Способ получения гранул кальция


 


Владельцы патента RU 2532735:

Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) (RU)

Изобретение относится к металлургии. Кальциевую стружку с толщиной не более среднего размера частиц основной фракции получаемых гранул кальция измельчают последовательно в двух дробилках с вращающимся ротором и удаляют продукты дробления из зоны дробления через отверстия охватывающего ротор сита. В качестве второй дробилки используют дробилку с меньшим размером отверстий сита, чем у первой дробилки, в зону дробления добавляют пожаротушащие порошки, после измельчения осуществляют скатывание частиц с получением гранул кальция, полученные гранулы кальция направляют в циклон для отделения их от пожаротушащих порошков. В качестве пожаротушащих порошков могут быть использованы порошки фтористого кальция или хлористого калия. Обеспечивается снижение эффекта налипания за счет последовательного измельчения стружки в двух дробилках, а также снижение пожаровзрывоопасности процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. 1 пр.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности кальция, и может быть использовано для получения грубых порошков или гранул металлов, в том числе пластичных и химически активных.

Существующие методы получения порошков и гранул подразделяют на механические и физико-химические («Технология металлов и материаловедение». Под редакцией Л.Ф. Усовой, М.: Металлургия, 1987). Из физико-химических методов для получения порошков кальция наиболее пригоден электролиз расплавленных солей. Однако отделение полученных частиц металла от электролита, например, с помощью отмывки водой или растворами солей, для кальция не пригодно из-за его химической активности.

Из механических методов в настоящее время применяются такие, как распыление струи расплавленного металла (патент РФ №2199734, бюл. №15, 27.05.2000) и обработка металла резанием с получением частиц, а не сливной стружки.

Недостатком метода распыления расплава является большой расход электроэнергии на нагрев и плавление металла, а также необходимость создания защитной атмосферы для расплава кальция.

Для получения порошков используют также различные способы измельчения металлов обработкой резанием, осуществляемые с помощью мельниц и дробилок (Gert Schubert. "Aufbereitung metallischer Sekundarrohstoffe", VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig, 1984).

Наиболее близким к заявляемому способу является известный способ получения порошка кальция (патент RU 2203774 С2, B22F 9/04, опубл. 10.05.2003), включающий измельчение кальциевой стружки на вращающемся роторе, удаление порошка из зоны дробления через отверстия охватывающего ротор сита.

Известный способ не предусматривает защиту от пожаровзрывоопасности, его недостатком является низкая производительность процесса получения порошков металлов.

Высокая пожаровзрывоопасность способа обусловлена тем, что при резании элементов стружки образующийся порошок обладает значительной полидисперсностью. Из рабочей зоны удаляется небольшая часть частиц с линейными размерами, задаваемыми диаметром отверстий решетки. Основной же объем металла находится в зазоре между валом ротора и решеткой. При этом образующийся порошок находится в условиях интенсивного трения. При истирании материала образуется пылевоздушная смесь и происходит нагрев рабочей зоны, что повышает пожаровзрывоопасность процесса, особенно при получении порошков легковоспламеняющихся на воздухе металлов.

В результате нагрева выше 300°C кальций начинает взаимодействовать с кислородом и азотом воздуха (Доронин Н.А. «Металлургия кальция». М.: "Атомиздат", 1958). Данные реакции имеют экзотермический эффект, из-за чего рабочая зона дробилки получает дополнительное количество тепла.

Следует отметить также, что в области резания металл проходит все стадии деформации и разрушается. В таких условиях кальций претерпевает полиморфные превращения (М.Е. Дриц. «Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов», справочник. М.: "Металлургия", 1989). При этом резко повышается пластичность и снижается прочность металла (А.В. Бобылев. «Механические и технологические свойства металлов», справочник. М.: "Металлургия", 1987). На практике это приводит к интенсивному налипанию металла на режущую кромку инструмента и, соответственно, к резкому повышению усилий резания и снижению производительности, а также к дополнительному нагреву рабочей зоны.

Изобретение решает задачу повышения производительности процесса получения гранул кальция и снижения пожаровзрывоопасности операции.

Для этого в заявляемом способе, включающем измельчение кальциевой стружки, используют кальциевую стружку с толщиной не более среднего размера частиц основной фракции получаемых гранул кальция, измельчение кальциевой стружки ведут последовательно в двух дробилках с вращающимся ротором и удалением продуктов дробления из зоны дробления через отверстия охватывающего ротор сита, причем в качестве второй дробилки используют дробилку с меньшим размером отверстий сита, чем у первой дробилки, в зону дробления добавляют пожаротушащие порошки, после измельчения осуществляют скатывание частиц с получением гранул кальция, полученные гранулы кальция направляют в циклон для отделения их от пожаротушащих порошков.

В качестве пожаротушащих порошков предпочтительно использовать порошки фтористого кальция или хлористого калия.

