Размельченный камень для суперколлоидной мельницы и способ его переработки

 

Использование: для производства, в частности рабочих органов суперколлоидной мельницы. Сущность изобретения: композит из размельчающего камня и полимера для суперколлоидной мельницьи отличающийся тем, что термопластичным и термоотверждающимся полимерам дается возможность проникать внутрь свободных пор пористого остеклованного размельчающего камня для суперколлоидной мельницы и заполнять их с поверхности стенок свободных пор в пределах 30-60% общего объема в упомянутом размельчающем камне , с тем, чтобы оставить 70-40% свободных пор в размельчающем камне для суперколлоидной мельницы и обеспечить их объемную долю Vp в пределах 0,09-0,21. 1 з,п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 02 С 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Ъ е (j», (. ДфбгЯу у 3. Яд

»»хкы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4027687/33 (22) 20.06.86 (46) 15.0433. Бюл. М 14 (71) Цунео Масуда (J P) (72) Цунео Масуда (JP) (56) Свирин B.Ã. и др. Ремонтно-вспомогательное хозяйство обогатительных фабрик, M. Недра, 1978, с, 65, 67 — 69, (54) РАЗМЕЛЬЧЕННЫЙ КАМЕНЬ ДЛЯ СУПЕРКОЛЛОИДНОЙ МЕЛЬНИЦЫ И СПОСОБ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ (57) Использование: для производства, в частности рабочих органов суперколлоидной мельницы. Сущность изобретения. компоИзобретение относится к композиту из размельченного камня и полимера для суперколлоидной мельницы и способам его переработки и может быть применено для производства, в частности рабочих органов суперколлоидной мельницы.

Согласно изобретению в размельченном камне теропластичный или термоотверждающий полимер, расширяясь в направлении от стенок заполняемых им свободных пор, заполняет их более чем на

30% так, что объемный коэффициент Vp ос. тающихся внутренних пустот в конечном, композиционном материале из размельченного камня лежит в диапазоне 0,09-0,21, в способе переработки размельченного камня мономер или олигомер термопластичного или термоотверждающего типа или синтетические резины принудительно вводят в свободные внутренние поры пористого, остеклованного размельченного камня под воздействием пониженного или повы„„. Ж„, 1809781 АЗ

2 зит иэ размельчающего камня и полимера для суперколлоидной мельницы„отличающийся тем, что термопластичным и термоотверждающимся полимерам дается возможность проникать внутрь свободных пор пористого остеклованного размельчающего камня для суперколлоидной мельницы и заполнять их с поверхности стенок свободных пор в пределах 30-60% общего объема в упомянутом размельчающем камне, с тем, чтобы оставить 70 — 40% свободных пор в размельчающем камне для суперколлоидной мельницы и обеспечить их объемную долю Vp в пределах 0,09-0,21. 1 з,п, Я ф-лы, 3 табл., 2 ил.

»» шенного давления, сопровождающегося дегазацией, путем отбора части вышеупомянутого мономера или олигомера, заполняющего укаэанные внутренние поры из системы для (ф управления процессом так, что объем полимера после полимериэации снижается до значения более 30% по отношению к полному объему внутренних свободных пор в размельченном камне, причем в результате последующей полимеризации и/или конденсации введенный мономер или олигомер имеет объемный коэффициент остаточных .свободных иор в конечном комооэицион- йыьъ ном материале и размельченном камне, уменьшенный до значений, эаключенных-в диапазоне 0,09 — 0,21, Камень состоит из трех элементов: зерен, связующего вещества и соединительных пор. Если белковые вещества, прилипают к.участкам пор, которые являются одним из трех больших. элементов, то порча под действием нежелательных бактерий будет про1809781 исходить от этих участков. Поэтому необходимо хорошо отмывать и удалять прилипшие вещества металлической щеткой и тому подобное во время использования, но отсутствуют средства отмывать такие вещества, прилипшие внутри пор. Кроме того, поскольку распределение таких пор является неравномерным, появление трещин при расширении обуславливается теплом, выделяющимся при трении. Если можно заполнить эти соединительные поры искусственно веществом, имеющим требуемые свойства, становится возможным использование боразона и других материалов, более предпочтительных, чем алунд "5 (А120э) и карборунд (SIC), которые обычно применяются в качестве сырья для изготовления размалывателя.

