选矿概论电选

1、l o g ol o g o 电电 选选 同种电荷互相排斥同种电荷互相排斥 站在绝缘椅子上的女孩触摸带电的起电机后，带上站在绝缘椅子上的女孩触摸带电的起电机后，带上 了与起电机相同种类的电荷，她的头发也带上了同了与起电机相同种类的电荷，她的头发也带上了同 种类的电荷，相互排斥，因此头发都炸开了！种类的电荷，相互排斥，因此头发都炸开了！ 一一 二二 三三 电 选 基 本 原 理 四四 电 选 设 备 与 应 用 主主 要要 内内 容容 矿 物 的 电 性 质 颗 粒 带 电 方 式 五五 电 选 影 响 因 素 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 v矿物的电导率矿物的电导率 电导率电导率，其物理意

2、义是长度为，其物理意义是长度为1cm、截面积为、截面积为1cm2的矿的矿 物的导电能力，表示电子在矿物体中移动的难易程度，物的导电能力，表示电子在矿物体中移动的难易程度， 电导率的单位是电导率的单位是-1cm-1或者或者s/cm。 根据根据电导率电导率的大小，将矿物分为三类：的大小，将矿物分为三类： 1导体矿物：导体矿物：=104-105-1cm-1，如自然铜、石墨。，如自然铜、石墨。 2半导体矿物：半导体矿物：=10-10-102-1cm-1，如硫化矿、金属，如硫化矿、金属 氧化矿等。氧化矿等。 3非导体矿物：非导体矿物：10-10-1cm-1，如硅酸盐、碳酸盐，如硅酸盐、碳酸盐 矿物。矿物

3、。 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 v矿物的电导率矿物的电导率 导体矿物导体矿物，是它们在电场中吸附电子以后，电子能在，是它们在电场中吸附电子以后，电子能在 其颗粒表面自由移动，或者在高压静电场中受到电极其颗粒表面自由移动，或者在高压静电场中受到电极 感应后，能产生可以自由移动的正负电荷。感应后，能产生可以自由移动的正负电荷。 非导体矿物非导体矿物，在电晕电场中吸附电荷以后，电荷不能，在电晕电场中吸附电荷以后，电荷不能 在其表面自由移动或传导；在高压静电场中正负电荷在其表面自由移动或传导；在高压静电场中正负电荷 只是中心发生偏离，不能被移走，一旦离开电场，矿只是中心发生偏离，不能被移走，一旦

4、离开电场，矿 物立即恢复原状，对外不表现正负电性。物立即恢复原状，对外不表现正负电性。 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 v矿物的介电常数矿物的介电常数 介电常数介电常数，描述矿物电性的指标之一。在无限大的均匀，描述矿物电性的指标之一。在无限大的均匀 电介质中，电场强度减小为真空中场强的电介质中，电场强度减小为真空中场强的1/ 倍，即倍，即 e-矿物在真空中的电场强度；矿物在真空中的电场强度； 导体矿物的介电常数导体矿物的介电常数； 非导体矿物的介电常数非导体矿物的介电常数1； 半导体矿物的半导体矿物的介于中间；介于中间； 真空（空气）的介电常数最小，真空（空气）的介电常数最小， =1。 1

5、e e e1-矿物在电介质中的电场强度。矿物在电介质中的电场强度。 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 v矿物的比导电度矿物的比导电度 比导电度指某种物料由非导体转变成导体所需的比导电度指某种物料由非导体转变成导体所需的 电位差（临界电压）与石墨的临界电压（电位差（临界电压）与石墨的临界电压（2800v）之之 比。比。 石墨是良导体，电子流入或流出石墨所需要的电位石墨是良导体，电子流入或流出石墨所需要的电位 差最低，国际上以此电位差值作为差最低，国际上以此电位差值作为标准临界电压标准临界电压。 例如，磁铁矿成为导体的临界电压为例如，磁铁矿成为导体的临界电压为7800v，则其，则其 比导电度为比导

6、电度为2.79，即是石墨临界电压的，即是石墨临界电压的2.79倍。倍。 比导电度是衡量物料导电性的一个标志，比导电度是衡量物料导电性的一个标志，比导电比导电 度越高，导电性越差度越高，导电性越差。 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 v矿物的整流性矿物的整流性 在测定矿物的比导电度时发现，石英只有高压电极带在测定矿物的比导电度时发现，石英只有高压电极带 正电且电位差为正电且电位差为889214820v时，才表现为导体；时，才表现为导体； 而方解石只有高压电极带负电且电位差为而方解石只有高压电极带负电且电位差为10920v时，时， 才表现为导体，高压电极带正电时为非导体；才表现为导体，高压电极带正

