DE1758748C3

DE1758748C3 - Electrostatic free-fall separator

Info

Publication number: DE1758748C3
Application number: DE19681758748
Authority: DE
Inventors: Mario Prof. Carta; Raimondo Dr.-Ing. Ciccu; Clemente Prof. Fa'del; Gianfranco Prof. Ferrara
Original assignee: Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Current assignee: Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Priority date: 1967-08-04
Filing date: 1968-08-01
Publication date: 1978-03-23
Also published as: DE1758748B2; FR1574621A; DE1758748A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Freifallscheider für reibungselektrisch aufgeladene Erzteilchen, mit zwei parallel zur Fallrichlung angeordneten elektrostatischen Feldelektroden, deren untere Enden divergieren und unter denen zwei verstellbare Austragsschneiden angeordnet sind.The invention relates to an electrostatic free-fall separator for triboelectrically charged ore particles, with two parallel to the direction of fall electrostatic field electrodes, the lower ends of which diverge and under which there are two adjustable discharge cutting edges are arranged.

Es sind bereits elektrostatische Scheider bekannt, bei denen die Teilchen der zu trennenden Stoffe durch Reibung untereinander oder an anderen Körpern oder Oberflächen elektrostatisch aufgeladen werden.Electrostatic separators are already known in which the particles of the substances to be separated through Friction with each other or on other bodies or surfaces can become electrostatically charged.

Bei einer Gruppe dieser Scheider wird das zu trennende Material von einem Gasstrom mitgeführt, und die Teilchen werden durch Zusammenstoßen, gegenseitige Reibung sowie Reibung an den Wänden der Leitungen aufgeladen.In one group of these separators, the material to be separated is carried along by a gas stream, and the particles are caused by collision, mutual friction as well as friction on the walls of the lines charged.

Um das Auftreffen der Teilchen aufeinander und auf die Wandungen der Leitungen zu fordern, hat man die Leitungen schon gekrümmt ausgeführt, so daß die Erzteilchen durch die Zentrifugalkraft gegen die Innenflächen der gerkrümmten Leitungen geschleudert wurden und an diesen entlangglitten.In order to encourage the particles to hit each other and the walls of the pipes, one has the Lines are already curved so that the ore particles counteract the centrifugal force Inner surfaces of the bent lines were thrown and slid along them.

Bei derartigen Scheidern leitet man den mit Teilchen beladenen Gasstrom nach der Aufladung der Teilchen durch Reibungselektritzität, bei dem verschiedene Minerale verschiedene Potentiale annehmen sollen, zwischen zwei Feldelektroden hindurch, die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind. In dem auf diese Weise erzeugten elektrostatischen Feld findet dann die Trennung der Teilchen verschiedener Art statt.In such separators, the particle-laden gas stream is passed after the particles have been charged through frictional electricity, in which different minerals should assume different potentials, between two field electrodes connected to a high voltage source. In that on This way generated electrostatic field then takes place the separation of the particles of different kinds.

Ein Nachteil dieser Scheider besteht darin, daß manchmal die Strömungsgeschwindigkeit in der Abtrennzone, insbesondere zwischen den Feldelektroden zu hoch ist, weil der Gasstrom eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit haben muß, damit die Erzteilchen mitgenommen werden und eine genügende elektrostatische Aufladung stattfindet.A disadvantage of these separators is that sometimes the flow velocity in the separation zone, especially between the field electrodes is too high because the gas flow is a certain Must have a minimum speed so that the ore particles are taken along and a sufficient electrostatic charge takes place.

Eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit des Gasstroms in der Trennzone kann aber auch vorteilhaft sein, weil dadurch die Erzteilchen sich auf bestimmten Bahnen bewegen und ein Ansetzen der feinen Teilchen an den Elektroden verhindert wird.A relatively high speed of the gas stream in the separation zone can, however, also be advantageous because the ore particles move on certain paths and the fine particles are attached on the electrodes is prevented.

