Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние теории и практики обогащения железных руд 11
1.1. Ресурсная база и технология обогащения железных руд... 11
1.2. Анализ существующих методов повышения качества магнетитовых концентратов 16
1.3. Проблема флокуляции при магнитном обогащении железосодержащих руд 24
1.4. Анализ влияния электростатического взаимодействия частиц на процесс флокуляции магнетитового концентрата 28і
1.4.1. Природа возникновения поверхностного заряда 28
1.4.2. Теоретическая оценка величины поверхностного заряда 35
1.4.3. Силы Ван-дер-Ваальса и возникновения двойного электрического слоя 37
1.4.4. Адгезия. Механизм процессов адгезии 48
1.5. Влияние импульсного магнитного поля на структурное состояние железистых кварцитов 52
2. Теоретическое рассмотрение вопроса электростатического взаимодействия частиц в электрическом поле 59
2.1. Электрические характеристики полупроводниковых минералов 59
2.2. Поляризация 62
2.3. Электростатическое взаимодействие частиц магнетита и кварца в идеальной среде 67
2.4. Динамическая модель процесса дефлокуляции на основе электростатического взаимодействия частиц магнетита и кварца в электрическом поле 78
2.4.1. Влияние силы вязкого сопротивления среды. 78;
2.4.2. Влияние силы обусловленной поверхностным натяжением воды. 79
2.4.3. Определение величины необходимого перемещения частиц для их дефлокуляции. 81
2.4.4. Критерий дефлокуляции. 84
2.5.5.Динамика:движения частиц. 85
3. Экспериментальная оценка влияния импульсных электрофизических воздействий на изменение поверхности частщматштиговото 94
3.1. Принцип электроимпульсного воздействия на руду. 94
3.2. Методика проведения эксперимента-по-определению влияния электроимпульсных воздействий на изменение поверхностшчастиц 97
4. Лабораторные испытания процесса : электроимпульното кондиционирования mafpffithtobofo концентрата на оао; «михайловский fok». 103
4.1. Обоснование процесса электроимпульсной дефлокуляции магнетитового концентрата 103
4.2. Оборудование для электроимпульсного кондиционирования железорудной суспензии 107
4.3. Методика проведения лабораторных испытаний процесса электроимпульсного кондиционирования магнетитового концентрата на ОАО «Михайловский ГОК» 111
4.4. Анализ результатов лабораторных испытаний 114
4.5. Статистическая обработка результатов лабораторных испытаний 117
5. Прогнозная оценка повышения технологических показателей обогащения железистых кварцитов на оао «михайловский гок» за счет процесса электроимпульсного кондиционирования магнетитового концентрата 120
Заключение 123
Список литературы 125
Приложение
- Анализ существующих методов повышения качества магнетитовых концентратов
- Динамическая модель процесса дефлокуляции на основе электростатического взаимодействия частиц магнетита и кварца в электрическом поле
- Методика проведения эксперимента-по-определению влияния электроимпульсных воздействий на изменение поверхностшчастиц
- Оборудование для электроимпульсного кондиционирования железорудной суспензии
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время Россия занимает одно: из ведущих мест в мировомг балансе железорудного сырья: по запасам, производству, потреблению и? экспорту продукции. Прогнозные ресурсы оцениваются в? 150; млрд. т. Основное промышленное назначение имеют магнетитовые руды с содержанием 31-35 %і железа, из которых, методом* многостадиальной магнитной сепарации получают концентраты с содержанием 65-68 % железа и 5-8 % кремнезема. Магнитное обогащение является основным методом в железорудной промышленности.
Основные трудности: магнитного; обогащения; связаны с постоянным; уменьшением' крупностш. материала, поступающего; на магнитную сепарацию; что; вь свою/ очередь,, вызвано? условиями- раскрытия? при; обогащении весьма тонковкрапленных руд, доля, которых, в общей» добыче непрерывно возрастает. Для ;частиц) крупностью менее;20;мкм^ взвешанных в пульпе тшламах, магнитная* восприимчивость.и соответственно; магнитная сила обычно в два-триразаниже? чем*укрупных.
