Способ измельчения материалов

 

Изобретение касается измельчения твердых материалов. С целью повышения эффективности процесса измельчения материал предварительно классифицируют по крупности, что предопределяет равновесные условия нагревания всех частиц, затем обрабатывают веществом, легко переходящим в другое термодинамическое состояние с расширением, например насыщают водой или газом. После этого формируют тонкую плоскую струю материала для исключения теневого взаимодействия частиц в рабочем поле и подвергают ударному термическому воздействию, например, струей высокотемпературного газа, подаваемой под углом к струе материала. При этом вещество, насыщающее объем каждой частицы материала, резко расширяется, что способствует разрыву частиц по ослабленным зонам. Кроме того, ударное термическое воздействие вызывает накопление термических напряжений в теле частиц. Затем материал подвергают ударным деформациям, создавая на пути струи твердую преграду, а потом - резкому охлаждению, что приводит к полному разрушению частиц исходного материала. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)5 В 02 С 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ($gf) f В »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ц

< ! а

i(X (21) 4715329/33; 4715339/33 (22) 04.07.89 (46) 15.08.91. Бюл. N. 30 (71) Читинский политехнический институт (72) Ю. С. Шевченко (53) 621.926,9(088.8) (56) Денев С. И. Стоицова P. В, Изменения в структуре минералов при механических воэдействиях,8th, Int. Miner. Proc. Congr, Warszawa.

1979, prepr. рар, Vol. 1 — Warszawa. 1979, р.427-448. (54) СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение касается измельчения твердых материалов. С целью повышения эффективности процесса измельчения материал предварительно классифицируют по крупности, что предопределяет равновесные условия нагревания всех частиц, затем обИзобретение касается измельчения материалов с использованием физических, а именно термических воздействий на материал, и может быть использовано в обогатительной, цементной и других отраслях промышленности и народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса измельчения.

Предварительно материал классифицируют по крупности, затем обрабатывают веществом, легко переходящим в другое термодинамическое состояние с расширением, после чего формируют тонкую плоскую струю материала и подвергают сначала ударному термическому воэдейст... Ж„„1669548 Al рабатывают веществом, легко переходящим в другое термодинамическое состояние с расширением, например насыщают водой или газом. После этого формируют тонкую плоскую струю материала для исключения теневого взаимодействия частиц в рабочем поле и подвергают ударному термическому воздействию, например, струей высокотемпературного газа, подаваемой под углом к струе материала. При этом вещество, насыщающее обьем каждой частицы материала, резко расширяется,что способствует разрыву частиц по ослабленным зонам. Кроме того, ударное термическое воздействие вызывает накопление термических напряжений в теле частиц, Затем материал подвергают ударным деформациям, создавая на пути струи твердую преграду, а потом— резкому охлаждению, что приводит к полному разрушению частиц исходного материала. 4 э,п. ф-лы, 2 ил. вию, а затем — ударным деформациям, после чего охлаждают, Кроме того, ударное термическое воздействие осуществляют струей высокотемпературного газа, а струю материала подают под углом к струе газа и формируют шириной не более ширины беэградиентной эоны струи газа. В качестве вещества, легко переходяшего в другое термодинамическое состояние, берут воду или гаэ, например фреон, Формирование тонкой плоской струи материала обеспечивает равнозначные условия нагревания практически всех частиц материала. Этому же способствует и предварительная классификация материала по крупно«и, «<:к пючающая наличие в зоне измельчения кон<растных по крупности час

1иц, т.е. и конграстных по реакции как на на<ревани». так и на удэрные деформации.