Aus der BE- PS 6 88 840 und der DT-AS 12 49 181 ist ein elektrostatischer Scheider für reibungselektrisch aufgeladene Erzteilchen bekannt geworden, bei dem ein Erzteilchengemisch pneumatisch durch ein ringförmiges Kanalsystem gefördert wird, wobei die Teilchen durch gegenseitige Stöße, durch Reibung an den Kanalwänden und durch ionisierende Elektroden elektrostatisch mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen werden. Dieser Abscheider hat sich bei der Trennung feiner und sehr feiner Erzkörnungen auch gut bewährt; bei Erz gröberer Körnung ist dagegen die Trennung weniger befriedigend, da diese Teilchen in dem ringförmigen Kanalystem nicht hinreichend aufgeladen werden.From BE-PS 6 88 840 and DT-AS 12 49 181 is an electrostatic separator for triboelectrically charged ore particles has become known, in which a Ore particle mixture is pneumatically conveyed through an annular channel system, with the particles passing through mutual collisions, through friction on the channel walls and through ionizing electrodes electrostatically be charged with opposite polarity. This separator has become finer and finer in the separation very fine ore grains also well proven; With ore of coarser grain size, on the other hand, the separation is less satisfactory, since these particles are not sufficiently charged in the ring-shaped channel system.

Es stellte sich somit die Aufgabe, einen elektrostatischen Scheider für reibungselektrisch aufgeladene Erzteilchen zur Verfügung zu stellen, der auch Erzgemische gröberer Körnung zufriedenstellend trennt.The task was thus to create an electrostatic separator for triboelectrically charged ones To make ore particles available, which also ore mixtures of coarser grain size are satisfactory separates.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Scheider der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in die Elektrodenkammer der Unterlauf eines Zyklons mündet, dessen Innenwand mit einem Material ausgekleidet ist, dessen Dielektrizitätskonstante zwischen den Dielektrizitätskonstanten der zu trennenden Erzteilchsnhegt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.According to the invention, this object is achieved in a separator of the type mentioned in that the underflow of a cyclone opens into the electrode chamber, the inner wall of which is lined with a material whose dielectric constant is between the dielectric constant of the ore particles to be separated.
An advantageous further development of the invention is specified in claim 2.

Bei diesem Scheider ist die Relativbewegung zwischen den Teilchen und den Wänden der Gasstromführung hoch, doch ist es möglich, nötigenfalls die zwischen den Feldelektroden hindurchströmende, teilchenbeladene Luftmenge zu regeln.In this separator, the relative movement between the particles and the walls is the gas flow guide high, but it is possible, if necessary, the particle-laden one flowing through between the field electrodes To regulate air volume.

Bei dem elektrostatischen Scheider gemäß der Erfindung findet die elektrostatische Aufladung der Erzteilchen in einem Zyklon-Unterlauf von begrenzter Länge statt, so daß eine Auskleidung der Wände mit speziellen Materialien, die eine Dielektrizitätskonstante zwischen den Dielektrizitätskonstanten der zu trennenden Erzteilchen haben, nur in einer kleineren Zone vorgenommen zu werden braucht.
Als Auskleidungsmaterial können vorteilhafterweise Agglomerate von Erzen verwendet werden, auch von Erzen der gleichen Art, die getrennt werden sollen, die mit einem Bindemittel gebunden wurden, dessen Dielektrizitätskonstante sich ändert. Das trifft beispielsweise für Epoxidharze zu. Durch Einstellung der Temperatur kann man eine Dielektrizitätskonstante erhalten, die zwischen den Dielektrizitätskonstanten der Erzarten liegt.In the electrostatic separator according to the invention, the electrostatic charging of the ore particles takes place in a cyclone underflow of limited length, so that a lining of the walls with special materials, which have a dielectric constant between the dielectric constant of the ore particles to be separated, only in a smaller zone needs to be made.
Agglomerates of ores can advantageously be used as lining material, also of ores of the same type, which are to be separated, which have been bound with a binding agent, the dielectric constant of which changes. This applies to epoxy resins, for example. By adjusting the temperature, a dielectric constant can be obtained which is between the dielectric constants of the ore types.

Die Förderung der Erze in einem Gasstrom kann so erfolgen, daß die Körner, die von den Feldelektroden angezogen werden, kontinuierlich abgeschieden werden, während die nicht angezogenen Körner in einem geschlossenen Kreislauf rückgeführt werden, ohne mit den abgeschiedenen Körnern in Berühi ung zu kommen. Die Korngröße der Erzteilchen kann unter einer Maschenweite von 200 und sogar unter einer Maschenweite von 400 liegen. The ores can be conveyed in a gas stream in such a way that the grains from the field electrodes are attracted, are continuously deposited, while the non-attracted grains in one closed cycle without coming into contact with the separated grains. The grain size of the ore particles can be less than 200 mesh and even less than 400 mesh.