Побочными эффектами,, сопутствующими процессам: магнитного разделения? минералов;, являются- магнитная; флокуляция сильномагнитных материалов, а также* динамические, электродинамические, термодинамические ш другие эффекты, существенно влияющие на;процессы магнитного обогащения.
Основные усилия исследователей: при сепарации сильномагнитных материалов направлены на повышение качества магнитных концентратов при непрерывном* улучшении его?удельных технико-экономических показателей. Это*достигается в основном за счет разработки специальных мероприятий по; .'''. 5' управлению процессом магнитной флокуляции в специально созданных условиях сепарационного массопереноса.
Ранее были; разработаны новые способы и конструкции сепараторов для мокрого обогащения* сильно- и слабомагнитных руд, включая сепарацию с предварительной селективной магнитной и химико-магнитной флокуляциещ агрегацией руды, а также термосепарацию с применением ПАВ для управления реологическим состоянием суспензии;
Важным фактором оптимизации: процесса магнитной сепарации является изменение вч заданном направлении магнитных характеристик зерен минералов; с применением механических, физических, физико-химических, термических, термохимических методов: В* настоящее: время? для направленного регулирования! поверхностных! свойств, минералов;; и повышениям их контрастности используют различные .виды, энергетических воздействий: Высокоэнергетические виды воздействий. (энергия ускоренных электронов; плазменная, обработка) позволяют модифицировать объемные свойства; минералов и:переводить их из одной модификацию в другую, тем самым создают возможность переработки существующими* методами обогащения; т.е. позволяют превращать минерал вї. такое химическое соединение, которое легко;обогащается классическими методами» [<15, 87, 93* 95]. Однако из-за больших энергетических затрат (10-20: кВт* ч/т) данная. технология не вышла за рамки лабораторных исследований;
Наибольшее применение находят электрохимические воздействия: вследствие наиболее полной научной проработки основ процесса и сравнительно низких энергетических затратах при реализации в промышленности.
Известно исследование влияния электрического тока на селективность магнитной- сепарации магнетита. Суспензия этого минерала обрабатывалась током. При обработке пульпы переменным током частотой 50 Гц или однополярным током частотой 100 Гц наблюдается небольшой прирост качества концентрата, снижение содержания кремнезема с 1,8 до 1,4%. Эффект не прослеживался при применении постоянного тока.
Истощение запасов богатого сырья и вовлечение в переработку магнетитовых кварцитов, отличающихся тонкой вкрапленностью рудных и нерудных минералов, сложностью структурно-текстурных особенностей и вещественного состава, вместе с повышением спроса на мировом рынке на высококачественные низко кремнеземистые концентраты, вынуждают производителей железорудной продукции модернизировать свои технологические схемы, искать возможность их совершенствования или введения дополнительных способов обработки.
Основной научной задачей являлись расширение знаний о процессах, протекающих в системе тонкодисперсной магнетитовой суспензии, и выбор оптимальных условий электроимпульсной обработки железорудной пульпы с целью дезагрегирования магнетитовых флокул, обеспечивающего повышение качества магнетитового концентрата.
Поэтому исследования в направлении электроимпульсных воздействий являются весьма актуальными.
Целью работы является разработка метода повышения качества магнетитового концентрата на основе электроимпульсного воздействия на железорудную пульпу за счет удаления из него породообразующих минералов.
Идея работы заключается в использовании эффекта заряжения частиц в импульсном электрическом поле для интенсификации процесса дефлокуляции магнетитового концентрата.
Задачи исследований: - Изучить механизм электростатического взаимодействия частиц рудной и нерудной фазы магнетитовой суспензии за счет формирования разноименных зарядов поверхности и причины их возникновения. - Установить характер влияния величины напряженности импульсного электрического поля на силу электростатического взаимодействия частиц.
