Способ подготовки мусковитового или флогопитового слюдосырья


C25B1 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

 

Изобретение относится к области переработки минерального сырья и позволяет увеличить электрофизические характеристики слюдобумаги. Способ касается подготовки мусковитого или флогопитового слюдосырья для получения слюдобумаги расщеплением кристаллов слюды электрохимически в мембранном электролизере в растворе солей щелочного и/или щелочноземельного металла с концентрацией 5,5 - 8,5 мг-экв/л до достижения рН в катодной камере 9,5 - 12. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V (лЭ

СО 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723743/26 (22) 20.07.89 (46) 07.05,92. Бюл, N"17 (71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промышленности (72) Т.И.Новгородская, В.Н.Сапожников и Л.А.Кудрявцев (53) 621.315.613.1 (088.8) (56) Соболев В.B. Слюдопласты и их применение. Энергоатомиздат, 1985, с.16 — 42, (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МУСКОВИТОВОГО ИЛИ ФЛОГОПИТОВОГО СЛЮДОСЫРЪЯ

Изобретение относится к переработке минерального сырья и может быть использовано для подготовки слюдяной массы в производстве слюдобумаг, используемых в качестве электроизоляционных материалов, Целью изобретения является улучшение электрофизических характеристик слюдобумаги.

Сущность предлагаемого способа состоит в подборе для расщепления флогопитового и мусковитового слюдосырья рациональных режимов электролиза и составов электролита для получения слюдобумаг с максимально высокими электрофиэическими характеристиками, Поставленная цель достигается тем, что электролиз ведут в катодной камере мембранного электролизера при плотностях токов, не приводящих к кипению электролита, в растворе соли щелочного или щелочноземельного металла или смеси солей указанных металлов с концентрацией 5,5 — 8,5 кг-экв/л до достижения рН в катодной камере 9,5 — 12,0. В устройстве использованы

„„ Ы„„1731877A1

s С 25 В 1/00. Н 01 В 3/04 (57) Изобретение относится к области переработки минерального сырья и позволяет увеличить электрофизические ха рактеристики слюдобумаги, Способ касается подготовки мусковитого или флогопитового слюдосырья для получения слюдобумаги расщеплением кристаллов слюды электрохимически, в мембранном электролиэере в растворе солей щелочного и/или щелочноземельного металла с концентрацией 5,58,5 мг-экs/л до достиженИя рН в- катодной камере 9,5 — 12. 3 табл. известные принципы компоновки — масса электролита в анодной камере размещена между анодом и мембраной, корзина в катодной камере между катодом и мембраной и т.п. Обрабатываемое сырье помещают в корзину из диэлектрического материала с перфорированными стенками для свободного доступа электролита. Электролиты могут быть изготовлены из кислотощелочестойкой стали,,а мембрана— из мипласта или из стекла, полученного методом спекания, с размерами пор не более

50 мкм. .Известен способ подготовки флогопитового или мусковитоваго слюдосырья для получения слюдобумаг, включающий операции просеивания на вибросите для отделения мелких кристаллов, которые нельзя подвергнуть дальнейшей обработке, термирования при температуре около 700 С (в зависимости от конкретного месторождения) в печи туннельного типа на сетчатом конвейере„где происходит вспучивание кристаллов, расколки в ударной машине с пневмосепарацией (удалением струей воз1731877

25

35

55 щелочной среды (активного иона ОН), пуль- по сируюотего поля постоянного тока и алект- жи духа пластин расколотых кристаллов), мой ки кристаллов в воде для отделения грязи, стеклофазы, мелких обломков и насыщения водой. с последующей прокаткой, при которой происходит сдвижка отдельных мельчайших кристаллов-пластинок слюды относительно друг друга, и дезинтеграции, при которой мощной струей воды пластины слюды диспергируются, разделяются на мельчайшие чешуйки. В случае, если слюда с трудом поддается расщеплению (мусковит), операции термирования и прокатки повторяют, иногда по нескольку раз.

