СПОСОБ ФИЗИЧЕСКИ-ФОРСИРОВАННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗМЕЛЬЧАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК B02C19/18 

Предлагаемое изобретение относится к технике измельчения, в особенности к способам измельчения с использованием вспомогательных технофизических эффектов, в частности к способам физически-форсированной переработки измельченных материалом.

Прототипом переработки измельченных материалов является способ физически-форсированной переработки измельченных материалов [1].

Принятый за прототип способ включает приемку исходной мелкокусковой шихты, доведение ее вещества до воздушно-сухого состояния, приложение к шихтовому слою совместных механического и физического воздействий и отвод нарабатываемого дисперсного продукта.

Особенностью принятого за прототип способа является то, что подводимое к веществу шихты физическое воздействие устанавливает энергоприточным. Для этого его лишают возможности протекания, как энергоотточного, и инициируют применение электрических макропотенциалов, в частности, с промышленным напряжением в 220 В. Приложение к шихте промышленной электрической нагрузки вызывает нежелательное электростатическое разбухание объема имеющего место слоя, противодействуя восприятию перерабатываемым материалом прикладываемого механического воздействия.

Основным недостатком принятого за прототип способа, ввиду указанной особенности, является недостаточность достигаемой в ходе него размолоспособности перерабатываемого материала.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение основного недостатка прототипа.

Сущность предложенного технического решения состоит в том, что в предлагаемый способ, характеризуемый той же, что и прототип совокупностью признаков, начиная от приемки исходной мелкокусковой шихты и кончая отводом нарабатываемого дисперсного продукта, внесен ряд отличий, которые состоят в том, что прилагаемое к веществу физическое воздействие устанавливают энергоотточным. Для этого производят отведение от вещества шихты электрических зарядов. Указанное отведение обеспечивают искусственным электрозаземлением массы слоя. Этого заземления достигают инициированием его хода электрическим потенциалом напряжением 0,1-50 В.

Недостижение инициирующего потенциала напряжения в 0,1 В не позволяет достичь заметной степени снятия с вещества шихты электрических зарядов и предотвратить мешающее измельчению разбухание материального слоя. Превышение же этого потенциала напряжения в 50 В приводит к опасному запуску течения недопустимых электрохимических процессов, способных изменить химический состав измельчаемого материала в сторону образования трудноперерабатываемых соединений.

Подтверждением изобретательского уровня предложенного технического решения является отсутствие следования его явным образом из известного уровня техники (см. описание изобретения к а.с. СССР N 1583170)
Примеры реализации способа.

Пример 1. Предложенный способ реализовали на взятом за эталон кусковом материале. Указанным эталонным материалом был принят антрацит Донецкого угольного бассейна, используемый для технологических нужд и соответствующий ГОСТу 28986-91. Зольность материала составляла 6,3 мас.%. Материал был отобран после предварительного дробления до кусков крупностью 1,25-3,2 мм. Перед дроблением материал был предварительно подсушен до остаточной влажности 6 мас. %. В процессе приемки мелкокусковой шихты от нее отделили посторонние включения электропроводного типа. Шихту подвергли магнитной сепарации для удаления железных предметов и диамагнитной сепарации для удаления включений цветных металлов. Далее произвели доведение вещества шихты до воздушно-сухого состояния. Оно моделировало операцию выдерживания материала в реальных технологиях до составления регламентированных расходных запасов. Шахту разместили на протвини слоем 10 мм. На них ее выдерживали при комнатной температуре в атмосфере, схожей с атмосферой крытого складского помещения в течение 20 ч. Возможность избежания дополнительного выдерживания определяли контрольными взвешиваниями проб за 1, 2 и 3 ч до окончания срока, засекая снижение скорости прироста шихтой веса, в частности, дохождения ее до 0,01-0,3 мас.%/ч.

