[科普中國]-介電分離

介電分離是根據(jù)礦物介電常數(shù)的差異而進行礦物分離的一種方法。將礦物破碎，過篩，置于適當?shù)慕殡娨褐小２迦敕蛛x電極，在電場作用下，礦物介電常數(shù)大于介電液時，礦物即被電極吸引；反之，礦物介電常數(shù)小于介電液時，則礦物被電極排斥。

分離礦物時需配制介電常數(shù)介于兩種礦物之問的介電液。介電液要求無色透明、化學性純、能充分互溶。常用的介電液有四氯化碳、乙醇、蒸餾水等。電場可采用低頻電場或高頻電場。用高頻介電分離儀，礦樣中可以有導電礦物存在，而在低頻介電分離中則不能有導電礦物存在，否則會引起短路。分離電極要用韌性強、導電性好、不易氧化的材料，如鉑銠絲、銀絲等制成。高頻介電分離儀如輸出功率過大，會使介電液溫度升高，引起有機介電液著火，應予注意。1

介電分離的原理礦物介電分離是利用礦物處于液體介質(zhì)電場內(nèi)的電性差異而分離礦物的方法。這里所指電性差異，主要是指介電性的差異。介電性是礦物的一個主要物理特性，一般用介電常數(shù)（ε）表示。它是以某物質(zhì)為介質(zhì)時的電容量（C）相對于以真空時的電容量（C0）的倍數(shù)。由下式所示：

置于介電液中的介電質(zhì)礦物，在電場作用下，其作用力（F）的大小，由礦物的介電常數(shù)（ε1），介電液的介電常數(shù)（ε2），電場強度（E），場強梯度（dE/dx）及礦物顆粒的大?。?strong>r）所決定，由電動力學計算得出：

當r、E*dE/dx為定值時，則F是ε1、ε2的函數(shù)，因此，ε****1〉ε2時，則F〉0；ε****1〈ε2時，則F〈0。

即在一定電場的條件下，礦物介電常數(shù)大于介電液介電常數(shù)時，則此礦物被操作電極吸引（F〉0）；反之，礦物介電常數(shù)小于介電液介電常數(shù)時，則礦物被操作電極排斥（F〈0），從而達到礦物分離的目的。 ·

介電分離按工作電場的頻率不同，可分為直流介電分離、低頻介電分離、高頻介電分離，相應的有直流介電分離儀、低頻介電分離儀、高頻介電分離儀，亦可將它們組裝在同一儀器內(nèi)，便于選擇使用。2

介電分離設備的要求及其應用對介電分離設備的技術(shù)要求成本低廉的介電分離設備，應具備如下特征：

1、具有高工作循環(huán)；

2、具有高生產(chǎn)效率；

3、對固—固或固—液能進行高質(zhì)量分離，甚至能實現(xiàn)帶色的亞微米級顆粒的分離；

4、易實現(xiàn)簡便的自動化操作；

5、填料的壓降損失?。?/p>

6、維修較簡便，功率消耗低，投資及運行費用低等。3

介電分離設備的主要應用目前，介電分離設備還僅用于煉油廠、金屬和植物油加工工業(yè)，用在原料和以蒸餾碳氫化合物為基礎(chǔ)的產(chǎn)品中固體污染成為主要問題的場合。由于它處理膠體系統(tǒng)比其他傳統(tǒng)分離技術(shù)更快，因此可以廣泛用于選礦、石油、化學工業(yè)、廢料處理及生物化學工程等領(lǐng)域。3

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

杜強 - 高級工程師 - 中國科學院工程熱物理研究所