Чтобы данная реакция материала была эффективной, материал необходимо насытить веществом, которое мгновенно бы испарялось или плавилось и расширялось при термическом воздействии: при насыщении, например, под давлением или простым увлажнением гаэ или жидкость проникает в объем частиц материала по ослабленным зонам (плоскостям спайности, поверхностям контактов минералов, по трещинам и т.п.) кроме того, он остается в понижениях микрорельефа частиц. Следовательно, при нагревании вещество переходит иэ одной фазы в другую, при расширении стремится разорвать частицу именно по ослабленным зонам, что способствует лучшему раскрытию ценного минерала. Для усиления этого эффекта материал подвергают ударному термическому воздействию, например мгновенно нагревают струей высокотемпературного газа до температуры выше температуры плавления или испарения насыщающего вещества, для чего струю газа подают под углом к струе материала. В результате в объеме каждой частицы материала происходит резкое увеличение напряжений. Поэтому для измельчения материал после термического воздействия подвергают ударным деформациям за счет удара, например, о твердую преграду. Это дополнительно приводит к своеобразному микровзрыву частиц эа счет разрыва по многим направлениям от накопленных напряжений. Поскольку на краях струи, например, высокотемпературного газа имеются градиентные зоны (200-300 С), частицы материала, попавшие в них, подвергаются и иным по величине и характеру термическим воздействиям, что ухудшает эффективность измельчения эа счет увеличения неравномерности такого воздействия. Чтобы исключить данный недостаток, струю материала необходимо формировать шириной не менее ширины безградиентной эоны струи высокотемпературного газа.

В результате обеспечивается высокоэффективное измельчение материала в поле действующих сил.

На фиг. 1 показана технологическая схема измельчения, на фиг. 2 - схема осуществления способа с верхней подачей материала.

Пример. В качестве исходного материала беру< дробленку железистых кварцитов крупнос1ью > 10-15 мм Ее классиф<«<иру от на фракцию -3л2 мм (70;<, -.).

5

Фракцию засыпают в сосуд, заливают водой, затем отфильтровывают, после чего просыпают в виде тонкой плоской струи 1 через щелевидный патрубок с шириной выходного отверстия 4 мм. В качестве источника струи 2 высокотемпературного газа используют бензиновую горелку, снабженную сопловидной насадкой с щелевидным выходным отверстием 5х70 мм. Угол между плоскостями струй материала и газа равен

80 . На расстоянии 50 мм от контакта струй устанавливают металлическую пластину 3 под углом 70 к горизонтали, а нижним концом опущенную в воронку 4, заполненную водой, выходной патрубок 5 который перекрывается резиновой трубкой с зажимом, а подпитка воды в воронку производится с помощью резиновой трубки 6. Величина безградиентной зоны струи 2, которую определяют термопарой. равна (50 мм). В результате при попадании насыщенного водой материала в струю высокотемпературного газа он подвергается ударному термическому воздействию, после чего, ударяясь о преграду в виде металлической пластины, ударным деформациям.

Иэ трех опытов, когда ширина струи материала равнялась ширине беэградиентной зоны струи газа, т.е. составляла 50 мм, раскрытие минерала оказалось равным 87 (анализ производился с помощью магнитной вытяжки и микроскопа), Изобретение позволяет повысить эффективность измельчения за счет высокого раскрытия ценного минерала, создания более равномерных условий термического воздействия и больших напряжений в объеме частиц материала, Формула изобретения

1. Способ измельчения материалов, заключающийся в том, что материал пропускают через высокотемпературное поле, затем подвергают резкому охлаждению водой, о ти и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения, предварительно материал классифицируют по крупности, затем обрабатывают веществом, легко переходящим в другое термодинамическое состояние с расширением, после чего формируют тонкую плоскую отру<о материала и подвергают его сначала ударному термическому воздействию, à эагем ударным деформациям, после чего

Охлажда<от.

2 Г«vcnb по п. 1. отличающийся тем что ударное термическое воздействие геущес вля от с руей еысоко<емпературно<о <аза

1669548 ной не более ширины безградиентной эоны струи газа.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вещества, легко перехо5 дящего в другое термодинамическое состояние, берут воду или газ, например фреон.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что струю материала подают под углом к струе газа.

4, Способ по п.3, отл и ч а ю щи йс я тем, что струю материала формируют шириОассификацая

T 7Расль

Фс /

Г

Г

/ б

Рприиро8ание (РГ) Уммой

РфюичРСИОР

60збей стбие

/

Ююам.деним

KI1

Хйс®ъ(Р

ПраУутл

Фиг 1

Составитель Н.Бибина

Техред М.Моргентал

Корректор С. Шевкун

Редактор Н.Федорова

Заказ 2695 Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101