行强化带电；粒径小的颗粒，质量轻，受到重力分力的影响小，随着气流进入最右侧管道，采用摩擦管带电方式对其强化带电；而中间颗粒则进入中间管道，由摩擦棒带电方式进行强化带电；最终带电颗粒经过漏斗进入高压静电场进行分离。
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