Использование стружки с заданной толщиной не более среднего размера частиц основной фракции получаемых гранул позволяет снизить степень полидисперсности продуктов дробления, за счет чего образующиеся частицы металла легко удаляются из зоны дробления через отверстия сита.

Последовательное дробление стружки в двух дробилках, первая из которых имеет больший размер отверстий сита, по сравнению со второй, позволяет уменьшить нагрев измельчаемого металла и соответственно его склонность к налипанию на кромки ножей.

Это позволяет снизить нагрев металла с целью снижения его пластичности. Однако на практике не исключает возникновения эффекта налипания при резании высокочистых металлов, например, таких как кальций. Добавка в зону дробления огнетушащих порошков позволяет исключить эффект налипания за счет изменения механических свойств металла. Использование именно пожаротушащих порошков фтористого кальция или хлористого калия обусловлено тем, что они не взаимодействуют с кальцием, а также высокой стабильностью их свойств при хранении на воздухе.

Предлагаемый способ поясняется фиг.1, на которой изображена схема получения гранул кальция.

Пример осуществления способа

Согласно схеме, представленной на фиг.1, из слитков кальция 1 получали стружку путем резания фрезой 2. Полученную стружку охлаждали на вибрационном охладителе 3.

Толщина стружки задавалась скоростью подачи слитка на фрезу и составляла около 2,0 мм. Полученная стружка после прохождения через вибрационный охладитель подавалась по транспортерной ленте 4 вначале в первую дробилку 5, имеющую больший размер отверстий сита, а затем во вторую дробилку 6 с меньшим размером отверстий сита.

Признаками возникновения эффекта налипания являлись резкое повышение температуры в зоне дробления и увеличение токовой нагрузки на двигателе привода вращения ротора дробилки. Для устранения налипания на транспортерную ленту перед дробилкой добавлялись рекомендуемые для тушения кальция порошки фтористого кальция или хлористого калия. Изменение параметров процесса дробления кальция при добавлении порошков показано в таблице 1 на примере второй дробилки, в которой был отмечен эффект налипания.

Таблица 1
Результаты использования добавок пожаротушащих порошков в процессе получения гранул кальция
Вид порошка Расход порошка на 1 тонну гранул, кг Температура во второй дробилке, °C Токовая нагрузка на двигателе дробилки, А
перед добавкой после добавки перед добавкой после добавки
CaF2 6,0÷10,5 55 37÷40 60÷65 45÷50
KCl 0,5÷1,0 55 29÷32 60÷65 35÷40

Полученные продукты дробления направлялись в окатыватель 7, где частицам придавалась форма, близкая к сферической. Полученные таким образом гранулы направлялись в циклон 8, где происходило отделение добавленных ранее порошков и их унос в систему газоочистки. Некоторое повышение примеси добавляемых порошков в готовой продукции находилось в пределах погрешности химического анализа. Полученные таким образом готовые гранулы поступали на вибросито 9 для отделения товарной фракции менее 2 мм и далее в упаковку 10. Гранулы с размерами более 2 мм возвращались в начало процесса.

Полученные товарные гранулы кальция имели следующий гранулометрический состав:

- размер частиц 1,0-1,4 мм - 10,3%;

- размер частиц 1,4-1,6 мм - 14,8%;

- размер частиц 1,6-2,0 мм - составил от общего количества ~ 67,7% (основная фракция, соответствующая толщине стружки).

Остальная фракция гранул имела размер частиц 0,4-1,0 мм и входила в состав кондиционных гранул как примесь.

В проанализированных источниках патентной и научно-технической информации совокупность существенных признаков заявляемого изобретения не выявлена. Вместе с тем, оно способствует повышению пожаробезопасности процесса и выхода годных гранул.

Предлагаемый способ показан на примере получения кальциевых гранул. Однако это не ограничивает область его применения. Способ может применяться для получения гранул или порошков других пластичных и химически активных металлов, таких как магний, алюминий, а также для их сплавов.

1. Способ получения гранул кальция, включающий измельчение кальциевой стружки, отличающийся тем, что используют кальциевую стружку с толщиной не более среднего размера частиц основной фракции получаемых гранул кальция, измельчение кальциевой стружки ведут последовательно в двух дробилках с вращающимся ротором и удалением продуктов дробления из зоны дробления через отверстия охватывающего ротор сита, причем в качестве второй дробилки используют дробилку с меньшим размером отверстий сита, чем у первой дробилки, причем в зону дробления добавляют пожаротушащие порошки, а после измельчения осуществляют окатывание частиц с получением гранул кальция, которые направляют в циклон для отделения от пожаротушащих порошков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пожаротушащих порошков используют порошки фтористого кальция или хлористого калия.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанокристаллических магнитомягких порошковых материалов. Может использоваться для создания эффективных систем электромагнитной защиты на основе радиопоглощающих материалов.