Если размельчающий камень изготавливается r, использованием такого бо- 20 разона, и- суперколлоидная мельница изготавливается с использованием этого размельчающего камня, размол веществ, обладающих высокой твердостью, измельчение высушенных материалов и супертонкое измельчение также становятся возможным, и велик вклад в индустрию измельчения и в суперколлоидный размол;, На фиг,1 представлена в разрезе схема обычного размельченного камня; на фиг.2 представлена в разрезе схема камня (компоэит с содержанием полимера) в соответствии с изобретением; .Изобретение обеспечивает композит из . 35 размельчающего камня и полимера для суперколлоидной мельницы, отличающийся тем, что термопластичным и термоотверждающимся полимерам дается возможность проникать внутрь свободных пор пористого 40 остеклованного размельчающего камня для суперколлоидной мельницы и заполнять их с поверхности стенок свободных пор в пределах от 30 до 60 общего объема в упомянутом размельчающем камне с тем, чтобы 45 оставить 70-40 свободных riop в размельчающем камне для суперколлоидной мель-, ницы и обеспечить их обьемную долю Vp в пределах 0,09 — 0;21, и способ изготовления композита иэ раэмельчающего камня и пол- 50 имера для суперколлоидной мельницы, отличающийся тем, что внутрь свободных пор пористого остеклованного размельчающего камня для суперколлоидной мельницы мономер или олигомер термопластичных и 55 термоотверждающихся пластиков (синтети- ческих смол) принудительно вводится при пониженном или приложенном давлении, и, после того как пропитавший мономер подвергается поликонденсации на месте с применением тепловой энергии, осуществляется окончательная обработка поверхности.

Как описано выше. основная суть изобретения заключается в том, что найден композит из раэмельчающего камня и полимера для суперколлоидной мельницы и способ изготовления его, где соединительные поры, имеющиеся в массе остеклованного размалывателя, заполняются фиксированным количеством термопластичного полимера от поверхности стенок свободных пор по направлению к центральной части свободных пор.

Что касается технологии изготовления композита, чтобы дать возможность полимеру заполнять свободные поры твердых материалов, детали опубликованы в выходящей выпусками Эпохе пластика в течение пяти месяцев с сентября 1978 r. Но технология изготовления композита остеклованного размалывателя с полимером не затронута..Поскольку сопротивление удару снижается, если дать возможность полимеру целиком заполнить, соединительные поры остеклованного раэмалывателя, является важным, в каком состоянии и как много полимера может быть допущено для формирования в этих порах.

То есть, как показано на данной в разрезе схеме, приведенной на фиг.1, сечение обычного остеклованного размалывателя имеет пористую структуру, где соединитель-, ные. поры находятся между зернами 1, и когда вода льется на поверхность размалывателя, вода проникает внутрь мгновенно, Согласно изобретению, как это показано на фиг,2, сырому материалу, представляющему собой мономер из термопластичных пластиков, дается возможность проникать в соединительные пустые поры 2 вдоль поверхности их стенок, причем этот пропитавший мономер полимеризуется на месте, и термопластичный полимер 3 служит для заполнения, чтобы получить требуемый композит иэ раэмельчающего камня и полимера для суперколлоидной мельницы...

Содержание свободных пор в статорах и роторах, изготовленных иэ зерен камня

AI20g N 46, N. 80 и N 120 (твердость Т) представлено в табл.1;

Если .принять свободные поры, представленные в табл,1; за 100, то, например, .от 40 до 60 и, примерно, от 30 до 40 от объема свободных пор заполняется полимерами в поверхностном слое и во внутренней части размельчающего камня. соответственно, с тем чтобы количество заполненно-. го полимера снижалось от поверхностного слоя, по направлению к внутреннему слою по всему размельчающему камню, 1809781

Хотя конкретный способ описан позднее., становится очевидным из экспериментальных результатов, что градиент распределения полимера мог быть достигнут путем прохождения через процесс дегаэификации после пропитки винил мономером.