Anhand der Zeichnung wird der Scheider näher beschrieben. Die Figur zeigt einen vertikalen Querschnitt der Hauptteile des Scheiders in schematischerThe separator is described in more detail using the drawing. The figure shows a vertical cross section the main parts of the separator in schematic

fts Darstellung.fts representation.

Gemäß der Figur besteht der Scheider aus einem Kanal 1, der tangential in einen Zyklon 2 mündet. Der Zyklon 2 hat oben eine Einströmöffung 3 und untenAccording to the figure, the separator consists of a channel 1 which opens tangentially into a cyclone 2. Of the Cyclone 2 has an inflow opening 3 above and below

einen Unterlauf 4, der in einer Kammer 5 mündet, in der zwei Elektroden 6, 7 angeordnet sind. Eine Elektrode ist an dem negativen, die andere an dem positiven Pol einer Hochspannungsquelle (nicht dargestellt) angeschlossen.an underflow 4 which opens into a chamber 5 in which two electrodes 6, 7 are arranged. One electrode is on the negative, the other on the positive pole High voltage source (not shown) connected.

Es sei angenommen, daß die Elektrode 6 an den negativen Pol und die Elektrode 7 an den positiven Pol angeschlossen ist und die Elektroden 6, 7 gegenüber den übrigen Teilen der Vorrichtung elektrisch isoliert sind. Diese übrigen Teile können aus nichtleitendem oder auch aus indifferentem Material bestehen, das wenigstens teilweise leitend ist, ausgenommen natürlich die Innenfläche des Zyklons, die aus einem Spezialmaterial bestehen muß, das eine Dielektrizitätskonstante hat, die zwischen den Dielektrizitätskonstanten der beiden zu trennenden Stoffe liegt.It is assumed that the electrode 6 to the negative pole and the electrode 7 to the positive pole is connected and the electrodes 6, 7 are electrically isolated from the other parts of the device. These remaining parts can consist of non-conductive or also of indifferent material, at least is partially conductive, except of course the inner surface of the cyclone, which is made of a special material must exist that has a dielectric constant that lies between the dielectric constants of the two substances to be separated.

Eine der beiden Elektroden kann auch geerdet sein.One of the two electrodes can also be grounded.

Die Elektroden 6, 7 haben flache oder leicht gekrümmte Oberflächen und divergieren an den Endteilen8,9.The electrodes 6, 7 have flat or slightly curved surfaces and diverge on the End parts 8.9.

Unter deri Elektroden 6, 7 befinden sich ßehäller 10, ti, 12, in denen die von den Elektroden 6, 7 angezogenen Erzteilchen, die nicht angezogenen Teilchen und auch das nicht elektrostatisch aufgeladene Gut gesammelt werden. Menge und Qualität der gesammelten Produkte können durch Schwenken der Austragsschneiden IJ und 14 um die Scharniere 15 und 16 verändert werden.Under the electrodes 6, 7 there are bowls 10, ti, 12, in which the ore particles attracted by the electrodes 6, 7, the non-attracted Particles and also the non-electrostatically charged material are collected. Quantity and quality of the collected products can by pivoting the discharge blades IJ and 14 around the hinges 15 and 16 can be changed.

Durch den Kanal 1 werden die pneumatisch geförderten Erzteilchen in den Scheider eingeführt. In dem Zyklon bewegen sich die Erzteilchen mit hoher Geschwindigkeit unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft auf kreisförmigen Bahnen in der Nähe und in Berührung mit der Innenfläche der Zyklonwand. Dabei kommt es zu heftigen Zusammenstößen der Teilchen untereinander und mit der Zyklonwand, besonders am Auslauf des Zyklons, wo eine hohe Teilchendichte herrscht.The pneumatically conveyed ore particles are introduced into the separator through channel 1. In In the cyclone the ore particles move at high speed under the influence of centrifugal force on circular paths near and in contact with the inner surface of the cyclone wall. There it comes violent collisions of the particles with each other and with the cyclone wall, especially at the outlet of the Cyclones where there is a high density of particles.

Um die verschiedenen Erzteilchen mit entgegengesetztem Potential aufzuladen, ist die Innenfläche des Zyklons mit einem Material ausgekleidet, dessen Dielektrizitätskonstante zwischen den Dielektrizitätskonstanten der beiden zu trennenden Mineralarten liegt.In order to charge the different ore particles with opposite potentials, the inner surface of the cyclone is lined with a material whose dielectric constant lies between the dielectric constants of the two types of mineral to be separated.

