Способ измельчения твердых материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51 М. Кд С 19 присоединением заявк судзрстевнныи комитет 28) Приори Опубликовано 05.06.80, Бктллетень М о делам изобретений и открытийДата бликования описания И. Янков, В. А. Малых, А. С. Чеголя, В. В. Чи и В. Б. Кваша 72) Авторы изобретен и сесоюзный научно-исследовательскии инс синтетических волокон 11) Заявител СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДЪХ МАТЕРИАЛОВ к грани 1Изобретение относится к области измельчения твердых материалов. Преимущественнаяобласть использования - тонкое измельчениеминерыьньтх и органических твердых материалов в жидкостной среде.Известен способ измельчения материалов вжидкой среде, основанный на эффекте истирания и раэдзвливания материала в жидкостисилой энергии мелющих тел 1,Основным недостатком такого метода являоется то, что движение жидкости и мелющимтелам сообщается механическим приводом и,как следствие, необходимость сальниковых уплотнений, быстрый износ механических частейломольного оборудования, огрзничеттностьскорости вращения мелющих тел, сложность,Наиболее близким техническим решениемк дзнному изобретению относится способ измельчения твердых материалов воздействием на нихмелющих тел, движущихся во вращающемсякольце жидкости 2. Этот способ резлиэуется,например, в коллоидных мельницах.Недостатком его является огрзниченный размер продуктов помола, высокая точность изготовления оборудования, быстрый износ механических частей, сильные вибрации при запус е в работу, значительная мощность привода, оченные размеры помольной камеры,Цель изобретения - повышение качестваготового продукта,Для достижения поставленной цели в известном способе измельчения твердых материалов воздействием на них мелющих тел, движу.щихся во вращающемся кольце жидкости, вращательное движение мелющих тел и жидкостисоздают воздействием на жидкость тангенцизльсно напрзвленных газовых струй, при этом динамическое давление газа превышает гидрзвли.ческое сопротивление жидкости в 2-10 раз.Жидкость, содержащая мелющие тела и измельчаемый продукт, приходит во вращательноедвижение как только динамический напор газо.вого потока превысит величину гидравлическогосопротивления движения жидкости (которое определяется вязкостью системы, характером движения и коэффициентом трения). При вращениижидкости относительно неподвижной цилиндри.ческой поверхности замкнутого обьема на мелю, 3 7386щие тела, содержащиеся в жидкости, начинаютдействовать центробежные силы, Непрерывно прокатываясь по замкнутому круговомуконтурумелющие тела за счет центробежнйх сил раздав.5ливает иэмельчаемый материал. Оптимальноеотношение гидравлического сопротивления движения жидкости к динамическому давлениюгазового потока находится в пределах от 1:2 до1:10., Скорость вращения жидкостного кольцаи сила давления мелющей насадки регулируется 1 О"ншироких пределах скоростью истечения газовых струй.Способ иллюстрируется следующими примерамиП р и м е р 1 (прототип), Измельчениюподвергают дрожжевой грибок Засспаговусеасегеча суспензированный в воде до концентрации 20 весовых процентов, на коллоидноймельнице типа "Реактрон", с диаметром ротора135 мм. Частота вращения ротора - 3000 об/мин.2 ОИсходный размер частиц дрожжевого грибка -50-100 мкм, После помола в течение двухчасов размер частиц в суспензии составлял2-6 мкм,П р и м е р,2. Измельчению подвергаютдрожжевой грибок суспенэированный в водедо концентрации 20 вееовых процентов. %дкостное кольцо суспензии соцержагцее 10 весовых процентов стеклянных шариков диаметром1. 0,5 мм приводят во вращение в цилиндричес- зоМом корпусе диаметром 200 мм газовыми струями, истекающими из сопел, расположенныхпо окружности, с тангенциальным направлениемосей сопел по отношению к цилиндрическойчасти корпуса. Число оборотов жидкостногокольца составляет 5000 об/мин. Диимическоедавление газовых струй составляет 2,5 10 н/м.Гидравлическое сопротивление движения жидкости - 0,510 н/м. После помола в течение" подвергают двуокись титана, суспензированнуюв этиленгликоле до концентрации 10 весовыхпроцентов в бисерной мельнице с шаровойнасадкой диаметром 3 мм. Концентрация мелющих тел в этиленгликоле составляет 10 весовыхпроцентов, Исходный размер частиц двуокиси ти.тана составляет 30-150 мкм. После помола втечение 4-х часов, при числе оборотов вала50мельницы 240 об/мин, фракционный состав. помола имел размеры частиц 2-5 мкм.Н р и м е р 4. Измельчению подвергают"вуокись титана суспензированную в этиленглиб 7 4коле до концентрации 10 весовых процентовпо описанному методу (пример 2), Исходныйразмер частиц двуокиси титана составляет150 мкм. Злдкостное кольцо с 5 весовыми .процентами стеклянных шариков диаметром0,3 мм приводится во вращение в цилиндричес.ком корпусе диаметром 200 мм газовымиструями, истекающими из сопел, расположенныхпо окружности с тангенцнальным направлениемчосев по отношению к цилиндрической части корпуса. Число оборотов жидкостного кольцасоставляет 1200 об/мин. Динамическое давлениегазовых струй составляет 410 н/м 2, гидравлическое сопротивление движения жидкости -2 10 н/м, После помола в течение 30 минразмер частиц в суспензии составил 0,5-1 мкм.Из приведенных примеров видно, что данный способ измельчения имеет следующиепреимущества перед известным:1, Возможность измельчения материала доразмеров менее 1 мкм,2. Значительное ускорение процесса измельчения за счет высоких скоростей жидкостногокольца, ограниченных только прочностнымисвойствами мелющей насадки и материала цилиндрической поверхности по которому движется кольцо.3, Возможность регулирования временипребывания в зоне помола в любых пределах,4. Осуществление измельчения в любых поразмеру помольных камерах.5. Отсутствие механического привода и сальниковых уплотнений помольного оборудования.б, Простота конструкции измельчителей. Формула изобретения Способ измельчения твердых материаловвоздействием на них мелющих тел, движущихсяво вращающемся кольце жидкости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества готового продукта, вращательноедвижениемелющих тел и жидкости создаютвоздействием на жидкость.тангенциально направленных газовых струй, при этом динамическоедавление газа превышает пщравлическое сопро.тивление жидкости в 2:10 раз.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1., Сиденко П. М. Измельчение в химическойпромышленности, М., "Химия", 1977, с. 5.2. Журнал "ЯеЮеп - ое - Гетте - ЙасЬае", 1975,101 Мо 20 р. 588: