1.1 Сущность электрических методов обогащения.
Электрическое обогащение основано на применении различия в электрических свойствах разделяемых минералов. К этим свойствам относятся: электропроводность, диэлектрическая проницаемость, проявление эффектов - трибоэлектрического, контактного потенциала, пироэлектрического.
Сущность электрической сепарации заключается во взаимодействии электрического поля и минеральной частицы, обладающей определенным зарядом. Заряд частицы получают искусственно одним из способов, выбираемым в зависимости от их наиболее контрастных электрических свойств. Электрическая сепарация осуществляется как в однородном, так и в неоднородном электрическом поле.
Диэлектрическая сепарация может осуществляться только в неоднородном электрическом поле, где возникают пондеромоторные силы, зависящие от диэлектрической проницаемости среды и разделяемых минералов.
Обогащения производится в электрических или диэлектрических сепараторах.
1.2 Область применения электрических методов обогащения
Электрическая сепарация применяется для обогащения зернистых материалов крупностью от 3 до 0.05 мм, обогащение которых другими методами малоэффективно либо экономически нецелесообразно.
Область применения данных методов весьма обширна. Это - обогащение кварца, граната, алмазов, вольфрамовых, фосфоритовых, касситеритовых, тантало-ниобиевых, титаносодержащих руд и россыпных песков.
Например, при обогащении вольфрамитовых руд крупностью 0.1 – 1.5 мм с содержанием вольфрамита в исходном 1.5 % получают концентрат с содержанием вольфрамита 33 – 35 % при извлечении до 97 %.
Методы применяются и при доводке коллективных концентратов таких, как титано-цирконовых, ильменито-рутило-цирконо-моноцитовых, тантало-ниоби-евых, танталит-колумбитовых, оловяно-вольфрамовых и др.
Например, из первичного тантало-ниобиевого концентрата электрическими методами (совместно с магнитными) извлекают танталит (тантал), колумбит (ниобий), монацит (торий, цезий), циркон (цирконий, гафний, торий), касситерит (свинец), берилл (бериллий, изумруд, аквамарин), гранат и пр.
Электрические методы нашли применение и при сухой классификации материалов по крупности, например, при обеспыливании и классификации строительных и кварцевых песков, вермикулита, различных солей, металлических и неметаллических порошков и пр.
2 Физические основы электрического обогащения
2.1 Общие сведения.
Электрическое поле – форма существования материи вблизи электрических зарядов. Более конкретно – это пространство, в котором проявляется действие электрических сил на заряженные частицы.
Основная характеристика электрического поля – напряженность (Е). Напряженность поля в точке – это величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный заряд, помещенный в данную точку, к величине этого заряда, т.е. E = F/Q [H/Кл; В/м].
Электрическое поле, как и магнитное, может быть однородным (рис.1.1а) и неоднородным (рис.1.1б). Неоднородность поля характеризуется градиентом: gradЕ=dE/dx. Для однородных электрических полейgradЕ = 0.
С 
реда, в которой взаимодействуют электрические заряды, характеризуется диэлектрической проницаемостью (εс), которая показывает, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в данной среде меньше, чем в вакууме.
Диэлектрическая проницаемость веще ства (εв) характеризует поляризуемость диэлектрика.
Вспомним и о понятии абсолютной диэлектрической проницаемости–(εа), которая оценивается: εа = εεо, где εо – электрическая постоянная, εо = 8.85·10-12 Ф/м.
Одна из основных электрических характеристик веществ - электропроводность (единица измерения - Сименс), либо удельная электропроводность (единица измерения –См/м). Последний показатель – величина, обратная удельному сопротивлению.
По электропроводности все минералы классифицируются на 3 группы:
1. Проводники (П) – удельная электропроводность 10 – 104См/м.
2. Полупроводники (ПП) – удельная электропроводность 10-1– 10-8См/м.
3. Непроводники (НП) – удельная электропроводность <10-8См/м.
Величина электропроводности слагается из объемной и поверхностной составляющей. Последняя зависит от состояния поверхности. Путем нанесения на поверхность реагентов в виде аэрозолей можно целенаправленно изменять проводимость минералов в нужном направлении.
К минералам проводниковой группы относятся магнетит, титаномагнетит, ильменит, рутил, пирит, галенит, графит и другие минералы.
К полупроводникам относятся доломит, гематит, псиломелан, халькопирит, молибденит, вольфрамит, сфалерит и пр.
К непроводникам относятся кварц, циркон, турмалин, асбест, боксит, пирохлор и другие минералы.
В электрическом поле минералы проводниковой и непроводниковой группы ведут себя различно.
На поверхности проводника, помещенного в электрическое поле, появляются электрические заряды, причем на одном конце концентрируется избыток электронов (вблизи положительного электрода), на другом – наблюдается их недостаток, т.е. появляется положительный заряд. Это явление связано с переходом электронов от атома к атому на верхних орбитах их движения. При удалении проводника из поля восстанавливается первоначальное состояние.
При контакте проводника с заряженным телом (электродом) происходит обмен зарядов, проводник приобретает одноименный заряд и испытывает силы отталкивания от электрода.
Помещение в электрическое поле непроводника (диэлектрика) сопровождается смещением в нем зарядов (переориентацией электрических диполей в соответствии с направлением напряженности электрического поля). На концах диэлектрика также появляются заряды, но при контакте с электродом переход зарядов невозможен, кулоновские силы притягивают непроводник к электроду.