Экспериментально исследовать влияние электроимпульсной обработки на состояние поверхности и дефектность частиц железосодержащего материала. - Разработать и обосновать область технологических режимов процесса электроимпульсных воздействий на железорудную пульпу.
Методы исследований: использованы* химический, минералогический методы исследований исходной руды w конечных продуктов обогащения. Математическое моделирование дезагрегирования, частиц; исследование влагоемкости, лабораторные испытания процесса магнитной сепарации, математические методы планирования экспериментов и обработки результатов.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна. - Установлен механизм и предложена модель процесса дефлокуляции на основе электростатического взаимодействия частиц минералов железа и пустой породы в зависимости от суммарных зарядов каждой частицы, величина и знак которых обусловливаются степенью дефектности и поляризацией материала концентрата во внешнем электрическом поле. - Установлена ранее неизвестная зависимость влияния величины амплитуды напряженности импульсного электрического поля на силу взаимодействия частиц, имеющая параболический характер и позволяющая* определить условия для максимальной эффективности протекания процесса дефлокуляции.
Установлены технологически обоснованные интервалы напряженности импульсного электрического поля ((0,1-4,8)* 10 В/м), длительности импульса (10"-И 0" с) и значения электрического потенциала поверхности частиц» (<р=0,027 В для магнетита и ф=0,27В для кварца), необходимые для их дефлокуляции и обеспечивающие оптимальный режим сепарации.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: - инженерной оценкой аналитических исследований; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических исследований с экспериментальными результатами; - результатами* лабораторных испытаний'способа и технических средств для электроимпульсного кондиционирования железосодержащего концентрата на ОАО «Михайловский-ГОК».
Научное значение работы состоит в разработке механизма электроимпульсной дефлокуляции частиц минералов железа t и породы в магнетитовой суспензии, теоретическом и экспериментальном обосновании эффективности применения метода электроимпульсной дефлокуляции железорудной пульпы перед процессом магнитного обогащения.
Практическое значение работы состоит в разработке режима электроимпульсной дефлокуляции. железорудной пульпы перед процессом магнитной сепарации, обеспечивающего повышение технологических показателей обогащения.
Реализация работы заключается в разработке рекомендаций, для внедрения процесса электроимпульсной дефлокуляции с целью повышения качестка конечного концентрата, которые переданы для использования на ОАО «Михайловский ГОК».
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГТУ, 2008, 2009); на международной научной школе молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (Москва, УРАН ИПКОН РАН, 2008); на научных семинарах кафедры «Обогащение полезных ископаемых» МГТУ (2007-2009гг.).
Публикации. По результатам работы опубликовано 5 статьи, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Анализ существующих методов повышения качества магнетитовых концентратов
В работах [31, 32, 86, 90, 96] было показано, что электрохимическая обработка (ЭХО) пульпы железосодержащих руд улучшает эффективность мокрой магнитной сепарации. Влияние ЭХО на данный процесс носит комбинированный характер, заключающийся в некотором увеличении намагниченности слабомагнитных минералов, улучшении флокуляции мелких частиц и очистке их поверхности от гидроокисных примесей. Целью исследований [31, 32, 76, 86] являлось более детальное изучение влияние ЭХО на флокуляцию, магнитные. свойства и эффективность магнитной сепарации мелкодисперсных частиц мономинеральных магнетитов различной крупности. В соответствии с общеизвестной теорией коллоидной стабильности скорость протекания процесса флокуляции определяется как числом соударений частиц, так и свойствами их поверхности. Полная потенциальная энергия взаимодействия между частицами (V) может быть представлена в виде суммы вандерваальсовой (Vy) и электростатической (Vc) энергий. Кривые потенциальной энергии в зависимости от расстояния между частицами схематично представлены на рис. 1.1. В тех случаях, когда величина кинетической энергии двух сталкивающихся частиц будет меньше энергетического барьера (кривая 1, рис. 1.1), частицы испытывают значительные силы отталкивания и находятся в, суспензии в монодисперсном стабильном состоянии. Если потенциальная энергия взаимодействия незначительна (кривая 2) или имеет отрицательные значения (кривая 3), происходит слипание частиц [86]. При этом силы Вандерваальса являются всегда силами притяжения, а электростатические силы могут быть как силами притяжения, так и силами отталкивания. Следовательно, эффективность флокуляции будет зависеть от электрических свойств межфазной поверхности. Электрические свойства поверхности сильно зависят от присутствия в жидкой фазе электролитов, которые оказывают существенное влияние на двойной электрический слой.
