Способ переработки материала и устройство для его осуществления
Способ относится к области горнорудной промышленности, в частности к дроблению и измельчению материалов, и может быть использован при дроблении и измельчении рудного и нерудного сырья. Позволяет повысить степень и избирательность дробления и измельчения материала и качество подготовки частиц полезного компонента для последующего их эффективного извлечения. Способ включает введение материала в зону механических разрушающих воздействий, дробление и измельчение частиц материала. Введению материала в зону механических разрушающих воздействий непосредственно предшествует его скоростная, высококонтрастная и высокотемпературная тепловая обработка потоком раскаленных газов или перегретого пара и магнитно-импульсная обработка, действующая на поток материала либо одновременно со скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней. Способ реализуется в устройстве для переработки материала, содержащем дробильно-измельчительный агрегат для механических разрушающих воздействий на обрабатываемый материал, загрузочное и разгрузочное приспособления. Загрузочное приспособление в нижней своей части снабжено камерой для скоростной, высококонтрастной и высоко температурной тепловой обработки загружаемого материала потоком раскаленных газов или перегретого пара. Камера выполнена в виде короткой гильзы с закрепленной по ее верхнему торцу конусообразной обечайкой с центральным загрузочным отверстием. По периметру обечайки равномерно, по меньшей мере, в один ряд установлены газовые горелки. Вместо горелок могут быть установлены паровые сопла для перегретого пара. Оси горелок (паровых сопел) направлены в радиальных плоскостях на ось гильзы камеры. К нижнему торцу гильзы прикреплен отрезок диэлектрической трубы с индуктором для магнитно-импульсной обработки материала. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области горнорудной промышленности, в частности к дроблению и измельчению материалов, и может быть использовано при дроблении и измельчении рудного и нерудного сырья.
Известны дробилки и мельница /1-3/, в которых реализуется способ переработки материалов, включающий введение материала в зону механических разрушающих воздействий, дробление и измельчение частиц материала посредством механических разрушающих воздействий при одновременной обработке материала высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом.
Недостатком известного способа, реализованного в дробилках и мельнице /1-3/, является то, что в нем отсутствует необходимая последовательность операций для повышения степени и избирательности дробления и измельчения материала и качества подготовки частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения. В частности, в нем отсутствует операция разупрочнения и предварительного разрушения (предразрушения) частиц материала, необходимая для качественной подготовки частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения, а также отсутствует качественная скоростная, высококонтрастная и высокотемпературная тепловая обработка разрушаемого материала потоком раскаленных газов или перегретым паром.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки материала /4/, включающий введение материала в зону механических разрушающих воздействий, дробление и измельчение частиц материала посредством механических разрушающих воздействий при одновременной обработке материала высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом. Способ /4/ реализуется непосредственно в мельнице для переработки материалов.
Недостатком способа /4/ также является отсутствие в нем необходимой последовательности операций для повышения степени и избирательности измельчения материала и качества подготовки частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения. В нем также отсутствует операция разупрочнения и предварительного разрушения (предразрушения) частиц материала, необходимая для качественной подготовки частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения, и также отсутствует качественная скоростная, высококонтрастная и высокотемпературная тепловая обработка разрушаемого материала потоком раскаленных газов или перегретым паром. К недостаткам способа можно также отнести и то, что конструкция мельницы не позволяет вводить в процесс измельчения поток раскаленных газов и перегретый пар высокой температуры.
Целью изобретения является повышение степени и избирательности дробления и измельчения материала и качества подготовки частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения.
Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки материала, включающем введение материала в зону механических разрушающих воздействий, дробление и измельчение частиц материала посредством механических разрушающих воздействий, введению материала в зону механических разрушающих воздействий непосредственно предшествует его скоростная, высококонтрастная и высокотемпературная тепловая обработка потоком раскаленных газов или перегретого пара и магнитно-импульсная обработка, действующая на поток материала либо одновременно со скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней.
Способ реализуется в устройстве для переработки материала, содержащем дробильно-измельчительный агрегат для механических разрушающих воздействий на обрабатываемый материал, загрузочное и разгрузочное приспособления, в котором загрузочное приспособление снабжено камерой для скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки загружаемого материала потоком раскаленных газов или перегретого пара, выполненной в виде короткой гильзы с закрепленной по ее верхнему торцу конусообразной обечайкой с центральным загрузочным отверстием, по периметру обечайки равномерно, по меньшей мере, в один ряд установлены газовые горелки либо паровые сопла для перегретого пара, направленные в радиальных плоскостях на ось гильзы, к нижнему торцу гильзы прикреплен отрезок диэлектрической трубы с индуктором для магнитно-импульсной обработки материала.
При создании изобретения авторы исходили из следующего.
Для более полного раскрытия и качественной подготовки минеральных частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения необходимо максимально повысить степень избирательного дробления и измельчения руды. Этого можно достигнуть быстрее и полнее при использовании в рудоподготовительных процессах дробления и измельчения операций разупрочнения и предварительного разрушения (предразрушения) частиц рудного материала.
Одним из возможных способов разупрочнения и предразрушения частиц рудного материала может быть использование скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки разрушаемого материала потоком раскаленных газов или высокотемпературным перегретым паром. В этом случае из-за температурных деформаций возникают микротрещины на границах контакта минеральных зерен полезного компонента в рудных частицах, что способствует более качественному раскрытию минеральных зерен в последующих операциях дробления и измельчения. При этом при скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработке разрушаемого материала потоком раскаленных газов или высокотемпературным перегретым паром не происходит прогрева частиц материала вглубь, а следовательно, удельные энергетические затраты на такую операцию незначительны.
