5ИБЛИОТЕКАВ. Г. Касаткин Советский патент 1973 года по МПК G01N13/00 

УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к технике обогащения полезных ископаемых и может быть испоЛьзовано для адсорбционных измерений на порошках минералов-полупроводников и диэлектриков по способу, основанному на явлении поверхностной проводимости.

Известно устройство, с помощью которого измеряют сорбционную электропроводность порошков в процессе поглощения ими водяного пара или какого-либо проходящего газа.

Оно состоит из узла подачи и очистки газа, вакуумного насоса, термостата, измерительного моста сопротивлений и сорбционной трубки со стеклянной лодочкой, имеющей платиновые электроды.

Однако это устройство предназначено для исследования электропроводности порошка в условиях сорбции на границе раздела фаз твердое тело - газ. В нем отсутствуют конструктивные элементы для контактирования минеральных частиц с раствором флотореагента, для замены жидкой фазы бидистиллятом перед измерением электросопротивления минерального порошка, которые необходимы, когда требуется устанавливать зависимость между электросопротивлением минерального порошка и адсорбцией флотореагента на границе раздела фаз твердое тело - жидкость - газ.

Известна также конструкция ячейки для. измерения поверхностной проводимости порошков. Она представляет собой суживающуюся внизу стеклянную цилиндрическую трубку, имеющую стеклянную пористую перегородку, а несколько выше вплавленные в поверхность трубки платиновые электроды и сочлененную на вершине через конический шлиф со стеклянной трубкой меньшего диаметра.

Однако эта ячейка не является разборной, и ее тщательная промывка от опыта к опыту представляет значительную трудность; кроме того, она выполнена из простого стекла (иначе не вплавить платиновые электроды в стенки ячейки), содержашего в заметном количестве выщелачиваемые водой щелочные компоненты. Цель изобретения - определение величины адсорбции флотореагентов (ионов, ионизированных комплексов) на разделе фаз твердое тело - жидкость - газ по наблюдаемому эффекту поверхностной проводимости (в частности, и для растворов флотореагентов с исходной концентрацией 0,1 N), излучение влияния газа на адсорбцию флотореагента минеральным порошком из жидкой фазы и обеспечение удобства и тщательности отмывки измерительной ячейки между измерениями. для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ АДСОРБЦИИ РЕАГЕНТОВ НА МИНЕРАЛАХ Цель достигается благодаря применению в устройстве разборной, экранированной от внешних электромагнитных полей и термостатированной измерительной ячейки, в которой осуществляют контактирование минеральных частиц с раствором флотореагента, барботкрование пульпы газом, замену жидкой фазы бидистиллятом, обезгаживание минерального порошка и измерение его поверхностной проводимости; сосуда с бидистиллятом, раснределительное устройство которого позволяет пропускать через измерительную ячейку газ или бидистиллят; водоструйного насоса и реометра-индикатора, нозволяюш,их отделять с постоянной скоростью л идкую фазу от минерального порошка, и некоторым особенностям отдельных конструктивных элементов устройства и их формы. На фиг. 1 схем-атически показан обш,ий вид устройства;, на фиг. 2 - его измерительная ячейка. Устройство состоит из емкостей / и 2, склянок Дрекселя 3, предназначенных для подачи и очистки воздуха (газа) от примесей; сосуда 4 с бидистиллятом и измерительной ячейки 5, погруженных в термостатируемую водяную ванну 6 и соединенных между собой посредством змеевика 7; термометра 8; водоструйного насоса (не показан), соедиизмеринемного через мерную емкость 9 с тельной ячейкой и реометром-индикатором 10. Отдельные части устройства снабжены кранами 11-21. Ячейка имеет разбо.рную конструкцию и содержит .нижнюю часть 22, в которую с помош,ью конического шлифа 23 вставляют среднюю часть 24 со стеклянным фильтром 25. Средняя часть ячейки через торцевой шлиф 26 сочленяется с верхней частью 27 ячейки, во внутреннюю поверхность которой вплавлены платиновые электроды 28. Два вывода от последних собраны в штепсельной втулке 29. Верхняя часть ячейки через пришлифованную крышку 30 сообш,ается с вакуумным насосом (не показан). Такая конструкция отвечает требованиям удобства и тщательности промывки ячейки между измерениями и учитывает растворимость различных типов стекол и коэффициенты температурного расширения стекол и платины. Верхняя часть измерительной ячейки изготовлена из простого, а средняя и нижняя части из молибденового стекла. Так как значение электропроводности в з-начительной степени зависит от температуры, а процесс десорбции реагента с поверхности минеральных частиц зависит от скорости восходящего потока бидистиллята при отмывке реагента, особенно от скорости фильтрации бидистиллята через слой порощка под воздействием водоструйного насоса, то оптимизация и стабилизация этих ф.акторов при работе на предлагаемом устройстве необходимы. Порядок работы устройства следуюп нй. Сосуд 4 с бидистиллятом, змеевик 7 и измерительную ячейку 5 термостатируют в термостате И-8 и водяной ванне с точностью ±0,02°С. После того как измерительная ячейка тш,ательно нромыта и измерено электросопротивление бидистиллята и минерала в слое бидистиллята, открывают краны 15, 16, 17 и 18 и с помош,ью водоструйного насоса обезвоживают порошок и удаляют раствор из змеевика и нижней части 22 ячейки. Далее закрывают краны 15, 19 и 18 и пропускают воздух через слой порошка, находяш.егося в измерительной ячейке. Для этого переливают воду из емкости 1, фиксируют в каком-либо положении кран 11, полностью открывают кран 12, а краны 13 и 14 закрывают, В этих условиях воздух с постоянной скоростью (обеснечивается переливом воды в емкость /) и расходом (обеспечивается фиксацией крана 11 в определенном положении от измерения к измерению) выдавливается из емкости 2, очиш,ается от примесей (например водяных паров, углекислого газа и т. д.) в склянках Дрекселя 3, а затем проходит через сосуд 4, змеевик 7 и слой минерального порошка. После этого к минеральному порошку добавляют определенное количество раствора, содержаш,его флотореагент. Воздух, продавливаемый в ячейку 5, не дает возможности просочиться раствору в нижнюю часть 22 ячейки и вместе с тем, барботируя через раствор, осуш;ествляет перемешивание минерала и раствора реагента. По окончании требуемого времени контактирования минерала с реагентом закрывают кран 16 (кран 20 открыт), - теперь в измерительную ячейку начинает поступать бидистиллят. Восходящий поток бидистиллята вымывает из порошка через кран 20 в емкость 9 раствор с флотореагентом; затем открывают кран 15, закрывают кран 17, открывают кран 19 и после того как бидистиллят, находящийся в верхней части 27 ячейки, стечет, минуя порошок, в емкость 9 через кран 19, с помощью водоструйного насоса через кран 18 производится обезвоживание порошка со сбором фильтрата в емкость 9. Кран 18 далее закрывают, закрывают также кран 15, открывают кран 17, и новая порция бидистиллята наполняет ячейку таким образом, что порошок оказывается под небольшим слоем бидистиллята (избыток бидистиллята сливают в емкость 9 через кран 19). После всего этого краны 17, 19 и 20 закрывают, отсасывают воздух из ячейки с помощью вакуумного насоса, например типа РВН-20, и измеряют электросопротивление R минерального порошка через штепсельную вилку 29 ячейки (измерения R производились но мостовой схеме с применением магазинов сопротивлений МСР-55, осциллографического