После доведения вещества шихты до воздушно-сухого состояния предприняли приложение к шихтовому слою совместных механического и физического воздействий. Механическое воздействие на шихтовой слой обеспечили помещением пробы материала в 50 г в горизонтально расположенный и электрически изолированный мельничный барабан объемом 1,5 л. Барабан был снаряжен шаровой загрузкой в 4 кг. Загрузка была динамизирована в течение 6 мин. Динамизация была достигнута вращением барабанной обечайки в течение 540 оборотов при частоте вращения 1,5 об/с. При этом контролировали непревышаемость степени случайного выброса шихты из барабана, искажающей ход процесса, величины в 2 мас.%. Барабан был выполнен из стали 20X17H2. Она имела твердость поверхности не менее 400 НВ (43,5H RC_э). Внутренний диаметр барабана составлял 115 мм. Шары в загрузке имели диаметр 25 мм и соответствовали ГОСТу 7524-89. Для вращения барабана был использован электродвигатель мощностью 0,5 кВт. Прилагаемое к веществу шихты физическое воздействие устанавливали энергоотточным. Для этого производили отведение от вещества шихты электрических зарядов. Отведение вели через мельничный барабан и примыкающую к нему скользящую контактную шину. Им обеспечивали искусственное электрозаземление массы слоя. Непрерывный ход искусственного электрозаземления инициировали электрическим потенциалом заданного напряжения. Его устанавливали соответствующим минимальному пределу в допустимом интервале уровней, а именно равным 0,1 В. После завершения восприятия веществом шихты совместных механического и физического воздействий произвели отвод нарабатываемого дисперсного продукта. Отвод предполагал осуществление сепарации продукта, усреднение продукта повторными партиями и выдерживание, моделирующее регламентируемое бункерирование в реальных технологиях.

От усредненной продуктовой массы взяли пробу в 50 г. Ее подвергли испытаниям. В результате было установлено доведение относительного коэффициента размолоспособности материала (G_rvti) до повышенной величины. Величину коэффициента определяли с использованием расчетной формулы:
,
где R₉₀ суммарный остаток продукта на сите с ячейками N 009 мм, мас.%.

Конкретно, величина G_rvti была доведена до 1,53 ед. (при R₉₀ равном 46,4 мас.%).

Пример 2. Реализующий способ процесс вели при наличии соответствия всех режимов и параметров примеру 1, за исключением того, что напряжение инициирующего электрозаземление потенциала задавали соответствующим максимальному пределу в допустимом интервале уровней, а именно равным 50 В.

В результате произведенных испытаний было установлено, что величина G_rvti была доведена до 1,48 ед. при достижении R₉₀ - 47,6 мас.%.

Пример 3. Реализующий способ процесс вели при наличии соответствия всех режимов и параметров примеру 1, за исключением того, что напряжение инициирующего электрозаземление потенциала задавали соответствующим промежуточной величине в допустимом интервале уровней, а именно равным 10 В.

В результате произведенных испытаний было установлено, что величина G_rvti была доведена до 1,57 ед. при достижении R₉₀ - 45,2 мас.%.

Положительные результаты, достигнутые в соответствии со всеми приведенными примерами реализации предложенного способа, сведены в сопоставительную таблицу, в которой они даны в сравнении с данными процесса переработки эталонного материала при наличии свободного от совмещения с чем либо механического воздействия.

Из приведенной таблицы видно, что наилучшие результаты были достигнуты при реализации способа в соответствии с примером 3.

Техническим преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом является его пониженная ресурсозатратность.

Использование: для производства, например, строительных материалов, в горнообогатительной, керамической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: способ физически форсированной переработки измельченных материалов содержит приемку кусковой шихты, доведение ее вещества до воздушно-сухого состояния, приложение к шихтовому слою совместных механического и физического воздействий. Физическое воздействие устанавливают энергоотточным отведением от вещества шихты электрических зарядов. Указанное отведение обеспечивают искусственным электрозаземлением массы слоя, инициированием хода заземления электрическим потенциалом напряжением 0,1 - 50 В. 1 табл.

Способ физически-форсированной переработки измельчаемых материалов, включающий приемку исходной кусковой шихты, доведение ее вещества до воздушно-сухого состояния, приложение к шихтовому слою совместных механического и физического воздействия и отвод нарабатываемого дисперсного продукта, отличающийся тем, что прилагаемое к веществу физическое воздействие устанавливают энергоотточным, для чего производят отведение от вещества шихты электрических зарядов, обеспечиваемое искусственным электрозаземлением массы слоя с инициированием его хода электрическим потенциалом напряжением 0,1 50 В.