Для усиления процесса разупрочнения и предразрушения частиц рудного материала рационально совместное использование скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки материала потоком раскаленных газов или высокотемпературным перегретым паром и магнитно-импульсной обработки (МИО), действующей на поток материала либо одновременно с тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней.
За счет неоднородности магнитоэлектрических и механических свойств минералов, находящихся в рудных частицах, на границах минеральных зерен возникает концентрация полей и дополнительных усилий, способствующих увеличению микротрещины на границах контакта минеральных зерен полезного компонента в рудных частицах, что более надежно обеспечивает качественное раскрытие минеральных зерен в последующих операциях дробления и измельчения.
Изобретение поясняется чертежом, где показано устройство для переработки материала с показом камеры для скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки загружаемого материала потоком раскаленных газов или перегретого пара и отрезка диэлектрической трубы с индуктором для магнитно-импульсной обработки материала.
Устройство для переработки материала состоит из дробильно-измельчительного агрегата 1 для механических разрушающих воздействий на обрабатываемый материал, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособления. Дробильно-измельчительный агрегат 1 показан на чертеже схематически, так как в качестве такого агрегата могут использоваться многие типы дробилок и мельниц.
Загрузочное приспособление 2 в нижней своей части снабжено камерой 4 для скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки загружаемого материала потоком раскаленных газов или перегретого пара. Для этого камера 4 выполнена в виде короткой гильзы 5 с закрепленной по ее верхнему торцу конусообразной обечайкой 6 с центральным загрузочным отверстием 7, а по периметру конусообразной обечайки 6 равномерно, по меньшей мере, в один ряд установлены газовые горелки 8.
При необходимости, вместо горелок 8 могут быть установлены паровые сопла 8 для перегретого пара.
Оси газовых горелок (паровых сопел) 8 направлены в радиальных плоскостях на ось гильзы 5 камеры 4. При необходимости, газовые горелки (паровые сопла) 8 могут быть установлены на конусообразной обечайке 6 в два и более рядов в шахматном порядке, что целесообразно при интенсификации теплового воздействия на обрабатываемый материал.
К нижнему торцу гильзы 5 прикреплен отрезок диэлектрической трубы 9 с индуктором 10 для магнитно-импульсной обработки материала (энергетический блок МИО и пульт управления на чертеже не показаны).
Устройство для переработки материала работает следующим образом. Включают в работу дробильно-измельчительный агрегат 1. Запускают в действие газовые горелки (паровые сопла) 8. Подают импульсную энергию в индуктор 10. В загрузочное приспособление 2 подают исходный материал, подлежащий измельчению.
Из загрузочного приспособления 2 исходный материал поступает в камеру 4 для его скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки потоком раскаленных газов (перегретого пара), выходящим из газовых горелок (паровых сопел) 8.
Проходя в камере 4 через область действия потока раскаленных газов (перегретого высокотемпературного пара), а затем через отрезок диэлектрической трубы 9 с индуктором 10 для магнитно-импульсной обработки материала, частицы материала претерпевают внутреннюю деформацию. В частицах возникают микротрещины на границах контакта минеральных зерен полезного компонента, что способствует более качественному раскрытию минеральных зерен в последующих операциях дробления и измельчения.
Настройку и регулирование процесса разупрочнения и предразрушения частиц материала осуществляют количеством одновременно включенных газовых горелок (паровых сопел) 8, а также изменением интенсивности работы горелок (сопел) 8 и индуктора 10.
Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит за счет введения рациональных конструктивных элементов и применения определенной последовательности технологических операций повысить степень и избирательность дробления и измельчения материала и качество подготовки частиц полезного компонента для последующего эффективного их извлечения.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. Патент Российской Федерации №2160162 "Щековая дробилка". / М.Н.Злобин. 25.11.1998, бюл. 2000, №34.
2. Патент Российской Федерации №2164171 "Мельница для самоизмельчения материалов". / М.Н.Злобин. 08.12.1998, бюл. 2001, №8.
3. Патент Российской Федерации №2169616 "Конусная дробилка". / М.Н.Злобин. 07.04.1999, бюл. 2001, №18.
4. Патент Российской Федерации №2147463 "Способ переработки материалов". / М.Н.Злобин. 07.09.1998, бюл. 2000, №11 (прототип).
1. Способ переработки материала, включающий введение материала в зону механических разрушающих воздействий, дробление и измельчение частиц материала посредством механических разрушающих воздействий, отличающийся тем, что введению материала в зону механических разрушающих воздействий непосредственно предшествует его скоростная, высококонтрастная и высокотемпературная тепловая обработка потоком раскаленных газов или перегретого пара и магнитно-импульсная обработка, действующая на поток материала либо одновременно со скоростной, высоко контрастной и высоко температурной тепловой обработкой, либо непосредственно следом за ней.
2. Устройство для переработки материала, содержащее дробильно-измельчительный агрегат для механических разрушающих воздействий на обрабатываемый материал, загрузочное и разгрузочное приспособления, отличающееся тем, что загрузочное приспособление снабжено камерой для скоростной, высококонтрастной и высокотемпературной тепловой обработки загружаемого материала потоком раскаленных газов или перегретого пара, выполненной в виде короткой гильзы с закрепленной по ее верхнему торцу конусообразной обечайкой с центральным загрузочным отверстием, по периметру конусообразной обечайки равномерно, по меньшей мере, в один ряд установлены газовые горелки, либо паровые сопла для перегретого пара, направленные в радиальных плоскостях на ось гильзы, к нижнему торцу гильзы прикреплен отрезок диэлектрической трубы с индуктором для магнитно-импульсной обработки материала.
