Установка для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ

 

Изобретение относится к установкам для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ и может быть применено в (керамической промышленности, промышленности строительных материалов и т.д. Цель - повышение эффективности процесса обработки. Согласно изобретению корпус 18 выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндра, в котором, если смотреть в направлении потока материала, расположены последовательно друг за другом и соосно дозирующее устройство 23, служащее обрабатывающим органом устройство грубого дробления 28, устройство тонкого дробления 34 и турбодиспергирующее устройство 4. Охватывающие упомянутые структурные единицы объемные части корпуса 19 ограничены фильтрующими стенками 33, 37, 38, 45, 46, 47 предпочтительно с постепенно уменьшающимися размерами пор. Кроме того, служащая впуском загрузочная воронка 20 и дозирующая труба 21 выполнены в верхней секции дозирующего устройства 23, напротив, стоки 48, 49, 50 готового продукта выполнены в нижней секции турбодиспергирующего устройства 4. 4 з.п, ф-лы, 3 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

H OATEHTY с7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4613022/33 (22) 09. 12. 88 (46) 23. 11. 91. Бюл. Р 43 (7 1 ) Будапешти Пор целандьяр (HU ) (72) Ференц Пауловитш и Аттила Сорат (HU) (53) 621.926.9 (088.8) (56) Патент Великобритании Р 1435995. (54 ) УСТАНОВКА ) ПЯ 1 Л (РОМЕ ХАПИЧЕС КОЙ ОБРАБОТКИ ДИСПЕРГИРУЕМЫХ В ВОДЕ МИНЕРАПЬНЫХ ВЕЩЕ(I.  (57) Изобретение относится к установкам для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ и может быть применено в керамической промышленности, промышленности строительных материалов и т.д. Цель — повышение эффективности процесса обработки. Согласно изобретению корпус 18 выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндра, ЗФ,Ы940Ы A 3 (51) В 02 С 21/00

2 в котором, если смотреть в направлении потока материала, расположены последовательно друг за другом и соосно дозирующее устройство 23, служащее обрабатывающим органом устройство грубого дробления 28, устройство тонкого дробления 34 и турбодиспергирующее устройство 4. Охватывающие упомянутые структурные единицы объемные части корпуса 19 ограничены фильтрующими стенками 33, 37, 38, 45, 46, 47 предпочтительно с постепенно уменьшающимися размерами пор. Кроме того, служащая впуском загрузочная воронка 20 и дозирующая труба 21 выполнены в верхней секции дозирующего устройства 23, напротив, стоки

48, 49, 50 готового продукта выполнены в нижней секции турбодиспергирующего устройства 4. 4 з.п. А"лы, 3 ил.

1б94059

Изобретение относится к установкам для гидромеханической обработки диспергируэмых в воде минеральньгх веществ и может быть применено в кера5 мической промышленности, в промьппленности строительных материалов, в сельском хозяйстве, в химической промьппленности и других отраслях промьппленности ° 10

Цель изобретения — повышение эффективности процесса обработки.

На фиг.1 показана схема процесса обработки; на фиг.2 — технологическая схема установки; на фиг.3 — вариант исполнения установки.

Как видно из схемы на фиг.1, исходят из двух диспергируемых в воде веществ, которые обозначены символами

А и В. В данном случае исходными веществами являются глины и каолины.

Последовательность процесса обработки отмечена на схеме стрелками.

Как видно из фиг ° 1 после предварительного дробления 1 осуществляется мокрое измельчение II, где при подаче воды одновременно с гранул удаляются также поверхностные загрязнения. После этого осуществляется турбодиспергирование III, в течение которого приготавливается мелкодисперсная суспензия. При этом в смесь добавляется вода и/или химикалии, и/или суспензия глины. Во время турбодиспергирования применяются ударные силы и усилия резания, а также турбулентные патоки.

После турбодиспергирования III осуществляется мокрое разделение 1Ч на классы и после этого гидроциклонирование V. После гидроциклониравания удаляются крупный песок, пирит и загрязнения и путем центрифугирования VI пустые вещества (как, например, песок, полевой шпат, пирит и другие примеси) oTperramTcsr oT o tqeH- 45 ного материала.

