способ классификации частиц порошкового материала

Формула изобретения

Способ классификации частиц порошкового материала, включающий одновременное введение исходного материала и газового потока в рабочую камеру, воздействие на материал электрическим разрядом, классификацию исходного материала, отличающийся тем, что перед введением исходного материала в рабочую камеру его сушат при температуре более 100^oC, одновременно с введением исходного материала и газового потока осуществляют нагрев внутренней части рабочей камеры до температуры более 100^oC, воздействие на материал электрическим разрядом, его измельчение, перемешивание и классификацию, при этом классификацию осуществляют в последовательно установленных вертикальных цилиндрических камерах, установленных на выходе из рабочей камеры, входные и выходные отверстия и диаметр которых последовательно возрастают по сравнению с выходным отверстием рабочей камеры, при этом расклассифицированный материал из каждой камеры подвергают расситовке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области разделения или сортировки твердых материалов с помощью газовых или воздушных потоков и может быть использовано при геологических и технологических исследованиях порошковых сыпучих материалов.

Известен способ разделения зернового материала с помощью воздушного потока, при котором происходит отделение тяжелых и легких примесей (авт. св. СССР N 1117086, кл. B 07 B 4/00, 29.06.83).

Наиболее близким по технической сущности к данному предложению является способ классификации частиц порошкового материала, заключающийся в том, что в рабочую камеру с входным и выходным отверстиями и электродами электрического разряда вводят исследуемый материал и газовый поток, вертикальная составляющая которого изменяется по мере продвижения частиц материала вдоль оси рабочей камеры, создают электрический разряд и проводят классификацию частиц исследуемого материала (авт. св. N 202799, кл. B 07 B 4/00, 01.03.66).

Недостатками известных технических решений (аналога и прототипа) являются невысокие производительность и качество классификации порошкового материала.

Цель предложения повышение производительности и качества классификации порошкового материала.

Поставленная цель достигается за счет того, что согласно способу классификации частиц порошкового материала, заключающемуся в том, что в рабочую камеру с входным и выходным отверстиями и электродами электрического разряда вводят исследуемый материал и газовый поток, вертикальная составляющая которого изменяется по мере продвижения частиц материала вдоль оси рабочей камеры, создают электрический разряд и производят классификацию частиц исследуемого материала, выходное отверстие рабочей камеры соединяют с входным отверстием соединенных между собой дополнительных вертикальных цилиндрических камер, при этом выходные и входные отверстия и диаметр дополнительных камер делают с последовательным возрастанием по сравнению с выходным отверстием рабочей камеры, перед введением порошкового материала его сушат при температуре более 100^oC, одновременно с введением порошкового материала и газового потока осуществляют нагревание внутренней части рабочей камеры до температуры более 100^oC, создают электрический разряд, а также производят измельчение и перемещение исследуемого материала, а классификацию порошкового материала проводят путем выгрузки расклассифицированного материала из каждой камеры и последующей расситовки порошкового материала каждой камеры.

Сущность данного способа заключается в следующем.

В рабочую камеру с электродами электрического разряда вводят газовый поток и исследуемый материал, предварительно просушенный. Для большей сыпучести материал нагревается до температуры более 100^oC, одновременно измельчается и дезинтегрируется путем интенсивного перемешивания и воздействия электрического искрового разряда. Частицы попадают в газовый поток и увлекаются им. За счет того, что диаметр рабочей камеры больше, чем диаметр отверстия, расположенного в верхней части рабочей камеры, вертикальная составляющая скорости газового потока в верхней части рабочей камеры возрастает с приближением к выходному отверстию. Относительно легкие частицы порошкового материала малого размера и с небольшим удельным весом достигают верхней части рабочей камеры и выносятся газовым потоком в дополнительную камеру через верхнее отверстие камеры. В дополнительной камере скорость газового потока скачком падает из-за ее большого диаметра, чем диаметр рабочей камеры и ее выходного отверстия. В верхнюю часть дополнительной камеры увлекаются газовым потоком наиболее легкие по весу частицы попавшего исследуемого материала в дополнительную камеру, которые в свою очередь транспортируются газовым потоком в следующую камеру с еще большим диаметром, чем первая. В каждой камере сосредотачиваются частицы определенного веса, но разного размера (крупности) в зависимости от удельного веса частиц. Расситовка порошкового материала каждой камеры позволяет осуществить расклассификацию частиц по удельному весу и крупности.

Пример конкретной реализации предложенного способа.

Для технологических исследований из навески массой 10 г необходимо выделить минералы различной крупности и удельного веса. Исследуемый порошковый материал сушат при температуре более 100^oC и подают в рабочую камеру 1 (чертеж) через отверстие 2, где имеются электроды электрического разряда (искрового разряда) 3 и 4 и магнитопроницаемые металлические стержни 5 и 6. Под столом 7, на котором установлена рабочая камера 1, расположен магнитопровод 8 магнитного истирателя-смесителя МИС-91. Включают нагреватель, повышающий температуру внутри рабочей камеры 1 (нагреватель на чертеже не показан) до 130^oC. Одновременно включают магнитопровод 8, приводят во вращение истирающие и перемешивающие стержни 5 и 6, подают через отверстие 2 вместе с исследуемым материалом газ под давлением в 1 атм, включают генератор искрового разряда (на чертеже он не показан). Искровые разряды возникают между электродами 3 и 4 и концами вращающихся металлических стержней 5 и 6. Газовый поток подхватывает распыленные искрой частицы исследуемого материала по мере его измельчения стержнями 5 и 6 до определенной крупности и направляет их вверх к выходному отверстию 9 рабочей камеры 1. Через отверстие 9 частицы исследуемого материала попадают в дополнительную камеру 10. За счет большего, чем у рабочей камеры 1, диаметра дополнительной камеры 10 и ее выходного отверстия 11 скорость газового потока в дополнительной камере 10 резко падает; в этом случае верхнего отверстия 11 дополнительной камеры 10 достигают наиболее легкие частицы, попавшие в дополнительную камеру 10 из рабочей камеры 1. Более тяжелые частицы остаются в первой дополнительной камере 10. Частицы, достигшие отверстия 11, направляются газовым потоком в следующую дополнительную камеру 12, в которой в силу тех же причин выделяется следующая легкая фракция исследуемого материала. Десятиграммовую навеску порошкового исследуемого материала подают в рабочую камеру 1 в течение 15 мин, после окончания подачи исследуемого материала осуществляют выгрузку расклассифицированного по весу частиц измельченного исследуемого материала через отверстия 13 и 14. Крупность частиц в каждой из камер 10 и 12 находится в прямой зависимости от удельного веса частицы, извлеченные из камер фракции рассчитывают с помощью сит 100, 74 и 41 мкм. Порошковый материал второй дополнительной камеры состоит в основном из кремнеалюмокальциевых минералов, имеющих удельный вес менее 4 г/см³, в первой дополнительной камере сосредотачиваются рудные минералы с удельным весом более 4 г/см³, в рабочей камере остаются плохо измельченные частицы золота, платины, серебра, которые находятся в природе в виде самородных металлов.

Таким образом осуществляется относительно быстрая расклассификация исследуемого материала технологической пробы, выделение легкой и тяжелой фракции и расситовка их по крупности. Кроме того, способ применим для выделения самородных металлов, плохо измельченных частиц.