Далее объяснение процесса изготовления, соответствующего изобретению, представлено на следующей блок-схеме, VM (винил мономер) пропитывающая (обрабатывающая) жидкость

Грубо обработанный размельчающий камень

Ф

Загрузка в емкость Приложение для пропитки давления

Откачка при

Ф. пониженном давлении

Удаление пропиты- Вакуумное Извлечение

7В тывающей жидкости всасывание (Оборачивание)

:Полимеризация Процесс Продукт, : -путем нагрева доводки

Сборка в ; ., Товарная массколлоидер продукция Установлено, что способ изготовления, лению; а обрабатывающая жидкость, нахо, основан на приведенной выше схеме про- дящаяся в емкости, полностью выпускается. цесса. Во-первых, размельчающий" камень После этого входное отверстие для вакуум грубо обрабатывается в форме, подходящей ного всасывания снова соединяется с ваку: длясуперколлоидноймельницыи,послеиз- 5 умнасосом, чтобы проводить всасывание мерения веса; помещается. в" емкость для при пониженном давлении. Распределение пропитки, которая затем откачивается с по-,. обрабатывающей жидкости регулируется в мощью вакуумнасоса. После. того как дости- размельчающем камне с помощью снижегается фиксированная величина отсасывания ния давления и периода времени, и обрабапри пониженном давлейии, "для того чтобы 10 .тывающая жидкость становится обильной в удалить воздух, имеющийся в свободных поверхностном слое при постепенном снипорах размалывающего камня, предвари- жении ее количества по направлению к тельно подготовленное пропитывающее ве- внутреннему слою. . щество, например, типа винил мономера, После нового возвращения к нормаль. вводйтся в емкость для пропитки из емкости 15 ному давлению раэмельчающий камень издля хранения через трубу. Обрабатываю - влекается йз емкости для пропитки и щая жидкость подводится до тех пор, пока тщательно заворачивается в целлофан. В размельчающий камень не погружается это время производится измерение веса, полностью, и после этого кран на трубе ва- чтобы определить, какое количество обракуумного отсоса закрывается. В это время 20 батывающей жидкости пропитало размельпроисходит нажатие на уровень жидкости чающий камень. поддействием атмосферного давления, что-: После помещения раэмельчающего бы внедрить обрабатывающую жидкость в камня, пропитанного винил мономером и свободные поры размельчающего камня. завернутого в целлофан. в емкость для полПосле возвращения уровня. жидкости к 25 имериэации с циркуляцией горячего воздунормальномудавлениютрубадлявакуумно- ха, предварительно нагретую до 60-70 С, го отсоса соединяется с сосудом высокого инициируется полимеризация в течение давления с газообразным М с помощью времени около 4 часов, и температура внутсвернутой в спираль трубы и прикладыва- ри размельчающего камня постепенно по- ется давление к уровню жидкости в емкости 30 вышается. После достижения температуры для пропитки. Когда достигается величина около 160 С внутренняя температура постедавления, равна 20 кг/см, выход сосуда пенно уменьшается, чтобы стать такой же

2 высокого давления, содержащего И, за- самой, как и температура внутри емкости крывается, чтобы была возможность сохра- для полимеризации. нять такое состояние в течение нескольких 35 При наличии в это время законченной часов. полимеризации размельчающий камень изПо окончании определенного количест- влекается из емкости для полимеризации, и ва времени внутренний объем емкости для осуществляется измерение веса. Из веса во пропитки возвращается кнормальномудав- время пропитки и веса во время эаверше1809781

10

30 переводчика).

50 б ния полимериэации могут быть определены степень конверсии обрабатывающей жидкости и степень образования полимера. Целлофан удаляется, и раэмельчающий камень направляется для проведения процесса окончательной обработки, Для окончательной обработки используется алмазный аппарат для обработки камня. На поверхность льется вода, и, кроме того, внешняя окружность плочено стягивается металлическим банда>ком. Окончательно обработанное изделие служит для изготовления массколлоидера, чтобы получить суперколлоидную мельницу. В зто время важно уменьшить ширину размельчающего камня на несколько миллиметров как сверху, так и снизу.