Очищенная мокрым способом суспензия подвергается затем магнитной сепарации VII и после этого осуществляется смешивание и гомогенизирование VIII . Отсюда готовая суспензия вещества транспортируется для дальнейшей обработки, однако имется также возможность получения готовой массы вещества после фильтрации IX

55 и при необходимости сушки Х.

Необходимо отметить, что отдельные шаги операцгги представленной на фиг ° 1 технологической цепи, например подготовка вещества перед турбодиспергированием III могут быть опущены, кроме того, отдельные выполненные процессы при необходимости могут быть повторены, в зависимости от того, какие параметры имеет подаваемое для обработки сырье и какие требования с точки зрения качества предъявляются к готовому продукту.

Установка для гидромеханической обработки диспергируемьгх в воде минеральных веществ имеет питающий ленточныи транспортер 1, под концом которого находится дробилка 2 крупного дробления, измельчающая поданный продукт разработки месторождений, которая оснащена известным камнеотделителем. Выпускной конец дробилки 2 крупного дробления подключен к отделяющему мелкие камни измельчающему промывочному устройству 3.

Поданный с помоц|ью ленточного транспортера 1 продукт разработки месторождений с величиной гранул 10400 мм измельчается дробилкой 2 крупного дробления до величины 10-60 мм.

Из измельчающего промывочного устройства 3 частицы размером менее. 10 мм попадают через классифицирующую сетку непосредственно в турбодиспергирующее устройство 4, которое за одну непрерывную технологическую операцию осуществляет мокрое иэмельчение, дезагрегиравание и суспендирование. Гранулы крупнее 10 мм измельчающее промывочное устройство 3 смывает путем обрызгивания водой и измельчает их затем до размера менее 20 мм. Измельченные таким образом вец1ества посредством свободнопадающего опорожнения могут попадать в турбодиспергирующее устройство 4.

Из фиг.2 видно, чта диспергирующее устройство 4 имеет в данном случае следующие друг за другом каскады

4А, 4В и 4С. В данном случае эти каскады 4А, 4В, 4С включены последовательно, однако при необходимости один или два из этих каскадов могут быть выключены иэ системы. В турбодиспергирующем устройстве 4 распределение, гранул глин, каолинов и цеолитов может быть следующим: менее

30 мкм — 80-85%, менее 5 мкм — 4050 . !

В каскады 4А, 4В, 4С могут подаваться вода и/или химикалии (например, разжижители трифосфат натрия, 1694059 триполифосфат), и/или суспензия глины.

Из последнего каскада 4С турбодиспергирующего устройства 4 мелкосуспендированный материал может сливать5 ся по нескольким сливным каналам в

:зависимости от технологии и физических и химических свойств сырья. Отсюда суспензия может транспортироваться 1 дальше по трубопроводам 5 и b в гидроциклонную установку 7 с помощью установленного в трубопроводе 6 насоса 8. В гидроциклонной установке 7 суспензия может, например, классиАи1 цироваться на частицы размером 10, 30 или 50 мкм, напротив, пустые вещества, т,е. примеси, здесь отделяются.

В установке, изображенной на фиг.2 суспензия по трубопроводам 5 и 9 с помощью установленного в трубопроводе 9 насоса 10 может попадать без классиАицирования в центриАугу

11, где отделяются пустые вещества.

Из гидроциклонной установки 7 суспензия с помощью насоса 12 может транспортироваться через магнитный сепаратор 13 в отстойный смеситель 14. Готовая для дальнейшей обработки суспе8-30 зия может транспортироваться непосредственно отсюда или обезвоживаться с помощью насоса 15 на Аильтре 16, затем в сушилке 17 по делению может устанавливаться желаемое окончатель35 ное влагосодержание суспензии.

Вариант исполнения устройства представлен на Аиг.3. Установка имеет корпус 18 горизонтально расположенной ступенчатой Аормы в виде барабана 19. 40

Корпус 18 на левой стороне (фиг.3). оснащен загрузочной воронкой 20 для подачи минеральных веществ, а также дозирующей трубой 21 для добавления жидкостей, в которой установлен клапан 22. Под загрузочной воронкой 20 находится дозирующее устройство 23, которое выполнено в виде дозирующего шнека. Шнек дозирующего устройства 23 закреплен на единственной и общей оси 24 устройства, которая вне корпу50 са 18 заделана в кронштейны подшипников 25 и 26 и соединена .с приводом

27. Приводом 27 является электродвигатель с клиноременным приводом, у которого скорость вращения может ре гулироваться известным способом.