7、电时为非导体； 磁铁矿在高压电极带正负电时均可表现为导体。磁铁矿在高压电极带正负电时均可表现为导体。 只能在高压电极带负电时，获得正电荷的矿物称为只能在高压电极带负电时，获得正电荷的矿物称为正正 整流性矿物整流性矿物；只能在高压电极带正电时，获得负电荷；只能在高压电极带正电时，获得负电荷 的矿物称为的矿物称为负整流性矿物负整流性矿物；不论高压电极带什么样的；不论高压电极带什么样的 电荷均可表现为导体的矿物称为电荷均可表现为导体的矿物称为全整流性矿物全整流性矿物。 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 根据矿物的根据矿物的比导电度比导电度可以确定电选时采用的最低可以确定电选时采用的最低 分选电压。分

8、选电压。 根据矿物的根据矿物的电导率电导率可以判断用电选法对两种矿物进可以判断用电选法对两种矿物进 行分选的的可能性：二者的电导率差别越大，越容行分选的的可能性：二者的电导率差别越大，越容 易分离。易分离。 两种矿物的两种矿物的介电常数介电常数相差越大，越容易分离。相差越大，越容易分离。 根据矿物的根据矿物的整流性整流性可以确定高压电极的极性。可以确定高压电极的极性。 一、矿物的电性质一、矿物的电性质 举例：石英与金红石的电性质对比举例：石英与金红石的电性质对比 矿物矿物 名称名称 化学化学 成分成分 密度密度 g/cm3 电导率电导率 -1cm-1 介电介电 常数常数 比导比导 电度电度 整

9、流性整流性 石英石英sio22.52.810-1710-124.25.03.17负负 金红石金红石 tio24.25.210-21871733.03全全 分选石英和金红石时，高压电极必须为负极，分选石英和金红石时，高压电极必须为负极， 使石英呈现非导体性质，金红石呈现导体性质，使石英呈现非导体性质，金红石呈现导体性质， 进而达到两者分离的目的。进而达到两者分离的目的。 精美的金红石集合体精美的金红石集合体 二、颗粒带电方式二、颗粒带电方式 v直接传导带电直接传导带电 当矿粒直接和电极接触时，导电性好的矿粒就获当矿粒直接和电极接触时，导电性好的矿粒就获 得同电极极性一样的电荷，从而被电极排斥。而

10、导电得同电极极性一样的电荷，从而被电极排斥。而导电 性差的矿粒，则只能被电极极化而产生束缚电荷，靠性差的矿粒，则只能被电极极化而产生束缚电荷，靠 近电极一端产生与电极相反的电荷，从而被电极吸引。近电极一端产生与电极相反的电荷，从而被电极吸引。 利用矿粒的导电性差异在电极上表现不同的行为，利用矿粒的导电性差异在电极上表现不同的行为， 可达到分离的目的。可达到分离的目的。 二、颗粒带电方式二、颗粒带电方式 v感应带电感应带电 矿粒不与带电体或电极接触，在电场中受矿粒不与带电体或电极接触，在电场中受感应作用感应作用： 导电性好的矿粒在靠近电极的一端产生和电极极导电性好的矿粒在靠近电极的一端产生和电极

11、极 性相反的电荷，另一端产生相同的电荷，矿粒上的这性相反的电荷，另一端产生相同的电荷，矿粒上的这 种电荷是可以移走的，如移走的电荷和电极极性相同，种电荷是可以移走的，如移走的电荷和电极极性相同， 则剩下的电荷便和电极极性相反，从而矿粒被电极吸则剩下的电荷便和电极极性相反，从而矿粒被电极吸 引。引。 导电性差的矿粒虽处在同样条件，却只能被电极导电性差的矿粒虽处在同样条件，却只能被电极 极化，其电荷不能被移走，因而不能被电极所吸引。极化，其电荷不能被移走，因而不能被电极所吸引。 二者运动轨迹产生差异，即可进行分离。二者运动轨迹产生差异，即可进行分离。 二、颗粒带电方式二、颗粒带电方式 v感应带电感

