[發明專利]礦物、微體化石、粉末介質材料的射頻高壓介電分離技術

無效

• 申請號: 85101009.1
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1017877B
• 公開（公告）日: 1992-08-19
• 發明（設計）人: 王裕先
• 申請（專利權）人: 地質礦產部礦床地質研究所
• 主分類號: B07C5/344
• 分類號: B07C5/344
• 代理公司: 地質礦產部專利代理事務所
• 代理人: 向源富,王義昌

本發明屬于礦物分選技術領域。為礦物晶體結構、化學成分、同位素年齡分析提取高純度礦物，為確定地層層位提取微體化石，為材料研究提取粉末工業介質，都可用射頻高壓分離技術。

目前，細小單礦物分離，使用的方法有重選、磁選和電法。電法有礦物靜電分離和交流介電分離兩類，前者是用空氣作介質，利用礦物在直流高壓電場中電導率的差異來分離礦物，后者則利用在交流（50Hz）電場中礦物介電常數的差別來實現分離。蘇聯別林斯基提供過礦物交流介電分離法（《Pa3дeHиe????MHHepaлOB》1975，CTP58-61），該方法是使用50Hz交流電，經升壓至3000-5000V，用雙電極在介電液中施行礦物介電分離。該方法的缺點在于：（1）工作頻率單一（僅50Hz），只能分選介電常數低于20的脈石礦物，不能分離金屬礦物，適用范圍窄小;（2）場強弱，吸礦量極少（僅限于毫克級），不能滿足實驗室對單礦物數量的需要，若欲增加場強，則因使用雙電極會導致短路，無法工作;（3）分選礦物純度低;（4）介電液使用的是有毒或劇毒物（如硝基苯等），工作不安全。

本發明提供一種采用射頻高壓電場發生器產生射頻高壓強電場，作為輸出用的單電極在按要求配制的介電液中與礦物等介質的阻抗相匹配的方法，能高效率、高純度、安全地提取介電常數變化范圍大的礦物、微體化石和粉末介質材料的介電分離技術。

本發明的機理是采用射頻高壓輻射場，以介電常數為2-81的特定介電液為介質，利用礦物、微體化石、粉末介質材料在射頻電場中介電常數的差別來分離礦物等介質。

本發明的目的是這樣實現的。由射頻高壓電場發生器的脈沖間歇振蕩器產生射頻輻射場脈沖高壓小電流輸出，形成頻率為20KHz-1MHz、1MHz-20MHz，輸出電壓為3000V-4000QV，1500V-10000V，輸出功率為150W-5000W，150W-1000W的發射場，通過環形或方網狀紫銅鍍銀單電極，在乙醇、煤油按不同介電常數（由2-100以上）的要求配制的介電液中，采用電感、電容、電阻耦合匹配方法，實現射頻高壓強電場與礦物、微體化石，粉末介質材料的阻抗匹配，進而獲得有效輸出，形成射頻高壓輻射場。介電液的介電常數是根據待分離的兩種介質的介電常數大小及兩個介電常數之差來選定的，介電液的介電常數一般選在兩種待分離介質的介電常數之間值，有時稍偏大或偏小。用單電極將高介電常數（相對介電液而言）的礦物等介質吸取在電極上，移動電極，達到分離的目的。

礦物射頻高壓介電分離操作過程是這樣的。

根據待分離礦物的兩種介質的介電常數用乙醇、煤油按混合液介電常數計算公式計算結果在介 電液溶器中配制介電液，再把待分離礦樣和單電極一并放入介電液中。啟動射頻高壓電場發生器，則在單電極極端形成頻率為20KHz-1MHz，1MHz-20MHz，輸出電壓為3000V-40000V，1500V-10000V，工作功率為150W-5000W，150W-1000W的射頻輻射場，單電極在介電液中將高介電常數（相對介電液而言）的礦物從待分離礦樣中吸確取，電極移至介電液溶器一端，這時，射頻輻射場消失，高介電常數礦物自動卸下。再把單電極放回待分離礦樣中，又形成射頻輻射場，單電極再吸取高介電常數礦物，電極移至介電液容器一端，射頻輻射場消失，高介電常數礦物自動卸下。以此往復操作，直至把兩種礦物完全分離為止。射頻輻射場的形成和消失是采用間歇脈沖振蕩發生器自動控制的。

本發明所使用的儀器裝置是射頻高壓介電分離器，其特征在于是由射頻高壓電場發生器、電極、介電液和介電液容器所組成。射頻高壓電場發生器的大功率輸出是采用間歇振蕩器經多級調頻功率放大來實現的。射頻高壓脈沖變壓器功率范圍5000瓦以下，采用電感、電容、電阻耦合匹配方法實現多變的發射場負載（固體介質和液體）的阻抗匹配。輸出采用鈹銅合金、紫銅鍍銀，或錫磷青銅鍍銀材料制作成環形或方網狀電極。介電液采用無毒乙醇和煤油根據所需介電常數按特定比例配制而成。介電液容器采用絕緣抗磁材料（如聚四氟乙烯等）制作成圓形或方形等形狀。

本發明與現有技術相比具有如下特點：

（1）本發明所使用的是射頻高壓輻射電場，而不是現有的靜電場或交流電場;

（2）射頻高壓電場強度大，礦樣一次提取量可達1克-10克以上，比現有技術提高1000倍以上，完全滿足實驗室對單礦物數量的需要;

（3）頻帶寬（20KHz-1MHz，1MHz-20MHz），能分離介電常數為2-100以上的各種礦物（包括脈石礦物和金屬礦物）、微體化石和粉末介質材料;