Способ селективного измельчения
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! 1| 57 !65
Союз СоветскихСоциалистииескых
Республик
„ф . Ф
«
;Мат (61) Дополнительное к агт. свнд-ву (22) Заявлено 30.04.75 (21) 2129930/29-33 (5|I . 1. l,.l. - В 02С 19 18 с присоединением заявки №
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 30.10.77. Бюллетень ¹ 40
Дата опубликования описания 02.11.77
|53) УДК С21.926.9 (088.8) (72) Автор изобретения
А. М. Beëîöåðêñâñêllé (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗМЕЛЬ ЕНИЯ
Изобретение относится к области тонкого измельчения анизотропных материалов и может быть использовано в химической, горнообогатительной и абразивной отраслях промышленности, а также в индустрии стройматериалов.
Известны способы измельчения материалов путем воздействия циклического гидростатического давления. K ним относится, например, способ, включающий спрессовывание мате- !О риала, помещенного в эластичную оболочку, в камере путем приложения внешнего давления жидкости, превышающего на 20 — 30% прочность на сжатие измельчаемого материала (1). 15
Недостатком такого способа является необходимость помещения материала в герметичную эластичную оболочку, срок эксплуатации которой ограничен вследствие тяжелых условий работы. 20
Известен также наиболее близкий к изобретению по технической сущности способ, заключающийся в том, что материал, могущий поглощать жидкость вследствие наличия в нем пор и трещин, насыщают жидкостью, на- 25 пример водой, помещают в замкнутую камеру, в которую подают насыщенный пар с давлением до 14 атм. В камере определенное время поддерживают заданное давление до достижения равновесного состояния между 30 паром н материалом. т. е. Ло полного насыщения пор, трещин Il,других дефектов структуры материала водой, после чс|о давление в камере резко сбрасывают до атмосферного.
Во время сброса давления происходит взрывообразное испарение воды. Выгру«жаемый продукт подвергают зате.,| сепарации (2).
Указанный режим обработки материала требует больших затрат тепловой энергии, вследствие использования насыщенного пара и Отсутствия тплпзЯцпн теплоты ВыГр)женного материала. Кроме того, приведенный способ не может быть использован для обработки чувствительных к повышенной температуре материалов. Рекомендуемы|1 пнтсрва l давлений не позволяет проводить процесс дезинтеграции с достаточной эффективностью нз-за сравнительно небольшого количества энергии на единицу веса измельченного материала.
Цель изобретения — повышение эффективности процесса сслсктпвноl О измельчения материалов за c Ieò использования эне1!Гнн фазовОГО перехода "Ilдкостп в твердое сост051нне.
ДостпГастся 3io тс il, ч "o 1!. - мель le!!!le. Осуществляю l прп д:::. Os!!I!I в «;:мсрс, п "свышающсм на 20---10,а д глеппс фазового пеPCXO;I,cI жп II Николаев (ос гани "е ш Корректор Л. Котова Техред И, Карандашова Редактор Т. Кузьмина Подписное Заказ 2456! Изд. М 889 Тираж 818 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий 113035, М кква, ?К-35, Раушская наб., д. 4/5 Сапунова, 2 Типография, пр. шающсм продол?кительность фазового перехода, и цикле сброса давления — не более 20 мс. Технология способа состоит в следующем. Предварительно раздробленный измельчаемый материал помещают в камеру, часть объема которой заполнена жидкостью. Затем давление жидкости поднимают до величины, превышающей на 20 — 40% давление фазового перехода жидкости в твердое состояние, после чего материал выдерживают при таком давлении до полного превращения жидкости в твердое состояние, поэтому время выдержки не менее, чем на 10 превышает продолжительность фазового перехода. По окончании выдер?кки резко сбрасывают давление в камере до атмосферного, в связи с чем время сброса давления не превышает 20 мс. Для достижения заданной степени дисперсности измельчаемый материал мо?кет быть подвергнут нескольким циклам воздействия повышенного давления, выдержки и сброса давления. При нагнетании жидкости в дефекты структуры тела степень ее проникновения в тончайшие поры и трещины определяют величиной давления. При давлении 1 кбар жидкость проникает в мельчайшие субмикроскопические трещины, что имеет место при осуществлении вышеприведенной технологии, так как давление фазового перехода наиболее доступных жидкостей обычно превышает несколько тысяч атмосфер. При резком сбросе давления происходит не только увеличение объема затвердевшей жидкости вследствие снижения ее плотности, но и выделяется энергия фазового перехода, величина которой весьма значительна. Мгновенное увеличение объема и выделение значительной энергии внутри объема тела приводит к разрушению материала по дефектам структуры, оставляя целыми бездефектные, наиболее прочные зерна. С целью повышения степени проникновения ?кидкости в наиболее тонкие поры и трещины материала и усиления эффективности расклинивающего действия ?кидкости, в нее мо?кет быть введено поверхностно-активное вещество. Пример осуществления способа. кварцевый песок с размером зерен менее 0,3 мм помещают в камеру высокого давления, частично заполненную водой и снабженную плун?кером. Камеру помещают под траверсу 100-тонного гидравлического пресса и путем воздействия на плун?кер давление ?кидкости в ка."мере доводят до 11 кбар, что на 38 /q прсвышаст давление фазового перехода воды в лед И. По достижении давления 11 коар делают выдер?кку 5 — 8 с для завершения фазового neE?e?:ода mopiest n объеме dicer o матерна аа. Затем производят резкий сброс давления путем реверсирования потока жидкости в гидросистеме пресса. После 5 — 9 циклов повышения давления, выдержки и резкого сброса давления, плунжер вынимают из контейнера, вода отсасывается из камеры и измельченный материал извлекают. Микроскопическое исследование измельченного песка показало, что разрушение зерен происходит по включениям гпдроокислов железа. Химический анализ воды, использованной в качестве рабочей жидкости, позволил выявить в ней повышенное содержание окислов железа, выделившихся при разрушении дефектных зерен. Преимуществами предло?кенного способа являются высокая эффективность процесса измельчения вследствие подведения к единице веса измельчаемого материала значительной энергии, а также раскрытие субмикродефектов структуры материала, что позволяет получить материал высокой прочности, например высококачественный а бр а зивный порошок. Формула изооретения Способ селективного измельчения анизотропных материалов, включающий помещение материала в камеру, насыщение его жидкостью, повышение давления в камере, выдержку материала при повышенном давлении и резкий сброс давления, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения эффективности измельчения за счет использования энергии фазового перехода жидкости в твердое состояние, измельчение осуществляют прп величине давления в камере, превышающей на 20 — 40% давление фазового перехода ?кидкости в твер,loe состояние, гремени выдержки не менее, чем на 10% превышающем продолжительность фазового перехода, и цикле сброса давления — не более 20 мс. Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР %490498, кл. В 02С 19, 18, 1973. 2. Патент США М 2078933, кл. 241-1, опублик. 1932.