12、应带电 二、颗粒带电方式二、颗粒带电方式 v电晕带电电晕带电 在电晕放电电场中，不同性质的在电晕放电电场中，不同性质的 矿粒因吸附空气离子而得符号相矿粒因吸附空气离子而得符号相 同但数量不同的电荷，因而受到同但数量不同的电荷，因而受到 不同的电力作用，产生不同的运不同的电力作用，产生不同的运 动轨迹，从而可以实现分离。动轨迹，从而可以实现分离。 电晕放电指气体介质在不均匀电场中碰撞电离，产生电晕放电指气体介质在不均匀电场中碰撞电离，产生 的电子和正负离子分别向相反电极移动，形成电晕电的电子和正负离子分别向相反电极移动，形成电晕电 流，并伴有吱吱声的现象。流，并伴有吱吱声的现象。 二、颗粒带电方

13、式二、颗粒带电方式 二、颗粒带电方式二、颗粒带电方式 v摩擦带电摩擦带电 不同性质的矿粒互相摩擦或者与给料设备表面摩不同性质的矿粒互相摩擦或者与给料设备表面摩 擦，从而使不同性质的矿粒带上符号相反、数量足擦，从而使不同性质的矿粒带上符号相反、数量足 够的电荷，这种带电方式叫摩擦带电。够的电荷，这种带电方式叫摩擦带电。 经摩擦带电的矿粒通过电场时，将分别被正、负经摩擦带电的矿粒通过电场时，将分别被正、负 电极吸引，从而实现分选。电极吸引，从而实现分选。 三、电选基本原理三、电选基本原理 v什么是电选？什么是电选？ 电选是基于被分离物料在电性质上的差别，不同电性电选是基于被分离物料在电性质上的差别

14、，不同电性 质的颗粒在电选机电场中受到的电场力和机械力（重质的颗粒在电选机电场中受到的电场力和机械力（重 力、离心力等）的作用不同，从而具有不同的运动状力、离心力等）的作用不同，从而具有不同的运动状 态而实现分选的一种物理选矿方法。态而实现分选的一种物理选矿方法。 矿物之间的矿物之间的电性差别电性差别：内因，本质。：内因，本质。 电选机提供电场电选机提供电场 使物料颗粒带电使物料颗粒带电 电选的外部条件。电选的外部条件。 1 1 三、电选基本原理三、电选基本原理 电晕电晕-静电复合电场分选示意图静电复合电场分选示意图 三、电选基本原理三、电选基本原理 当高压直流负电通至电晕极和静电极后，由于电

15、当高压直流负电通至电晕极和静电极后，由于电 晕极直径很小，其附近形成很高的电场强度，于是电晕晕极直径很小，其附近形成很高的电场强度，于是电晕 极向鼓筒方向放出大量高速运动的电子，这些电子撞击极向鼓筒方向放出大量高速运动的电子，这些电子撞击 空气分子使之电离，正离子飞向负极，负离子飞向鼓筒空气分子使之电离，正离子飞向负极，负离子飞向鼓筒 产生电晕放电。这样，靠近鼓筒一边的空间都带负电荷，产生电晕放电。这样，靠近鼓筒一边的空间都带负电荷， 静电极则只产生高压静电场而不放电。静电极则只产生高压静电场而不放电。 三、电选基本原理三、电选基本原理 入选物料均匀地给到鼓筒表面上并随之进入电场。入选物料均匀

16、地给到鼓筒表面上并随之进入电场。 开始时导体和非导体矿粒都吸附负电荷，导体矿粒很快开始时导体和非导体矿粒都吸附负电荷，导体矿粒很快 把负电荷通过鼓筒进行传导，同时又受到高压静电场的把负电荷通过鼓筒进行传导，同时又受到高压静电场的 感应，靠近静电极的一端感生正电，靠近鼓筒的一端感感应，靠近静电极的一端感生正电，靠近鼓筒的一端感 生负电，负电又迅速地由鼓筒传走，最终只剩下正电荷。生负电，负电又迅速地由鼓筒传走，最终只剩下正电荷。 带正电的导体矿粒受到鼓筒排斥，再加上矿粒本身重力带正电的导体矿粒受到鼓筒排斥，再加上矿粒本身重力 和离心力的作用，使它脱离鼓筒落下而成为导体产品；和离心力的作用，使它脱离