и11дикатора нуля ИНО-ЗМ и звукового генератора ЗГ-10).

При измерении электросопротивления минерального иорошка измерительную ячейку экранируют заземленной металлической сеткой с целью устранения влияния внешних электромагнитных нолей.

Провода, идущие от измерительной схемы к измерительной ячейке, также экранируют и заземляют. Провода от нлатиновых электродов до штепсельной втулки изолируют и во избежание нопадания воды под изоляцию покрывают слоем парафина.

Просачивание раствора через норошок с различным давлением под воздействием водоструйного насоса мол(ет отразиться на измерениях, потому для обеспечения постоянства условий фильтрации раствора через норошок в устройстве предусмотрен реометриндикатор 10 (типа Т-2-80).

При закрытом кране 18 вначале продувают воздух через реометр (кран 21 открыт) и по показанию реометра определяют расход воздуха. В дальнейшем по этому расходу воздуха находят режим работы водоструйного насоса, после чего кран 21 закрывают, открывают кран 18 и производят фильтрацию

раствора через порошок с приблизительно постоянной силой.

П ip е д м е т изобретения

1. Устройство для определения величины адсорбции реагентов на минералах, содержащее блок подачи и очистки газа, термостат, измерительную ячейку, вакуумный насос, змеевик, реометр и мостовую схему для

измерения электросопротивления, отличающееся тем, что, с целью определения величины адсорбции на разделе фаз твердое тело - жидкость - газ и повышения точности измерения, оно снабжено сосудом с бидистиллятом, соединенным с измерительной ячейкой через змеевик, а днище измерительной ячейки соединено с реометром через индикатор и мерную емкость. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,

что измерительная ячейка вынолнена в виде шара, соединенного в своей верхней части посредством шлифа с цилиндрической насадкой, внутренняя полость которой в своей нижней части снабжена электроизмерительными электродами, размещенными в слое исследуемой среды, причем верхняя часть снабжена насадкой.