В качестве конкретного примера ниже представлена в виде объемных долей часть данных по композиту размельчающего камня, где метил метакрилатом (MMA) был пропитан размельчающий камень ¹ 49 (статор и poTop), изготовленный

Clemorton Co, и затем проведена полимеризация. Р (N 46, изготовленный Cletnorton Со (см. табл,2).

В качестве обрабатывающих жидкостей, которые применяются для пропитки, обычно используются винил мономер и винилиден маномер независимо или в сочетании, но если поставлена . цель .получения высокой теплостойкости, используется мономер или олигомер поликарбоната, полимида:и тому подобное.

В качестве инициатора полимеризации могут быть использованы любые коммерческие продукты, но, предпочтительно, использу.отся перекись бензоила (BPO) или эзобисизобутилнитрил (Al BN) и добавляются в количестве, меньше чем

1% от массы мономера, Пример 1, Остеклованный размельчающий (зернэ; AlzOz) ¹ 46, изготовленный

Cenorton Со (объем: 1652 смз, вес. 3900 т, удельный вес: 2,36, истинный удельный вес: 4,99), был введен под пониженным давлением через входное отверстие с одной стороны емкости для пропитки жидкостью путем присоединения к вакуумнасосу с помощью толстостенной резиновой трубки. Давление было снижено до 10 мм ртутного столба путем откачивания в течение, примерно, 1 ч.

Всасывание продолжалось в течение более чем 1 ч в таком положении, после чего кран был закрыт. С другой стороны, жид= кость, полученная путем добавления 50 г

AlBM к 5 кг ММА, была подготовлена в емкости, и MMA был введен в емкость для

n pon итки, floe кол ь ку в н утри ем кости для пропитки был вакуум, MMA при подаче через трубу быстро попадала в емкость.

После завершения, подачи MMA в емкость открывался кран для достижения нормального давления, Всасывающее входное отверстие для снижения давления присоединялось к сосуду высокого давления, содержащему газообразный азот, и, после закрытия всех кранов, газообразный Nz вводился для приложения давления к уровню жидкости. Когда уро- вень давления в емкости для пропитки достиг 25 кг/см . емкости дали возможность простоять около 3 часов, оставив краны закрытыми и поддерживая состояние таким, каково оно было, Затем краны были открыты, чтобы вернуть внутренний объем емкости к нормальному давлению, и пропитывающая жидкость ММЛ была полностью выведена из емкости, Все краны были снова закрыты для отсасывания при пониженном давлении.

После возвращения внутреннего объема емкости до давления около 100 мм ртутйого столба отсасывание продол>калось в течение примерно 30 мин, В зто время краны были закрыты, и емкость была оставлена еще на 10 мин, После этого все краны были открыты. Рэзмельчающий кэмень был извлечен иэ емкости для пропитывания, и была измерена масса. Было обнару>кено, что масса составляет 4625 r, так что количество пропитавшего MMA составило около 275 г. (Видимо, 725 г — прим, Размельчающий камень, пропитанный

ММА, был завернут трижды в целлофан и помещен в емкость для полимеризации с циркуляцией горячего воздуха, прецварительно нагретую до температуры 75 С, По прошествии около 3 часов постепенно генерировалось тепло, и внутренняя центральная температура достигла 180 С. Затем тепло полимеризации было постепенно снижено и установлено равновесие с температурой в емкости для полимеризации.

Потребовалось около 5 часов для того, чтобы была достигнута полная полимеризэция после помещения в емкость для полимеризэции. Композит размельчающего камня с полимером был извлечен путем снятия обертки из целлофана, и был измерен вес, который оказался равным 4480 г, Из 72 г

ММА; введенного кэк мономер, 580 r было превращено в полимер со степенью конверсии 80

Общий вес 580 г ММА полимера соответствузт 13, Согласно расчету, 19,2% пу стот были заполнены в среднем, исходя иэ 5 истинного удельного веса. Однако при изучении поперечного сечения с помощью оптического микроскопа было подтверждено, что количество полимера было большим в поверхностном слое и постепенно умень- 10 шалось по направлению к внутренней части, Оставшиеся пустоты, определенные с помощью расчета, составили 80,8%. Для окончательной обработки этого компоэита 15 размельчающего камня был использован алмазный аппарат для обработки камня и, при поливании холодной воды на поверх- . ность, осуществлялось выравнивание, Наружная периферия изделия была плотно 20 стянута металлическим бандажом, Из изделия изготавливался массколлоидер, и, при применении в суперколлоидной мельнице, были получены прекрасные результаты. 25

Пример 2. Помещение остекловэнного размельчающего,камня (зерна: А120з) N.