Двойной электрический слой определяется поверхностным зарядом частиц и противоионами жидкости, примыкающими к частицам. Железо на поверхности частиц магнетита в водном растворе может иметь локальный заряд, вследствие чего частица в целом за счет процессов адсорбции-десорбции потенциалопределяющих ионов Н и ОН" приобретает поверхностный заряд. Когда поверхностный заряд равен нулю, значение величины рН жидкой фазы определяется как изоэлектрическая точка минерала. При значениях рН меньше, чем изоэлектричекая точка, минерал приобретает положительный заряд, при рН больше изоэлектрической точки -отрицательный. Для каждого минерала величина изоэлектрической точки различна. Добавление электролита обычно уменьшает эффективный поверхностный заряд ( - потенциал). При потенциалах, превышающих ±35мВ, частицы минералов испытывают силы отталкивания. Для осуществления процесса флокуляции необходимо снижение потенциала до некоторой критической величины ( - критическое) за счет использования электролитов, флокулянтов или ЭХО. Для коллоидных растворов гематита эффективная флокуляция происходит при 4 = 30-32 мВ для различных электролитов [86, 98]. Эффективность флокуляции зависит от размеров и формы частиц [81, 98]. Исследования влияния различных факторов на процессы флокуляции проводились с использованием частиц мономинеральных гематитов крупностью: -160+100; -100+70; -70+40; -40+20; -20+10; -10+0 (мкм). Электрохимическая обработка производилась по известной методике с использованием катодной поляризации при напряжении на электродах 10 В, с объемной плотностью тока 0,5 А/л, временем обработки 15 мин. Эффективность флокуляции оценивалась по скорости седиментации Vs в статических условиях при комнатной температуре. Измерения Vs проводились фотометрическим методом [31, 32, 86, 90]. На рис. 1.2. представлены гистограммы, характеризующие влияние ЭХО на скорость осаждения для частиц гематита различной крупности.
Наиболее эффективно ЭХО проявляется у мелких частиц (-10+0) мкм. Наблюдение под микроскопом суспензии до и после ЭХО показывает образование устойчивых флокул, состоящих из нескольких (3-10) частиц гематита. Сопоставление данных рис. 1.2. и 1.3. показывает, что ЭХО и увеличение рН приводят к одинаковым результатам по изменению скорости осаждения Vs. Измерения намагниченности проводились с помощью вибрационного магнитомера в магнитных полях напряженностью до 1500 кА/м. Так же проводились исследования по определению зависимости намагниченности и коэрцетивной силы от размера частиц. Изменения величины намагниченности в поле Н = 1500 кА/м до и после ЭХО показывает возрастание намагниченности на 5% у частиц крупностью менее 10 мкм и уменьшение изменения намагниченности при переходе к более крупным классам частиц. Коэрцитивная сила при этом не изменяется [86]. В связи с тем, что эффективность магнитной сепарации слабомагнитных гематитов зависит от ряда факторов (напряженности и градиента магнитного поля, скорости потока пульпы, размера частиц), для оценки воздействия ЭХО был выбран режим сепарации, при котором в хвосты уходило около 50% мелкодисперсного гематита (-10+0) мкм.
