Способ обработки материалов Советский патент 1993 года по МПК B02C19/18 

Изобретение относится к области промышленной дезинтеграции руд полезных ископаемых с низкой электрической .проводимостью, содержащих минералы, обладающие магнитострикционным эффектом, например железные руды, содержащие магнетит.

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса обработки материалов.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство состоит из загрузочной камеры 1, шаровой мельницы 2, соленоида 3, выполненного в виде однослойной катушки с равномерным шагом намотки, источника питания 4, подключенного к выводам катушки, Обрабатываемый материал из загрузочной камеры 1 через соленоид 3 поступает в шаровую мельницу 2.

Способ реализуется следующим образом. При включении источника питания Л по

катушке соленоида ,3 протекает переменный синусоидальный ток, создающий переменное магнитное поле, Обрабатываемый материал из загрузочной камеры 1.под действием силы тяжести попадает во внутрен нюю полость соленоида 3 и подвергается здесь воздействию магнитного поля. Из соленоида 3 обрабатываемый материал поступает в шаровую мельницу 2, где подвергается измельчению до заданной крупности.

Обрабатываемый материал (руда) содержит сростки рудной и нерудной фаз. Одна из фаз обладает выраженными маг- нитострикционными свойствами. В другой фазе эти свойства выражены в меньшей степени либо полностью отсутствуют. В целом материал обладает низкой электрической проводимостью, что препятствует образованию из отдельных зерен материала замкнутых контуров тока, снижает ин00

4

ю

Сл)

тенсивность вихревых токов. Передача энергии осуществляется бесконтактным методом, что позволяет вести обработку материала по всему объему, независимо от формы и размера частиц.

Частоту переменного магнитного поля задают о звуковом диапазоне 1000-20000 Гц. В этом диапазоне частот индуктивное сопротивление катушки, создающей магнитное поле, невелико. Это позволяет обеспечить ток, при котором напряженность магнитного поля будет находиться в области выраженного действия магнитострикци- онного эффекта. Значение напряженности магнитного полл задают в области выраженного действия магнитострикционного эффекта. Так, например, для магнетита нижняя граница напряженности 1,5-104 А/м, верхняя граница, при которой рост относительного удлинения тела прекращается -10 А/м. .

Вследствие различил магнитострикци- онмых свойств отдельных фаз материала в куске горной породы возникают внутренние пульсирующие напряжения. Многократные пульсации вызывают рассеянную повреж- денность в куске горной породы, микротре- щины, что приводит к уменьшению прочности. Повышение частоты и напряженности поля в указанных диапазонах изменения этих параметров сопровождается снижением прочности обрабатываемого материала. В диапазоне частот до 1000 Гц воздействие не приводит к существенному разупрочнению, поэтому возможности промышленного использования способа ограничены. Если обрабатываемый материал содержит ферромагнетики (например, железная руда), то магнитное поле создают неоднородным, т.е. обладающим градиентом напряженности. В рассматриваемом Примере магнитное поле вдоль оси соленоида неоднородно. Его возрастает в направлении от центра к торцам. В неоднородном магнитном поле при указанных напряжен- ностях наряду с магнитострикцией возникает электромагнитное взаимодействие ферромагнитных частиц материала с полем. При этом оозникают внутренние пульсирующие напряжения, вибрации частиц и, как

следствие, снижается прочность горной породы.

Ввод в действие магнитострикции, электромагнитного взаимодействия частиц и поля обеспечивает эффект разупрочнения при ограниченном нагреве горной породы. Так, например, для железных руд рост температуры вследствие нагрева по отношению к ее начальному значению может быть ограничен 1 - 20° С. С повышением температуры нагрева рост показателей разупрочнения снижается. Измельчение осуществляют непосредственно после обработки материала в магнитном поле без задержки по времени.

Это исключает релаксацию разупрочнения горной породы.

Так как тепловые потери преобладают в общем балансе затрат энергии на обработку материала, то ограничение темпера

туры нагрева приводит к уменьшению

энергоемкости процесса (затрат энергии, приходящихся на единицу веса материала). При ограниченной мощности источника питания снижение энергоемкости позволит повысить производительность процесса об- работки.

В качестве источников питания могут быть использованы тиристорные преобразователи частоты, широко применяемые для ин- дукционного нагрева материалов. Эти преобразователи в указанном диапазоне частот имеют высокий КПД (0,8-0,9), устройства просты в реализации и надежны в работе. Магнитные поля в указанных диапазонах

частот и напряженностей не представляют

опасности для здоровья обслуживающего.

персонала.

Формула изобретения Способ обработки материалов с магнитострикционными компонентами в сростках

рудной и нерудной фаз, включающий воздействие на него переменным магнитным полем и механической нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью снижения

энергоемкости процесса обработки, воздействие магнитным полем осуществляют в диапазоне звуковых частот с напряженностью в области проявления магнитострикционного эффекта, после чего без задержки

во времени воздействуют механической нагрузкой.