46, изготовленного Clenorton Со (объем, 1149 см, масса: 4130 r, удельный вес; 2,36, ис- . тинный удельный вес; 4,92) в емкость для 30, пропитки и пропитка были осуществлены таким же образом, что и в примере 1, В качестве обрабатывающей жидкости была использована смесь MMA со стиролом (St) при соотношении компонентов смеси 1:1 с 35 добавлением 1,5 ВРО, Вес после пропитки составил 5142,5 г, и количество пропитавшей размельчэющий камень обрабатывающей жидкости составило 1012,5 r.

Вес после извлечения по окончании 40 полимеризации составил 4940 г, что соответствует весу полимера, равному 810 г, Степень конверсии в результате полимеризации составила около Я0%. Общая масса полимера, равная 81 0 г, соответствует 16 . 45

Из пустот, определенных путем расчета из истинного удельного веса, 61.,4 пустот были заполнены в среднем. Однако при наблюдении поверхности сечения с помощью оптического микроскопа обнару>кено, что 50 . полимер заполнял в большом количестве поверхностный слой, и величина заполнения становилась меньше по направлению к внутренней части. Из результатов наблюдений был очевиден тот факт, что полимер 55 распространялся от поверхности стенок свободных пор, а центральные части остава:лись свободными. Согласно расчету, количество оставшихся пустот, не заполненных . полимером, составляло до 38,6 . Окончательная обработка осуществлялась с использованием того же самого метода, что и в примере 1, Области использования обычного остеклованного раэмельчающего камня: почти все использовались для строгания и полировки, часть использовалась для влажного измельчения, но указывается на такие дефекты, как засорение выемок и тому подобное на поверхности органическими материалами.

Компоэит для размельчающего камня, соответствующий изобретению. строгание и полировка возможны, конечно; асептическое, гигиеничное измельчение возможно в пищевой, химической и медицинской отраслях промышленности: возможно сухое измельчение; возможно тонкое измельчение эластичных материалов, таких как древесные и целлюлозные материалы, При осуществлении одного из примеров с применением древесного материала его было трудно тонко измельчить, но путем использовэния композитного размельчающего камня могло быть получено более чем

80 материала с размером частиц, меньшим чем 10 микрон, Иэ результатов анализов, проведенных путем дифракции рентгеновских лучей, стала очевидной тэ замечательная особенность, что, в случае обычного измельчения, кристаллическое состояние древесного материала было разрушено, и появилась аморфность, тогда как, в случае использования композитного размельчэющего камня, можно было добиться тонкого размера частиц без разрушения кристаллов.

Помимо вышесказанного, при применении суперколлоидной мельницы с композитным рэзмельчающим камнем можно не беспокоиться о разрушении во время работы, и супертонкое размалывание может проводиться при сильном сжатии. Поэтому нет необходимости отсева порошков в миллимикронном масштабе, что приводит к увеличению производительности.

Основой этих достоинств явилось то, что применение композитного остекловэнного рэзмельчающего камня с использованием в качестве исходного материала остеклованного размельчэющего камня способствовало сопротивляемости истиранию и увеличению стойкости, поскольку полимер был использован для удержания и стабилизации зерен, и большими стали связывающие силы.

Далее результаты сравнения обычн.ях изделий с изделиями, соответствующими изобретению, сведены в табл.3.

1809781

Таблица1

Таблица2

Х.VM: прочная часть размельчающего камня, VP: полимер, заполнивший пустоты размельчающего камня, Vv: оставшиеся пустоты в композите размельчающего камня.

