球形矿粒在电晕电场中所获得的电荷,通常以下式表示:
式中 r ——矿粒半径,m;
——空气介电常数,F/m,
——离子电荷,等于1.6×10-19C;
n ——电晕电场内离子浓度,即每m3离子数;
K ——离子迁移率,m2/ V•s,在1个标准大气压时,K为1~2×104m2/ V•s相当于15~30m2/s;
t ——放电时间,s。
如采用电场中离子浓度n=1014离子数/米3,从上述公式,令t=10-3,10-2及10-1秒,则可求得矿粒相应的荷电量为极大值Qmax的6%,45%及90%。
矿粒在电晕场中荷电达到极大电荷值Qmax所需的时间关系,如下表所列。
荷电时间,S | 达到Qmax值,% | 荷电时间,S | 达到Qmaax值,% |
1×10-35×10-31×10-25×10-2 | 9.133.350.084.0 | 1×10-15×10-11 | 91.098.099.0 |
对小于2毫米至0.1毫米的粗粒矿物,要求在电晕场中能荷以较大的电荷值(Qmax)(至少为50%Qmax),这是由于矿粒比较大,在鼓筒式电选机上所受的离心力及重力分力也大,特别是对非导体矿粒而言,则尤为重要,如不从电晕场中吸附较多的电荷以及由此而产生较大的镜面吸力,则必然由于离心力及重力过大而混入导体产品中,影响分选效果;但对导体而言,则不受影响,因为只要能及早地将吸附之电荷通过接地极而传走。
对小于0.1毫米的矿粒而言,由于其粒度小,质量也小,在同等荷电条件下,则比表面电荷大,但如果在鼓筒式电选机的同等转速下(与粗粒相等),则其离心力几乎要小1000倍,如果像分选粗粒一样,也荷以很大的电量,则产生的镜面吸力会更大,这对导体矿粒而言,必然会带来相反的结果,特别是细粒(小于0.1毫米)的分子间的作用力很大,则会极难从细粒群中分出,因此分选细粒要求的荷电量远远比粗粒要小得多,即荷电的时间也要短一些。
根据上述粗粒和细粒的性质和特点,特别是要求荷电量的不同,为此必须采用不同的电极结构以适应于上述情况。此外还必须在操作条件上有明显的不同,主要是电压及产生离心力的转速上,粗粒要求电压高,转速小,细粒要求电压低,转速高。