Изобретение относится к получению суспензии металлических порошков и может быть использовано для дезагрегации в жидкой среде наноразмерных порошков металлов и их соединений.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористого порошка никелида титана. Может использоваться в медицине для изготовления стоматологических имплантов.

Изобретение относится к способу получения неорганических полупроводниковых наночастиц из сыпучего материала. Способ заключается в том, что подготавливают неорганический сыпучий полупроводниковый материал 14, который перемалывают при температуре от 100°С до 200°С в присутствии выбранного восстанавливающего агента.

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к измельчению частиц различных веществ. Устройство содержит корпус с приемной камерой, снабженной периферийным патрубком подвода измельчаемых частиц и соосно соединенными сверхзвуковым соплом и патрубком подачи рабочего газа, камеру смешения, диффузор, сепарирующий элемент, расположенное соосно в сопле непосредственно за критическим сечением сверхзвукового сопла регулировочное тело, выполненное в виде конуса или иглы, при этом внутренняя поверхность сопла имеет шероховатости, высота которых составляет 0,1-0,6 от диаметра узкой части сопла.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению алюминиевой гранулированной пудры. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению порошка на основе железа, содержащего небольшое количество углерода. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к обработке металлических порошков, предназначенных для изготовления композитных изделий и покрытий, работающих в высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) диапазонах.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению исходного материала для спеченного магнита. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных порошковых материалов с металлической матрицей, армированной тугоплавкими наполнителями методом сверхскоростного механосинтеза.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии. Наночастицы платиновых металлов получают в прозрачной жидкости на водной основе 7 при разрушении мишени 6 из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения 2, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди 1 с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы 5 к мишени 6, помещенной в кювету 5 с прозрачной жидкостью на водной основе 7. Изобретение позволяет получать чистые наночастицы в виде чешуек с размером не более 200 нм без посторонних примесей. 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков агломератов вентильных металлов и субоксидов вентильных металлов для изготовления конденсаторов с твердым электролитом. Спеченная заготовка анода конденсатора получена из порошка агломерата вентильного металла или субоксида вентильного металла и имеет скелетную плотность, превышающую 88% теоретической плотности. Порошок агломерата вентильных металлов и/или субоксидов вентильных металлов получен путем смешивания предшествующих частиц порошков агломератов с мелкочастичными порообразователями. После чего его уплотняют с получением богатого порами, адгезивно связанного агломерата предшествующих частиц, термически удаляют порообразователь, и подвергают адгезивно связанный агломерат температурной обработке при температуре и в течение промежутка времени, достаточных для образования мостиков спекания. Затем как минимум частично спеченный агломерат перерабатывают в порошки агломератов вентильных металлов и/или субоксидов вентильных металлов. Обеспечивается повышение скелетной плотности анода, а также повышение прочности проволоки конденсатора на вырывание и улучшение характеристик конденсатора по току утечки, эквивалентному последовательному сопротивлению и ударному току. 12 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл., 1 пр.
Изобретение относится к получению композиционных порошков для защитных износостойких покрытий. Готовят смесь неметаллической керамической компоненты и металлического порошка при массовом соотношении 1:(1-4). Неметаллическую компоненту используют с размером фракций, составляющим 1/100 размера фракций металлического порошка, и твердостью, превышающей более чем в 1,5 раза твердость металлического порошка. Смесь подвергают сверхскоростному механосинтезу в среде реакционного газа со скоростью вращения роторов дезинтегратора 12000 об/мин с получением композиционного порошка. Обеспечивается получение поверхностно легированного композиционного порошка с упрочняющей пленкой на поверхности частиц при сохранении пластичной сердцевины, что обеспечивает повышение адгезионных и когезионных свойств покрытий. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Группа изобретений относится к области фрагментации микро- и наночастиц в потоке жидкости. Способ включает лазерное облучение дисперсионного раствора микрочастиц и наночастиц. Дисперсионный раствор прокачивают с помощью циркуляционного насоса со скоростью 1-10 см/с через сопло диаметром от 100 до 300 мкм, при этом лазерное облучение струи дисперсионного раствора проводят на выходе из сопла. Устройство для фрагментации микрочастиц и наночастиц содержит источник лазерного излучения, резервный объем для дисперсионного раствора микрочастиц и наночастиц, сопло с диаметром от 100 до 300 мкм и циркуляционный насос, выполненный с возможностью забора дисперсионного раствора из резервного объема и прокачки его со скоростью 1-10 см/с через соединенное с циркуляционным насосом сопло. Источник лазерного излучения выполнен с оптической системой доставки лазерного излучения и фокусирующей линзой, выполненной с возможностью фокусировки пучка лазерного излучения на струю дисперсионного раствора на выходе из сопла. Обеспечивается повышение эффективности фрагментации частиц. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к получению стального порошка для производства спеченных изделий из шлифовального шлама ШХ15. Шлифовальный шлам ШХ15 отмывают, сушат, проводят рассев полученного шлифовального шлама на сите 0,05 мм с получением фракции +0,05 мм, а затем проводят размол и магнитовибрационную сепарацию. Обеспечивается повышение качества получаемого порошка. 7 ил., 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к композиционным материалам с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. Задачей изобретения является повышение прочностных характеристик композиционного материала при минимизации объемной доли упрочняющих частиц. Для выполнения поставленной задачи, согласно представленному техническому решению, в композиционном материале с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами в агломерированном состоянии, изготовленном с расплавлением матрицы, содержание наноразмерных упрочняющих частиц в агломерированном состоянии не превышает 5% объемных от всего объема наночастиц, а остальные наноразмерные упрочняющие частицы находятся в неагломерированном состоянии. Поставленная задача может достигаться также тем, что в композиционном материале с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами количество наночастиц в агломератах в конечном продукте не превышает 10. Для выполнения поставленной задачи в способе изготовления композита с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами, включающем подготовку композиционных гранул методом механического легирования исходных смесей металлических частиц и упрочняющих наночастиц, нагрев гранул до полного или частичного расплавления и формование или деформирование изделий в жидком или полужидком состоянии, согласно изобретению, подготовленные композиционные гранулы вносят в расплав материала матрицы или ее компонента и перемешивают, при этом температуру расплава поддерживают в интервале температур 1,01-1,3 от температуры плавления материала расплава. 2 н. 20 з.п. ф-лы, 6 пр.

