Способ разделения компонентов в жидких потоках

 

Использование: горнорудная промышленность , металлургия, обогащение и рафинирование сплавов. Сущность изобретения: смеси придают поступательное движение, воздействуют на смесь магнитным полем с градиентом индукции, направленным перпендикулярно скорости потока. Смесь разделяется на компоненты и отводится разделенными потоками в отдельные емкости. Отвод разделенных потоков производят в плоскости, перпендикулярной градиенту индукции магнитного поля, в соотношении, пропорциональном концентрации разделяемых компонентов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (5l)5 В 03 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 47&2652/03 (22) 21.11.89 (46) 07.06.93. Бюл. Ьв 21 (71) Научно-производственный центр при

Николаевском кораблестроительном институте (72) А.А.Мочалов и Е.А. Вершкова (56) Техника молодежи, 1988, М 8, с, 29. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ В ЖИДКИХ ПОТОКАХ (57) Использование: горнорудная промышленность, металлургия, обогащение и рафиИзобретение относится к горнорудной промышленности, металлургии, преимущественно к способам обогащения и рафинирования сплавов.

Целью изобретения является разделение компонентов при высоких температурах м в жидких металлах.

Цель достигается тем, что потоку смеси компонентов сообщают поступательное движение в неоднородном магнитном поле

d8 с градиентом индукции > перпендикулярным скорости перемещения потока.

Согласно предлагаемому способу жидкой смеси компонентов сообщают поступательное движение, затем создают силы, действующие на компоненты смеси, приводящие к их разделению. Для этого поток смеси пропускают через неоднородное маг4В нитное поле с градиентом индукции

Под действием этого градиента на компоненты смеси. действуют силы, которые сообщат им ускорение

- Ж 1819674 А1 нирование сплавов. Сущность изобретения: смеси придают поступательное движение, воздействуют на смесь магнитным полем с градиентом индукции, направленным перпендикулярно скорости потока. Смесь разделяется на компоненты и отводится разделенными потоками в отдельные емкости. Отвод разделенных потоков производят в плоскости, перпендикулярной градиенту индукции магнитного поля, в соотношении, пропорциональном концентрации разделяемых компонентов. 1 ил, / Экю а В

gc M dZ где й- 8,31 10 Дж/кмоль К; po = 4 10 г/м; Т вЂ” абсолютная температура, К; М— молярная масса, кг/моль; к — удельная магнитная восприимчивость компонента, м /кг.

Под действием этих сил происходит разделение компонентов в направлении граdB диента индукции магнитного поля

Компоненты, имеющие большее значение удельной магнитной восприимчивости к, сильнее втягиваются в неоднородное магнитное поле, образуя слой толщиной. пропорциональный концентрации его в смеси, затем располагается слой с меньшей к толщиной, пропорциональной его концентрации в смеси и т.д. На выходе из неоднородного магнитного поля расслоенный поток смеси разделяют в плоскости. перпендикулярной

dB градиенту . в соотношении, пропорци1819674

G1/бг=С1/Сг, G1/G2...=С1/C2." ональном содержанию компонентов в смеси.

Положительный эффект и преимущества предлагаемого способа достигаются за счет введения новых признаков; создание неоднородного магнитного поля с градиенdB том индукции, направленным перпендикулярно скорости потока, и разделением потоков компонентов на выходе из этого 10 поля в плоскости, перпендикулярной градиdB енту индукции, в соотношении. пропорциональном концентрации разделяемых компонентов, например 15 где С1, Сг — концентрации компонентов;

G1, Gã — соответственно расходы, кг/с. 20

На чертеже представлена схема осуществления способа, где 1 — 4 разливочный ковш, 2 — лоток, 3 — кольцевой магнит, охватывающий лоток, 4 — разделительная перегородка, 5 — ковш-накопитель, 25

Последовательность осуществления способа состоит в следующем.

Смесь компонентов из разливочного ковша 1 льют в лоток 2, скорость течения жидкого металла. регулируется наклоном 30 лотка 2. Лоток помещают в неоднородное магнитное поле с градиентом индукции

dВ, создаваемое кольцевым электромагнитом 3 или магнитом постоянного тока, 35 градиент индукции которого направлен перпендикулярно скорости потока, Разделение компонентов происходит в неоднородном магнитном поле, на выходе иэ него осуществляется разделительной перегород- 40 кой 4, расположенной вдоль скорости тече- ° ния жидкого металла перпендикулярно б В градиенту индукции магнитного поля так, чтобы потоки были пропорциональны 45 концентрациям

Под действием неоднородного магнит- 50 ного поля на различные компоненты в зависимости от их удельной магнитной восприимчивости к действует сила, которая сообщает им ускорение, рассчитываемое по формуле 55

Плюс берется, если к > О, минус — если к <О, Чем больше ускорение, тем эффективнее происходит разделение компонентов.

Кроме того, так как к может быть положительной и отрицательной, то ускорения, действующие на компоненты, могут быть направлены в противоположные стороны, что также усиливает эффект разделения. При таком способе разделения можно разделять компоненты с одинаковыми плотностями; важно, чтобы отличались к . Например. для

Fe при 7=1510 С, к= 4 . 10 м /кг, dZ

=10 т/м, М=56 кг/кмоль

3 4 10 831 10 1510

12,56 10 56 х 10=4,6 10 м/с, для S при T= 1510 С, к=-6,1 10 м /кг, — =10 т/м, М=32 кг/кмоль

dB

d Z / 3 6,1 . 10 8,31 10 1510 а =. х

12,56 10 . 32 х 10=-760 м/сг, для FeSz при Т= 1510 С, к = 0,6 10 9 м /кг, бВ

=10 т/м, M=120 кг/кмоль 3 0,6 10 8,31 10 1510 а= х

12,56 10 . 120 х 10=122 м/с, Если в жидком металле содержится 80

FeSz, то поток жидкого металла разделяют на два плоскостью, перпендикулярной граdB диенту индукции, с расходами, пропорциональными концентрации компонентов GFe/ GFesg =0,8/0,2, в зоне наибольшего градиента собирается компонент Fe, а с противоположной — компонент РеЯг.

Как видно из примера, ускорения компонентов, созданные неоднородным магнитным полем, во много раэ превосходят ускорение свободного падения g, что приводит к надежному разделению и ускорению процесса.

Формула изобретения

Способ разделения компонентов в жидких потоках, включающий придание смеси компонент поступательного движения, воздействие на смесь магнитным полем, разделение смеси на компоненты и отвод разделенных потоков в отдельные емкости, отличающийся тем. что. с целью повышения качества разделения компонент

1319674

Составитель А.Мочалов

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

Заказ 1996 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 иэ смеси при высоких температурах, воздействие на смесь магнитным полем осуществляют при градиенте индукции поля, направленном перпендикулярно скорости потока. при этом отвод разделенных пото- 5 ков производят в плоскости, перпендику лярной градиенту индукции магнитного поля, в соотношении, пропорциональном концентрации разделяемых комг онент.