В установке (Аиг.3), если смотреть в направлении потока вещества (обозначено сплошной стрелкой), после дозирующего устройства 23 находится устройство 28 грубого дробления. Это устройство имеет стабильный конусный корпус 29 и совместно вращающуюся, расположенную на оси 24 вращающуюся часть 30, конусная оболочка которой расположена на определенном удалении от внутренней конусной оболочки корпуса 29. В это пространство выступают закрепленные на внутренней оболочке конусного корпуса 29 или на наружной оболочке конусной вращающейся части

30 била 31, которые взаимодействуют друг с другом, благодаря чему осуществляется грубое дробление материала.

Устройство 28 грубого дробления оснащено на нижнем конце отверстием для камней, через которое камни могут падать в резервуар 32 для камней.

Содержащая дозирующее устройство

23 корпуса 18 объемная часть отделяется от содержащей устройство грубого дробления 28 объемной части Аильтрующей стенкой (Аильтром) 33. В данном случае величина пор фильтрующей стенки 33 выбрана равной 12 мм, В корпусе 18 за устройством 28 грубого дробления и соосно с ним расположено устройство 34 тонкого дробления. Это устройство оснащено плавающими ножами 35. Его продольно нап" равленные. ребра 36 закреплены на

1 внутренней оболочке корпуса 18, напротив, наружный конец соединенных шарнирно с осью плавающих ножей 35 работает совместно с внутренней кромкой ребер 36. Перед и после устройства 34 тонкого дробления соответствен но установлена другая Аильтрующая стенка 37 или 38, для которой в данном случае выбрана величина пор, равная

10 или 8 мм.

Если смотреть в направлении потока вещества, за устройством 34 тонкого дробления, соосно с ним, установлено: турбодиспергирующее устройство 4. Это устройство состоит из трех каскадов

4А, 4В и 4С, которые расположены соосно и последовательно друг sa другом.

На устройстве 34 тонкого дробления цилиндрический диаметр корпуса 18 обозначен символом 1). По сравнению с нит диаметры в каскадах 4А 4В и

4С трубодиспергирующего устройства 4 постепенно увеличиваются (эти диамет1 ры Обозначены символаМи 11 1, Dg u в ) .

1694059

В представленном случае турбодиспергирующим устройством 4 является конструкция с вращающимися лопастями, которые пригодны для того, чтобы подвергать обрабатываемые вещества воз5 действию ударных сил и усилий резания, а также регулируемого турбулентного потока. Каскады 4А, 4В и 4С обеспечивают то, что они вследствие постепенно увеличивающихся в отдельных каскадах диаметров ))<, 1) < и 7) > повьннают диспергирующее воздействие и относительные скорости вращения.

Лопасти 39, 40 и 41 соответственно 15 каскадов 4А, 4В и 4С закреплены на общей оси 24 и вращаются совместно,,а их измеренное от средней линии оси удаление все больше увеличивается, как это видно из фиг.3. В данном случае ширина В, В<, В лопастей 39-41 выбрана таким образом, что она становится все меньше. Лопасти 39-41 работают совместно с жестко закрепленными "BB. :âíóòðåHíåé оболочке корпуса 18 планками 42-44. Необходимо отметить, что относительное угловое положение лопастей 39-41 относительно направления гращения может регулироваться, чтобы в любое время вызвать необходи- 3 мое турбулентное воздействие.

За каскадом 4А установлена фильтрующая стенка 45, за каскадом 48— фильтрующая стенка.4б и за каскадом

4С вЂ” фильтруищая стенка 47. Размер отверстия в этих фильтрах выбран рав35 ным б, 4 или 2 мм.

В нижней части каскадов 4Â, 4В и 4С предусмотрен отдельный сток 48, 49 или 50.

Через стоки 48-50 можно отбирать желаемое количество суспензии оразли 1ного качества.

Установка (фиг.3) работает следующим образом.

После пуска привода 27 через загрузочную воронку 20 и дозировочную трубу 21 вводятся обрабатываемые минеральные вещества или добавляемые жидкие вещества. Эти вещества дозирующее устройство 23 направляет дальше

50 в устройство 28 грубого дробления.