Динамическая модель процесса дефлокуляции на основе электростатического взаимодействия частиц магнетита и кварца в электрическом поле
Используя второй принцип определения вязкости, основанный на измерении скорости падения шара в вязкой среде (формула Стокса) [42, 101]: где V — скорость падения шара в жидкости, м/с, р - плотность материала шара, г/см , р - плотность жидкости, г — радиус шара, м. Сила вязкого сопротивления жидкости равна: Рассмотрим две частицы (рис.2.12) (условно примем их формы за шар), взаимодействующие в жидкой среде за счет сил электростатического притяжения (F3). сІ2 - диаметр малой частицы, которая начинает отталкиваться от большой частицы из-за действия кулоновских сил, м; х — текущая координата перемещения частицы, м; m - масса малой частицы, кг; JJ, - вязкость среды, кг/с м; р - плотность малой частицы, кг/м3 Тогда сила вязкого сопротивления жидкости для малой частицы будет равна: Сила поверхностного натяжения воды находится по формуле [18, 42, 101]: где х перемещение частицы, м. Коэффициент а называется коэффициентом поверхностного натяжения ( т 0). Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности жидкости при постоянной температуре на единицу [81, 98]. В СИ коэффициент поверхностного натяжения измеряется в джоулях на метр квадратный (Дж/м ) или в ньютонах на метр (1 Н/м=1 Дж/м ). Следовательно, молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избыточной по сравнению с молекулами внутри жидкости потенциальной энергией. Потенциальная энергия Ер поверхности жидкости пропорциональна ее площади [54, 81, 98]: где а — поверхностное натяжение жидкости, S — площадь поверхности жидкости. Из механики известно, что равновесным состояниям системы соответствует минимальное значение ее потенциальной энергии. Отсюда следует, что свободная поверхность жидкости стремится сократить свою площадь.
По этой причине свободная капля жидкости принимает шарообразную форму. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, сокращающие (стягивающие) эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения. Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку, с той только разницей, что упругие силы в пленке зависят от площади ее поверхности (т. е. от того, как пленка деформирована), а силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости [42, 81, 98]. частиц - расклинивающий эффект (эффект Ребиндера)(рис.2.13). Эффект Ребиндера - явление адсорбционного влияния среды на механические свойства и структуру твердых тел. Сущность этого явления состоит в облегчении деформирования и разрушения твердых тел и самопроизвольном протекании в них структурных изменений в результате понижения их свободной поверхностной энергии при контакте со средой, содержащей вещества, способные к адсорбции на межфазной поверхности. В жидкости всегда присутствуют кавитационные пузырьки на границе жидкой и твердой фазы. Явление кавитации связано с локальными растяжениями в жидкости, вызывающими рождение, рост и последующее схлопывание парогазовых пузырьков. Интенсивность кавитационных процессов напрямую зависит от величины растягивающего напряжения в жидкости, предшествующего рождению кавитационных пузырьков [17, 72]. Это соответствует прочности воды на растяжение при комнатной температуре 0,15 МРа. Такие растяжения реализуются в воде при статическом нагружении. При импульсном растяжении прочность воды на растяжение может достигать сотен атмосфер ( 10 ) [17]. Из всего изложенного можно сделать вывод, что при составлении уравнения движения частиц силой поверхностного натяжения воды можно пренебречь. Необходимая величина перемещения частиц для их дефлокуляции должно быть больше толщины двойного электрического слоя (ДЭС). Двойной электрический слой (межфазный) (ДЭС) — слой ионов, образующийся на поверхности частиц в результате адсорбции ионов из раствора, диссоциации поверхностного соединения или ориентировании полярных молекул на границе фаз. Ионы, непосредственно связанные с поверхностью называются потенциалопределяющими. Заряд этого слоя компенсируется зарядом второго слоя ионов, называемых противоионами [54,81,98].