Многократное механическое воздействие на кристаллы слюды в сочетании с высокотемпературным нагревом вызывает желаемый эффект — расщепление кристаллов слюды на отдельные пластины, но сопровождается при этом измельчением и растрескиванием самих пластин, что приводит к необходимости отделения мелких обломков, непригодных для дальнейшего использования.

Качество слюдобумаги, полученной из пластин слюды с низким характеристическим соотношением (диаметра к толщине пластины) по своим электрофизическим характеристикам не отвечает возросшим требованиям изготовителей электроприборов.

Перед началом работы устройства обрабатываемый материал, например кристаллы слюды, загружают в корзину, устанавливают ее в катодную камеру и заливают электролитом камеры до одного уровня. Затем на электроды подают напряжение постоянного тока. В растворе возникает упорядоченное движение ионов и молекул солей и воды. К аноду стремятся анионы, например, ОН, С1, а к катоду — катионы, например, К+, Na+, Н+. В результате обмена зарядами на электродах в анодной камере выделяется кислород и накапливаются ионы Н, вызывающие сдвиг рН среды в сторону кислотности, а в катодной камере выделяется водород и накапливаются ионы ОН, вызывая сдвиг рН среды в сторону щелочной реакции. За счет осмоса происходит также перекачка молекул воды через мембрану из анодной камеры в катодную.

По истечении определенного времени (до 20 мин} исходный уровень электролита увеличивается в катодной и уменьшается в анодной камерах, что сопровождается изменением рН электролита в камерах: увеличением рН до 9,5 — 12,0 в катодной и уменьшением рН до 2 — 3 в анодной камерах, Кристаллы слюды в катодной оказываются под комплексным воздействием ростатического поля потенциала электродов. К этому моменту межмолекулярные и электростатические силы сцепления между плоскостями спайности пластин уже нарушены, Наблюдается прямое проникновение массы воды между плоскостями спайности.

Эти процессы приводят к увеличению расстояний между пластинами материала, кристаллы как бы вспухают, увеличиваясь в размерах в направлении, перпендикулярном плоскостям пластины. Водопоглощение кристаллов слюды (в о к исходной массе) доходит до 257ь. По достижении пика значения рН в катодной камере электролиз прекращают, корзину вынимают из корпуса и вспученные кристаллы слюды используют по назначению, например направляют на дезинтеграцию. Отработанный электролит сливают, Величина прикладываемого к электролитам напряжения зависит от удельного электрического сопротивления электролита и расстояния между электродами, индивидуальна для каждой конструкции электролизера и состава электролита и подбирается как предельное напряжение, еще не инициирующее электролиз в режиме кипения.

Требования бумаги слюдопластовой, изготовленной из слюды флогопит без применения связующих веществ, предназначенной для производства слюдопластовых электроизоляционных материалов приведены в табл.1.

Электрофизические хара ктеристи.ки слюдобумаги на основе флогопита, полученной из слюдосырья, обработанного предлагаемым способом, приведены в табл.2.

Сравнительная характеристика слюдобумаг, изготовленных на основе мусковита и флогопита, полученных известным и предлагаемым способами, и времени, затраченного на обработку, приведены в табл.3.

Данные по известному способу получены в цехе производства слюдобумаг; дан45 ные по предлагаемому способу — на опытном участке производства слюдобумаг.

Данные относится к моменту окончания электролиза, за который было принято время достижения пика рН в катодной камере.

Из табл.1 — 3 видно, что рациональный нижний предел концентрации электролита по катиону равен 5,5 мг-зкв/л. Определяющим показателем выбора нижнего предела концентрации электролита является воздухопроницаемость (плотность упаковки чешуек слюды в полотне бумаги), зволяющая получать при выбранном ре-. ме слюдобумаги, соответствующие по ха1731877

Табл ица 1

Показатели

Тол ина, мм

0,05-0;07 ма ка ИФ-14

0,08 — 0,.10 ма ка ИФ-12

12

14

12

12. 1,0 рактеристикам Ор и Епр и даже мировым стандартам.