При этом эти вещества фильтруются в ,соответствии с размерами пор фильтрующей стенки 33. В устройстве 28 грубого дробления материал эффективно из-, 55 мельчается с помощью бил 31, затем грубо измельченный материал через фильтрующую стенку 37 попадает в устройство 34 тонкого дробления. Из устройства 28 грубого дробления камни падают в резервуар 32 для сбора кам" ней.

В устройстве 34 тонкого дробления материал с помощью плавающих ножей 35 и взаимодействующих с ними ребер 36 продолжает измельчаться. Отсюда обрабатываемый материал через фильтрую" щую стенку 38 попадает в каскады 4А, 4В и 4С турбодиспергирующего устройства 4. Это устройство осуществляет диспергирование, т.е. осуществляющие все более тонкое мокрое измельчение каскады 4А, 4В, 4С работают со все возрастающей скоростью вращения.

Таким образом, обрабатываемый материал постоянно находится в турбулентном движении в осевом направлении благодаря тому, что он протекает в направлении все более тонко измельчающих каскадов. В соответствии с опытными данными из устройства удалось получить через сток 50 черезвычайно гомогенный конечный продукт. Следует отметить, что во время продавления обрабатываемого материала через фильтрующие стенки 33,37,38,45,46 и 47 одновременно осуществляется разделение его на классы.

Важное преимущество предлагаемой установки заключается в том, что она очень компактна, т.е. наряду с занимающим немного места устройством обеспечивается непрерывная обработка со значительно более высоким коэффициентом полезного действия, с намного сокращенным циклом и со значительно меньшим расходом энергии по сравнению с известными решениями.

Другое преимущество заключается в том, что эта установка может использоваться универсально, т.е. она может использоваться для гидромеханической обработки любого диспергируемого в воде минерального вещества. Кроме того, установка может быть хорошо приспособлена к качеству основного материала и к предъявляемым к появляющейся в качестве конечного продукта суспензии требованиям. Установка в соответствии с изобретением имеет сравнительно простую конструкцию и надежна в эксплуатации, что подтверждается полученными в результате испытаний дан« ными. Результаты проведенных испытаний показали, что с помощью предлагаемой установки относительно просто

1694059 может быть достигнута производительность 10 т/ч (по сравнению с производительностью традиционных барабанных дробилок 5 за рабочий день).

Очень важное преимущество установ5 ки заключается в том, что она пригодна также для обогащения исходного вещества низкого качества, т.е. из основного материала низкого качества можно получать суспенэию в виде конечного продукта весьма хорошего качества, которая после обогащения может отвечать самым высоким требованиям и может, например, применяться в качестве основного материала для производства фарфора хорошего качества или в тонкокерамической промышленности.

Пример 1. Используют каолин (Киралихеги Венгрия) как ДиcIIepги 20 руемое в воде минеральное вещество, которое как с минералогической, так и с химической точки зрения относится к наиболее чистым каолинам. Перед обработкой в соответствии с изобрете- 25 нием он содержит следующие компоненты, /: Si02 65-85, A12()5 10-23, Уе О

1. Целью обработки в данном случае является получение основного материала для тонкокерамической промышленности °

Каолин с максимальной величиной зерен 400 мм измельчают (в устройстве по фиг.2 и 3) до величины зерен максимум 60 мм, затем после отделения мелких камней измельчают мокрым спо35 собом и промывают. После этого частицы величиной менее 10 мм направляют через сортирующее сито непосредственно в турбодиспергирующее устройство, где за одну операцию выполняют мокрое измельчение, дезагрегирование и суспендирование. После турбодиспергирования распределение частиц каолина следующее: менее 30 мкм — 80-85Х, менее 5 мкм — 40-50Х.

После шламоудаления и обогащения в соответствии с изобретением содер- ,жание компонентов каолина составляет, Ж: SiOg 56-60, Аl ОЗ 26-32, Ре<О>

О,б. Этот полученный описаннь)м спо-.

50 собом продукт поступает в качестве основного материала для тонкокерамической промышленности с очень хорошим качеством для дальнейшей обработки.

Пример 2. Иллит (Фюзеррадва- ни, Венгрия) является беложгущимся сырьем с черезвычайно высокой пластич-ностью, однако его технологические свойства по причине примесей (кварц,. гематит, лимонит, геотит, алюмит) весьма непостоянны. Перед обработкой в соответствии с изобретением он содержит компоненты в следующем количестве, /: SiO 55-64, А1 0 20-32, Ге О 1. После обогащения с помощью предлагаемого устройства получают основной фарфоровый материал очень хорошего качества, при этом содержание компонентов составляет, Х: Si<)<

50 — 52, А1 0> 30-34, У e0 0,3 . 06paботку проводят, как в примере 1.