Примечание: наилучшим является способ суждения о характеристиках материалов по обьемным долям элементов, составляющих материалы.

Сравнительные результаты испытаний на стойкость размельчающего камня, соответствующего изобретению, и обычного остеклованного размельчающего камня.

Экспериментальный метод и результаты размельчения, осуществленного с использованием массколлоидера с композитным размельчающим камнем с

MMA полимером, таковы: композиты из размельчающего камня и полимера, соответствующие изобретению, были использованы для статорного размельчающего камня и роторного размельчающего камня.

Вращающийся размалыватель может свободно скользить вверх и вниз с помощью металлического патрубка регулятора и, путем регулирования зазора, так чтобы размер частиц продукта соответствовал требованиям к размельчению сырого материала. могут быть получены непрерывно в течение длительного периода времени крайне стабильные супертонкие частицы, которые не нуждаются в проведении процесса отсева, и достигаются отличные результаты.

Формула изобретения

Размельченный камень для суперколлоидной мельницы, полученный в виде композиционного материала, содержащего пористый остеклованный размельченный камень для суперколлоидной мельницы, в котором свободные поры по крайней мере менее чем на 70), заполнены термопластичным или термоотверждащим полимером, отличающийся тем, что указанный термопластичный или термоотверждающий полимер, расширяясь в направлении от стенок заполняемых им свободных пор, заполняет их более чем на 307 так, что объемный коэффициент Ур остающихся внутренних пустот в конечном композиционном матери5 але из размельченного камня лежит в диапазоне 0,09 — 0,21, 2, Способ переработки размельченного камня для суперколлоидной мельницы, при котором преобразуют композиционный ма10 териал из пористого остеклованного размельченного камня для суперколлоидной .мельницы, в котором внутренние свободные поры заполнены менее чем на 707; термопластичным или термоотверждающим

15 полимером, отличающийся тем,что мономер или олигомер термопластичного или термоотверждающего типа или синтети-, ческие резины принудительно вводят в свободные внутренние поры пористого

20 остеклованного размельченного камня для суперколлоидной мельницы под воздействием пониженного или повышенного давления, сопровождающегося дегазацией, путем отбора части упомянутого мономера:

25 или олигомера, заполняющего внутренние ° поры из системы для управления процессом так, что объем полимера после полимеризации снижается до значений более 307, по отношению к полному объему внутрен- .

30 них свободных пор в размельченном камне,, причем в результате последующей полимеризации и/или конденсации введенный мономер или олигомер имеет объемный коэффициент остаточных свободных, пор в

35 конечном композиционном материале и размельченном камне, уменьшенный до значений 0,09-0,21.

1809781

ТаблицаЗ

Раэмельчающий камень, соответствующий изобретению

Остеклованный раэмельчающий камень

Высокое сопротивление сжатию

Составитель Н,Бабина

Техред М.Моргентал Корректор М,Куль

Редактор

Заказ 1294 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Возникает сильная дисперсия между соответствующими и родуктами.

Сопротивление термической сжимаемости является низким, иэ-за чего использование способа выравнивания размельчающего камня, как правило, исключается, Истирание велико благодаря эффекту выпадения в экспериментах, В особенности это явление заметно во время измельчения веществ с высокой твердостью.

Стойкость и сопротивление высокой температуре низкие.

Возможны растрескивание, повреждение и рассеивание, Размалывающая способность, то есть способность размельчающего камня получать супертонкие частицы вещества, невелика. Эта характеристика составляет около одной трети и авой колонки, Вопрос о дисперсии между продуктами может быть решен, поскольку однородная структура получается из-за химической реакции заполняющего полимера и обработки.

Высокая сопротивляемость истиранию. Особо высокая сопротивляемость истиранию обусловлена предотвращением выпадения зерен, поскольку зерна постоянно стабилизированы, и отсутствуют пустоты, Стойкость и. s частности, сопротивление высокой температуре при высоких сжимающих нагрузках отличные.

Полностью отсутствуют растрескивание, повреждение и рассеивание.

Размалывающая способность, то есть способность размельчающего камня получать супертонкие частицы вещества, отличная, Эта характеристика составляет 2,5-3 левой колонки.