Верхний предел концентрации электролита, равный 8,5 мг-экв/л, выбран исходя из получения высоких значений ор и Епрслюдобумаги, а также отсутствия больших токов в цепи, приводящих к кипению электролита, Низкой концентрации солей в электролите соответствует малая электропроводность раствора, т.е. малый ток насыщения, и, следовательно, относительно низкое напряжение на электродах. Этот фактор делает допустимой компоновку устройства с разнесенными электродами. Например, удельное электрическое сопротивление раствора NaCI концентрацией по катиону

Na 5,5 — 8,5 мг-экв.л (0,89 — 1,17 г л NaCl) составляет 630 — 420 Ом.см. Ток насыщения такого электролита в опытном устройстве ограничивается 0,02 А см 2 площади электрода. При длине катодной и анодной камер в 100 мм на электроды подается рабочее напряжение в 250 В при токе в цепи в 3 А, Малая величина тока (3 А) и относительно большая масса электролита исключают проблему нагрева электролита. Величина рабочего напряжения для каждой конструкции электролизера и состава электролита индивидуальна и подбирается опытным путем.

Операции дозированной засыпки слюдосырья в корзину и ее опорожнения после процесса технологически просты и требуют минимума времени и, следовательно, трудозатрат. Кристаллы слюды с нарушенными межплоскостными связями легко расщепляются в дезинтегратбрах, что существенно повышает их производительность.

3а счет замены части операции обра. боткой в электролизере и сокращения вреЭлектрическая прочность, кВ/мм, не менее, средняя в отдельных точках

Средняя прочность на разрыв, Н/мм, не менее

Устойчивость бумаги в спиртотолуольной смеси, по количеству окунаний, мин, не менее

Устойчивость бумаги в спиртотолуольной смеси мин, не менее менных затрат на дезинтеграцию время обработки слюдосырья сократилось с 1 — 1,5 ч до 15 — 20 мин. Жесткая конструкция корпуса, твердая и прочная мембрана из спеченного стекла, механически прочная корзина, 5 не воспринимающая нагрузок от расширяющегося материала, гарантирует надежность работы. Кроме того, принципиальная возможность регенерации в случае засорения пор мембраны путем обработки ее. на10 пример, в растворе соляной кислоты существенно облегчает производственную эксплуатацию устройства и делает его независимым от поставок обычно быстро Bblxo дящих из строя мембран.

15 Наиболее важным преимуществом предлагаемого метода является образование в ходе расщепления более тонких и менее деформированных частичек с характеристическим отношением более 800 (у

20 прототипа 200 — 300), что позволяет отливать из полученной слюдяной массы слюдобумагу с более высокими прочностными и электроизоляционными свойствами.

Таким образом, предлагаемый способ

25 позволяет получить слюдобумагу с электрофизическими характеристиками более высокими, чем в.известном. °

Формула изобретения

Способ подготовки мусковитового или

30 флогопитового слюдосырья для получения слюдобумаги путем расщепления кристаллов слюды, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрофизических характеристик слюдобумаги, расщепление ведут

35 электрохимически в мембранном электролизере в растворе солей щелочного и/или щелочноземельного металла концентрацией 5,5 — 8,5 мг-экв/л до достижения рН в катодной камере 9 5 — 12.

1731877

Таблица 2

Ха кте истика слю об маги

Предел проч ности а направлении

J перпендикулярном пластине. МПа

Водопогяощение кристалла, ть

Характеристика среды в катоднод камере. рН

Исходная концентрация электролита по катиону. мгэке и-1

Время обработки натериала, мин

Электрическая прочность Елр, M8. м

Предел почности при растя:кении, ор, Mfla

Воэдухопроницаемостть мл мин-1

Таблица 3

П е лагаемый способ

Известный способ

Параметр

Флогопит

M сковит

Флогопит

М сковит

Время обработки материала до технологической операции дезинтегрирования включительно, мин

Обработка в растворе 5-10

Дезинтеграция

Расколка 20

Термирование

Выдержка в воде 10

Прокатка 10

Дезинтеграция

Вибросито 5 .