Методика проведения эксперимента-по-определению влияния электроимпульсных воздействий на изменение поверхностшчастиц
Экспериментальная оценка влияния импульсных электрофизических воздействий на электрический потенциал поверхности частиц магнетитового концентрата была проведена по методике определения изменения свойств поверхности за счет электрофизических воздействий.
Для проведения эксперимента по определению влагоемкости порошкового материала до и после электрофизических воздействий использовали материал: слив гидроциклона заключительной стадии классификации ОФ ОАО «Михайловский ГОК».
Были приготовлены навески материала по 25 грамм каждая. Часть образцов подвергалась электрофизическим воздействиям на установке ГАН 1. Затем все образцы смачивались водой при помощи пипетки до тех пор пока материал не принимал текучей консистенции, т.е на минеральных частицах присутствовала как прочно, так и рыхло связанная вода. В процессе проведения эксперимента контролировался расход воды необходимый для смачивания материала (табл.3.2., столбцы 5,6). Далее все образцы подвергались сушке в сушильном шкафу при постепенном увеличении температуры от 60"С до 240С. В процессе сушки контролировался потеря веса образцов при различной температуре и продолжительности пребывания материала в сушильном шкафу (табл.3.2., столбцы 7-11).
Проанализировав полученные результаты экспериментальных исследований, были найдены значения остаточной воды в исследуемых образцах до и после электрофизических воздействий. Из таблицы 1 видно, что среднее значение воды оставшееся после сушки в образцах без обработки практически в 2 раза превышает оставшуюся воду в образцах подвергнутых электрофизическим воздействиям, что может быть обусловлено изменением поверхностных свойств минеральных частиц в процессе электрофизической обработки и изменению потенциала поверхности.
Экспериментальные исследования влияния электроимпульсной обработки на частицы магнетитового концентрата позволили установить, что среднее значение количества воды, оставшейся после сушки при 240С (физически связанная вода) в образцах без обработки, в 2 раза превышает количество оставшейся воды в образцах после электроимпульсного воздействия, что подтверждает изменение электрического состояния частиц.
Истощение запасов богатого сырья и вовлечение в переработку магнетитовых кварцитов, отличающихся тонкой вкрапленностью рудных и нерудных минералов, сложностью структурно-текстурных особенностей и вещественного состава вместе с повышением спроса на мировом рынке на высококачественные низкокремнеземистые концентраты, содержащие не менее 70% железа и не более 3% кремнезема, вынуждают производителей железорудной продукции модернизировать свои технологические схемы, искать возможность их совершенствования или введения дополнительных способов обработки.
При минералогическом анализе состава магнетитовых концентратов установлено, что в исследованных пробах присутствуют как зерна свободного кварца (6-7 %), так и кварца в сростках с магнетитом (около 9 %). Магнитный анализ проб этих концентратов показал возможность повышения содержания железа в них в среднем на 0,5-1,0 % без увеличения степени раскрытия минералов за счет удаления части раскрытых кварцевых зерен.
Микроскопический анализ, проведенный авторами работы [64] показал, что в магнетитовых концентратах присутствует значительное количество как естественных сростков магнетита и кварца, так и искусственных, представляющих собой вдавленные в поверхность магнетита мелкие зерна кварца. При взаимодействии зерен кварца с измельчающей средой и магнетитом происходит загрязнение их поверхности ферромагнитным материалом, что повышает вероятность извлечения кварца в магнитный продукт [11,51, 64].
Также это может быть обусловлено процессом электростатической флокуляции, которая вызвана наличием разноименных поверхностных зарядов рудных и шламовых нерудных частиц. Как известно [5, 27, 28] из практики флотационного обогащения минералов железа и кварца, отрицательный знак электрокинетического потенциала кварца в широкой области значений рН создает благоприятные условия закрепления катионных собирателей (т.е. заряд поверхности имеет отрицательный знак). Величина дзета-потенциала кварца в присутствии реагентов способна изменяться при различных значениях рН, также наблюдается перезарядка поверхности. Основные рудные минералы железа магнетит и гематит так же, как и кварц, имеют отрицательный знак заряда поверхности в интервале значения рН от 4,5 до 8,0 и выше. В присутствии реагентов поверхность этих минералов способна изменить первоначальный знак [5, 27, 28].