Dieses spezielle Material kann aus einer großen Gruppe handelsüblicher Kunststoffe ausgewählt sein; es kann aber auch mit Vorteil aus einer gebundenen Mischung von Teilchen verschiedener Erze bestehen. Der Binder kann selbst ein Kunststoff odjr ein Zement sein. Besonders zweckmäßig ist eine Mischung vonThis particular material can be selected from a large group of commercially available plastics; it but can also advantageously consist of a bonded mixture of particles of different ores. The binder itself can be a plastic or a cement. A mixture of

ίο Teilchen der Erze, die getrennt werden sollen. Auch können auch Kunststoffe verwendet werden, deren Dielektrizitätskonstante sich mit der Temperatur ändert. Dann muß die Temperatur der Zyklonwand der gewünschten Dielektrizitätskonstante angepaßt werden. Eine Heizvorrichtung für die Zyklonwandung ist aus Gründen einer besseren Übersicht in der Zeichung nicht dargestellt.ίο Particles of the ores to be separated. Even Plastics can also be used, the dielectric constant of which changes with temperature changes. Then the temperature of the cyclone wall must be adapted to the desired dielectric constant. A heating device for the cyclone wall is shown in the drawing for the sake of clarity not shown.

Wenn die Teilchen den Zyklon durchlaufen haben und elektrisch aufgeladen sind, treten sie durch den Unterlauf 4 in einer Kammer 5 ein. in der sie nach unten fallen. Dabei werden die Teilchen mit entgegengesetzter Aufladung unter Wirkung des von den Elektroden f> und 7 erzeugten elektrostatischen Feldes verschieden abgelenkt und in den Behältern 10 und 11 gesammelt.When the particles have passed through the cyclone and are electrically charged, they pass through the Underflow 4 in a chamber 5. in which they fall down. In doing so, the particles are opposed to each other Charging under the action of the electrodes f> and 7 generated electrostatic field deflected differently and collected in the containers 10 and 11.

Die nicht aufgeladenen und daher nicht abgelenkten Teilchen we.den in dem Behälter 12 gesammelt, von dem aus sie wieder mit frischer Charge in den Zyklon 2 eingeleitet werden.The uncharged and therefore not deflected particles are collected in the container 12 by from which they are fed back into the cyclone 2 with the fresh batch.

Um den die Erzteilchen fördernden Gasstrom und die nicht abgeschiedenen Erzteilchen im Kreislauf zu führen, können die Kanäle 1 und 3 als Ringleitung ausgebildet sein, die in zweckentsprechender Weise mit dem Sammelbehälter 12 für nicht aufgeladenes Gut verbunden ist.In order to circulate the gas stream conveying the ore particles and the ore particles which have not been separated out lead, the channels 1 and 3 can be designed as a ring line, which in an appropriate manner with is connected to the collecting container 12 for uncharged material.

Ferner können statt zweier stationärer Feldelektroden 6,7 auch Bandelcktroden aus umlaufenden endlosen Bändern angewendet werden, die man /ur besseren Abreinigung anhaftenden Teilchen mit Abstreifbürsten versehen oder in Schwingungen versetzen kann.Furthermore, instead of two stationary field electrodes 6, 7 it is also possible to use strip electrodes made of rotating endless Tapes are used, which one / ur better cleaning off adhering particles with squeegee brushes can be provided or caused to vibrate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrostatic free-fall separator for triboelectrically charged ore particles, with two in parallel Electrostatic field electrodes arranged in the direction of fall, the lower ends of which diverge and under which two adjustable discharge blades are arranged, characterized in that that the underflow (4) of a cyclone (2) opens into the electrode chamber (5), whose Inner wall is lined with a material whose dielectric constant is between the dielectric constants of the ore particles to be separated lies.

2. Separator according to claim 1, characterized in that the lining of the cyclone (2) consists of a mixture of ore particles of the same kind as the ore particles to be separated by suitable Binder bound and attached to the inner wall of the cyclone (2), or made of a material consists, the dielectric constant changes with temperature, a device (17) for Heating of the lining is provided, the temperature of which is automatically increased via a controller an optimal value for the opposite charging of the ore particles is set.