Пример 3. По описанной в примере 1 технологии используют иллнткаолин (Бабавелгие, Венгрия). Этот исходный материал в сыром состоянии имеет следующий состав, /: каолин

20-30, иллит 15-17, кварц 40-50, полевой шпат 5. После обогащения мокрым способом в соответствии с изобретением состав изменяется следующим образом, Х: каолин 30-38, иллит 20-29, кварц 28-45, другие аморфные вещества 5. Таким образом, в результате обогащения мокрым способом для дальнейшей обработки получено более ценное вещество.

Пример 4. ) ля промышленного производства тонкой керамики в качестве исходного материала используют огнеупорную глину (из Романи-Фельшопетени,. Венгрия), которая содержит

43-48Х каолина и 8-9/ глинистого ми- нерала иллита. Содержание 1 0 > которое с промышленной точки зрения явно вредно, составляет 2-7Х. После обогащения мокрым способом в соответствии с изобретением содержание А1 0з повышается до 33,34/ содержание

Fe<0 снижается до менее 1Х, параметр огнеупорности повышается (первоначально 158-163 PK) до 167-173 PK. .. Э

Особенность технологии в соответствии с изобретением заключается в том, что во время непрерывной обработки исходного материала, при мокром размоле или измельчении удаляются ненужные для дальнейшей обработки или вредные примеси. Это имеет существенное преимущество, заключающееся в том, что даже из минеральных веществ

) низкого качества, например .из каолинов, после обработки в соответствии с изобретением получается обогашенно . т.е. облагороженное, вещество, которое затем может использоваться дальше

1б94059 также для целей, при которых предъявляются повьш енные требования.

Целесообразно, чтобы часть Аильтрующих стенок 33, 37, 38, 45 и 47 являлась сменной или могла бы изме5 няться величина их пор. Кроме того, целесообразно регулировать скорость вращения центральной оси 24. Турбодиспергирующее устройство 4 может состоять как из одного единственного каскада, так и из более трех каскадов. Вращающиеся лопасти 39-41 также должны иметь постепенно увеличивающийся диаметр, и обязательно необходимо, чтобы они приводились во вращение одной единственной центральной оси. Возможен вариант исполнения, в котором все лопасти всех без исключения каскадов имеют одинаковый наружный диаметр, однако они ступенчато оснащены отдельным приводом, скорость вращения которого предпочтительно можно регулировать.

Формула изобретения

1. Установка для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ, содержащая кор / пус с расположенными в нем на одной оси рабочими органами, привод, загрузочное и разгрузочные приспособления, отличающаяся тем, что, с целью повышения эФФективности процесса обработки, корпус выполнен в

35 виде горизонтального цилиндра, в котором по ходу движения исходного материала смонтированы дозирующее устройство, устройства для грубого и тонкого измельчения, турбодиспергирующее устройство, причем устройства разделены между собой ситами, величина отверстий которых уменьшается к разгрузочному приспособлению.

2. Установка по п.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что турбодиспергирующее устройство выполнено в виде трех последовательно расположенных ступеней, каждая из которых имеет лопастной ротор и укрепленные на корпусе планки, причем внутренний диаметр корпуса и наружный диаметр лопастного ротора постепенно увеличиваются по ходу движения материала, каждая ступень имеет слив для готового продукта.

3. Установка по п.2, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что устройство для грубого измельчения содержит конический корпус с отбойными элементами и укрепленную на оси коническую вращающуюся часть с билами, взаимодействующими с отбойными элементами.

4. Установка по пп.1-3, о .т л и— ч а ю щ а я с я тем, что устройство для тонкого измельчения выполнено в виде цилиндрического корпуса с ребрами, взаимодействующими с ножами, шарнирно укрепленными на оси.

5. Установка по пп.1-4, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что привод выполнен регулируемым.

1694059 Риг. 2

Составитель Н.Бибина

Редактор С.Пекарь Техред Я.Морг ентал Корректор М. Кучерявая

Заказ 4085 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по йзобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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