Термирование

Ударная расколка, пневмосепарация 30

Мойка — и ро- г катка 20 1

Дезинтеграция

12-20

Обработка в растворе 15-20

Дезинтеграция

Предел прочности при растяжении (Tp, МПа

Электрическая прочНость EIIp, МВ

8-20

46-97

17 — 44

8 — 15

12-17

22 — 46

13-22

Составитель Т. Новгородская

Редактор М. Бланар Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Король

Заказ 1560 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0.5

0,7

1.5

3.0

5,0

5,5

6.0

7,0

7,5

8.0

8.5

9,0

10,0

20.0

5

12

13

14

18

19

7,5

7,8

8,5

9.2

9,6

10,1

11,0

1 1,5

11,7

12,0

12,0

12.0

12,0

12,0

10.7

15.2

22,3

27,4

31,5

37,6

38.9

40,1

45,5

47,3 469

45.7

45.3

45,0 .

2,7

2,1

1.8

I.5

1,2

0,9

0,7

0.5

0,7

0,5

0,5

0.5

0.2

0.2

Увеличение толщины кристалла в нэплавлении, перпендикулярном пластине /ост. вспучиваемость/;. 7,7

10.3

15,6

17.0

18.9

20.3

24.4

35.7

37.1

37,4 37,5

37.3

37,5

37.5

46,3

47,1

51,0

57.5

65.0

67.4

72,5

83,9

87,9

97,7

66.9

60.5

56.7

41.7

22,3

24,7

25.2

29.7

32,3

35,4

37,9

41.0

44,2

45,8

40.3

37.7

35,2

32.8

22.0

19.7

18,2

15. 9

12,3

10,0

6.9

4.3

2,2

2.0

5,5

7,4

9,3 ! 0.5

Способ подготовки мусковитового или флогопитового слюдосырья Способ подготовки мусковитового или флогопитового слюдосырья Способ подготовки мусковитового или флогопитового слюдосырья Способ подготовки мусковитового или флогопитового слюдосырья 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике , в частности к получению слюдяных бумаг для электроизоляционных прессованных материалов

Изобретение относится к производству издешй и композиционных материалов на основе слюды, например манжет из миканита

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам изготовления электроизоляционных слюдяных бумаг

Изобретение относится к электротехнике, в частности к получения электроизоляционных слюдобумаг

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизоляционным слюдосодержащим материалам

Изобретение относится к электротехнике, в частности к составам для изготовления электроизоляционных материалов, применяемых в электротехнической промышленности в качестве высокочастотных конструкционных диэлектриков, а именно к составу шихты для изготовления микалекса

Изобретение относится к электротехнике, к электроизоляционным материалам для электронагревательных устройств

Изобретение относится к составам для получения электроизоляционных материалов на основе слюды и стекла и может быть использовано для производства микалекса

Изобретение относится к производству бумаг, используемых в электромашиностроении , конденсаторостроении и радиоэлектронной технике, и позволяет повысить механическую прочность бумаги при сохранении впитывающей.способности

Изобретение относится к очистным сооружениям , а именно к устройствам токоподвода в аппаратах для электрохимической очистки сточных вод

Изобретение относится к получению хлора и щелочи электролизом раствора хлорида щелочного металла с использованием ионообменных мембран

Изобретение относится к электрохимической технологии

Изобретение относится к конструкциям электролизеров и позволяет снизить удельные энергозатраты

Изобретение относится к конструкциям электролизеров и позволяет снизить удельные энергозатраты

Электрод // 1724736
Изобретение относится к конструкциям электродов для электрохимических процессов и позволяет снизить энергозатраты при проведении электролиза

Изобретение относится к области электрохимических производств, конкретно к конструкциям биполярных электролизеров с сепарационными перегородками, используемых при получении хлора, водорода и щелочей

Изобретение относится к конструкции электрохимических аппаратов и может быть использовано для получения хлора и щелочи или хлоркислородных соединений электролизом раствора хлорида щелочного металла

Изобретение относится к области прикладной электрохимии, в частности к процессу получения озона

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов
Наверх