17、鼓筒落下而成为导体产品； 非导体矿粒所获负电荷很难转移，受到鼓筒的吸引而紧非导体矿粒所获负电荷很难转移，受到鼓筒的吸引而紧 贴于鼓筒表面，随鼓筒转动至电场背面刷子刷下成为非贴于鼓筒表面，随鼓筒转动至电场背面刷子刷下成为非 导体产品；导体产品； 中等导电颗粒则在中间落下成为半导体中矿。中等导电颗粒则在中间落下成为半导体中矿。 三、电选基本原理三、电选基本原理 1 f：库仑力；：库仑力； 矿粒在电场中受力情况矿粒在电场中受力情况 ：非均匀电场力：非均匀电场力 3 f 4 f cosmg ：界面吸引力；：界面吸引力； ：重力分力。：重力分力。 ：离心惯性力；：离心惯性力； 2 f v矿粒在电选机鼓面

18、上的受力分析矿粒在电选机鼓面上的受力分析 导体颗粒在导体颗粒在ab范围内落下，满足范围内落下，满足 cos 3124 mgffff 半导体颗粒在半导体颗粒在bc范围内落下，满足范围内落下，满足 cos 3124 mgffff 非导体颗粒在非导体颗粒在cd范围内落下，满足范围内落下，满足 cos 43 mgff 四、电选设备与应用四、电选设备与应用 低压静电场电选机低压静电场电选机 四、电选设备与应用四、电选设备与应用 四、电选设备与应用四、电选设备与应用 v 摩擦电选机摩擦电选机 物料进入摩擦荷电之前，先加温到物料进入摩擦荷电之前，先加温到120-200120-200，然，然 后进入给矿槽中，

19、使之互相摩擦并与槽底接触碰撞后进入给矿槽中，使之互相摩擦并与槽底接触碰撞, , 从而各自获得正负电荷。从而各自获得正负电荷。 将已带电荷的物料给到鼓筒式摩擦电选机中进行将已带电荷的物料给到鼓筒式摩擦电选机中进行 分选，采用的静电极可以带高压负电或正电。分选，采用的静电极可以带高压负电或正电。 给矿槽给矿槽 转鼓电极转鼓电极 （接地）（接地） 带电电极带电电极 （负电）（负电） 带？电矿粒带？电矿粒 四、电选设备与应用四、电选设备与应用 多多 级级 电电 选选 机机 分分 选选 示示 意意 图图 四、电选设备与应用四、电选设备与应用 v白钨矿与锡石的分离白钨矿与锡石的分离 白钨矿与锡石的密度很相

20、近，但两者的电性明显不白钨矿与锡石的密度很相近，但两者的电性明显不 同，锡石的介电常数大，为同，锡石的介电常数大，为242427 f/m27 f/m，白钨矿的，白钨矿的 介电常数小，仅为介电常数小，仅为 5 56 f/m6 f/m，锡石为导体矿物，锡石为导体矿物， 白钨矿为半导体矿物，所以电选是使两者分开的最白钨矿为半导体矿物，所以电选是使两者分开的最 有效的方法。有效的方法。 四、电选设备与应用四、电选设备与应用 v钛铁矿、金红石的电选钛铁矿、金红石的电选 钛铁矿、金红石的粗精矿绝大多数来自海滨砂矿及陆地砂钛铁矿、金红石的粗精矿绝大多数来自海滨砂矿及陆地砂 矿，次之为原生矿。在砂矿粗精矿中，

21、主要含磁铁矿、钛铁矿、矿，次之为原生矿。在砂矿粗精矿中，主要含磁铁矿、钛铁矿、 金红石、独居石、钻石等，其中含量最高者为钛铁矿，次之为金红石、独居石、钻石等，其中含量最高者为钛铁矿，次之为 金红石等。按电性质，可将这些矿物分成：金红石等。按电性质，可将这些矿物分成： 导体矿物导体矿物磁铁矿、钛铁矿、金红石、褐铁矿、白钛矿等。磁铁矿、钛铁矿、金红石、褐铁矿、白钛矿等。 非导体矿物非导体矿物锆石、独居石、石英、电气石、石榴石、绿锆石、独居石、石英、电气石、石榴石、绿 帘石、十字石、蓝晶石等。帘石、十字石、蓝晶石等。 用弱磁选选出磁铁矿后，余下的矿物中钛铁矿磁性最强，独用弱磁选选出磁铁矿后，余下的矿物中钛铁矿磁性最强，独 居石次之，金红石和锆石都是非磁性矿物。对这些矿物，需用居石次之，金红石和锆石都是非磁性矿物。对这些矿物，需用 电选一磁选一浮选联合流程，才能获得较好的