[科普中国]-介电分离

介电分离是根据矿物介电常数的差异而进行矿物分离的一种方法。将矿物破碎，过筛，置于适当的介电液中。插入分离电极，在电场作用下，矿物介电常数大于介电液时，矿物即被电极吸引；反之，矿物介电常数小于介电液时，则矿物被电极排斥。

分离矿物时需配制介电常数介于两种矿物之问的介电液。介电液要求无色透明、化学性纯、能充分互溶。常用的介电液有四氯化碳、乙醇、蒸馏水等。电场可采用低频电场或高频电场。用高频介电分离仪，矿样中可以有导电矿物存在，而在低频介电分离中则不能有导电矿物存在，否则会引起短路。分离电极要用韧性强、导电性好、不易氧化的材料，如铂铑丝、银丝等制成。高频介电分离仪如输出功率过大，会使介电液温度升高，引起有机介电液着火，应予注意。1

介电分离的原理矿物介电分离是利用矿物处于液体介质电场内的电性差异而分离矿物的方法。这里所指电性差异，主要是指介电性的差异。介电性是矿物的一个主要物理特性，一般用介电常数（ε）表示。它是以某物质为介质时的电容量（C）相对于以真空时的电容量（C0）的倍数。由下式所示：

置于介电液中的介电质矿物，在电场作用下，其作用力（F）的大小，由矿物的介电常数（ε1），介电液的介电常数（ε2），电场强度（E），场强梯度（dE/dx）及矿物颗粒的大小（r）所决定，由电动力学计算得出：

当r、E*dE/dx为定值时，则F是ε1、ε2的函数，因此，ε****1〉ε2时，则F〉0；ε****1〈ε2时，则F〈0。

即在一定电场的条件下，矿物介电常数大于介电液介电常数时，则此矿物被操作电极吸引（F〉0）；反之，矿物介电常数小于介电液介电常数时，则矿物被操作电极排斥（F〈0），从而达到矿物分离的目的。 ·

介电分离按工作电场的频率不同，可分为直流介电分离、低频介电分离、高频介电分离，相应的有直流介电分离仪、低频介电分离仪、高频介电分离仪，亦可将它们组装在同一仪器内，便于选择使用。2

介电分离设备的要求及其应用对介电分离设备的技术要求成本低廉的介电分离设备，应具备如下特征：

1、具有高工作循环；

2、具有高生产效率；

3、对固—固或固—液能进行高质量分离，甚至能实现带色的亚微米级颗粒的分离；

4、易实现简便的自动化操作；

5、填料的压降损失小；

6、维修较简便，功率消耗低，投资及运行费用低等。3

介电分离设备的主要应用目前，介电分离设备还仅用于炼油厂、金属和植物油加工工业，用在原料和以蒸馏碳氢化合物为基础的产品中固体污染成为主要问题的场合。由于它处理胶体系统比其他传统分离技术更快，因此可以广泛用于选矿、石油、化学工业、废料处理及生物化学工程等领域。3

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所