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке для модифицирования металла сварного шва наноразмерными тугоплавкими частицами. Рубленую сварочную проволоку диаметром 1-2 мм и длиной 1-2 мм смешивают с модифицирующей добавкой диоксида титана с помощью высокоэнергетической планетарной мельницы с ускорением частиц не менее 20 g. Компоненты берут в следующем соотношении, мас.%: модифицирующая добавка диоксида титана 0,3-0,8, рубленая сварочная проволока остальное. В процессе обработки происходит дробление гранулята с образованием ювенильных поверхностей, а также измельчение химической добавки до наноразмерного порядка. Образуются химические связи между добавкой и гранулятом, что повышает стабильность состава, а нанодисперсные частицы модифицирующей добавки служат готовыми центрами кристаллизации в процессе модифицирования. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности механических свойств и сопротивляемости металла шва хрупкому разрушению сварных соединений. 3 ил., 4 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ извлечения золота включает цианирование руды при измельчении. В мельницу последовательно подают при соотношении твердой фазы к жидкой фазе от 3:2 до 2:1 предварительно дробленную до крупности фракций от 2 мм до 4 мм руду, добавку гидроксида натрия для создания рН среды от 9 до 11 и насыщенные кислородом до концентрации от 15 мг/дм3 до 18 мг/дм3 оборотные воды с содержанием цианида от 0,002 до 0,04% и проводят цианирование руды при измельчении в мельнице до крупности менее 74 мкм. Обеспечивается интенсификация цианирования и повышение извлечения золота. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к получению высокочистого порошка тантала гидридным методом. Способ включает активацию слитка тантала нагреванием до 700-900°С, гидрирование его с использованием насыщенного гидрида титана в качестве источника водорода, измельчение полученного гидрида тантала до заданной степени дисперсности и дегидрирование полученного порошка тантала с использованием ненасыщенного гидрида титана. Активацию слитка тантала нагреванием ведут в атмосфере водорода при избыточном давлении 0,01-0,3 МПа, которую создают путем десорбции водорода из насыщенного гидрида многокомпонентного интерметаллического соединения La1-yRyNi4Co, где R - редкоземельные металлы цериевой группы и/или мишметалл, 0<y≤1, с обеспечением начала гидрирования слитка тантала водородом. Одновременно с активацией слитка тантала нагревают насыщенный гидрид титана до температуры его разложения с выделением водорода и при достижении избыточного давления водорода 0,2-0,3 МПа продолжают начатое гидрирование слитка тантала выделяющимся при разложении гидрида титана водородом. Обеспечивается сокращение длительности гидрирования и дегидрирования, повышение безопасности процесса и снижение потерь водорода. 3 ил., 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к модифицированию смазочных материалов, в частности к получению добавок к моторным маслам, и может быть использовано для повышения износостойкости трущихся деталей. Способ получения модифицирующей медьсодержащей добавки для смазочного материала включает добавление наноразмерного порошка меди со средним размером частиц 120 нм в базовое моторное масло, смачивание порошка базовым моторным маслом и диспергирование посредством ультразвуковых колебаний в режиме акустической кавитации на резонансной частоте порядка 23 кГц. Изобретение направлено на повышение качества модифицирующих медьсодержащих добавок.
Наверх