Оборудование для электроимпульсного кондиционирования железорудной суспензии
Принципиальная схема установки для электроимпульсного кондиционирования (ЭИК) железорудной суспензии представлена на рис.4.1. Концентрат после электрофизической обработки дообогащается на магнитном анализаторе. Внешний
Установка для ЭИК пульпы содержит, по меньшей мере, два генератора электрического тока, связанных между собой системой синхронизации, при этом один из генераторов, являясь импульсным, соединен с электромагнитной системой, включающей, по крайней мере, один индуктор, генерирующий импульсное магнитное поле, а второй генератор соединен с системой парных электродов, выполненных из электропроводящего материала, размещенных внутри емкости. Устройство дополнительно может иметь любую известную систему подачи материала, соединенную с емкостью и с внутренней полостью индукторов электромагнитной системы [9, 48]. Емкость выполнена в виде парных цилиндрических электродов, расположенных коаксиально. В этом случае обрабатываемый материал подается в полость между электродами, а внешний цилиндрический электрод является корпусом емкости.
Емкость может располагаться внутри индуктора электромагнитной системы. Такое устройство предусматривает пропускание электрического тока через обрабатываемый материал во время воздействия на него импульсным магнитным полем. Генератор тока, соединенный с системой парных электродов выполнен в виде импульсного трансформатора, первичная обмотка которого является одним из индукторов, входящих в состав электромагнитной системы, а вторичная обмотка, соединена с системой парных электродов.
В случае, если емкость состоит из парных коаксиальных цилиндрических электродов и располагается внутри индуктора, то парные электроды выполнены из немагнитного электропроводящего материала, а электроды, кроме внутреннего имеют один продольный разрез, при этом разрез внешнего электрода заполнен диэлектриком На рис. 4.2. изображен разрез устройства, включающего: генератор импульсного электрического тока 1, соединенный с электромагнитной системой, содержащей один индуктор 2 который в свою очередь является первичной обмоткой импульсного трансформатора, вторичная обмотка 3 которого соединена через устройство синхронизации 4 с емкостью, выполненной в виде парных цилиндрических электродов 5 и 6, расположенных коаксиально и в тоже время внутри электромагнитной системы. Электрод 5 имеет один продольный разрез. Емкость имеет герметичные крышки 7 выполненные из диэлектрического материала и отверстия 8 для подачи обрабатываемого материала [9, 48].
Работа устройства осуществляется по следующему порядку: генератор 1 через провода подает импульсный электрический ток на индуктор 2, который создает импульсное магнитное поле. В тоже время во вторичной обмотке 3 трансформатора наводиться ЭДС, т.е. катушка и является вторым генератором. Как следствие этого, через провода и синхронизирующее устройство 4 на электроды 5 и 6 проходит дополнительный импульс тока. Таким образом, материал, находящийся внутри емкости подвергается обработке импульсным магнитным полем (генерируется индуктором 2) и импульсным электрическим полем.
Обрабатываемый материал подают в зону обработки в смеси с жидкостью, в виде суспензии. Это препятствует дальнейшей флокуляции частиц материала за счет образования на активированной поверхности частиц материала двойного электрического слоя из молекул жидкости и улучшает показатели диспергирования. Кроме того, за счет пропускания электрического тока через суспензию, содержащую обрабатываемый материал, происходит ионизация жидкости, что также препятствует образованию вторичных флокул из-за повышения активности взаимодействия ионизированной жидкости с поверхностью частиц. Кроме улучшения показателей диспергирования обеспечивается улучшение показателей извлечения полезного минерала, производимого с использованием магнитной сепарация [9, 48, 49].
