Способ измельчения суспензий

(19)1) 4(51) В 02 С 19 И ИЕ ИЗОБРЕТЕМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 - щ ЯН АВТ цел мельчение6. Спо ч а ю щ итоянным эле ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 491406, кл. В 02 С 19/06, 1973.2. Патент США У 3701485,кл. 241-5, 1970 (прототип).(54)(57) 1, СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯСУСНЕНЗИИ путем столкновения сооснонаправленных встречных незатопленных струй, отличающийсятем, что, с целью повышения эффективности процесса, струи суспензииформируют прерывистыми, аскоростьстолкновения принимают из условия,что время взаимодействия Сталкивающихся элементов струй составляет0,6-1,0 периода релаксации суспензиив объеме каждого элемента струи. 2. Способ по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что длина сталкивающихся элементов, струй в 1,1-50 раз больше диаметра максималь. ного куска твердой фазы суспензии.3. Способ по п. 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что расстояние между элементами струй в 5-100 раз превышает длину сталкивающихся элементов.4. Способ по пп, 1-3, о т л и-. ч а ю щ и й с я тем, что, с ью снижения давления подаваемой в струеформующиеприспособлениясуспензии, в последнюю вводят присадки, увеличивающие ее вязкость.5. Способ по п. 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что перед иэм суспензию охлаждают.соб по пп. 4 и 5, о т л ий с я тем, что на измель. чаемую суспензию воздействуют посктромагнитным полем.1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к техноло" гии диспергирования суспензий и может найти применение в химической, горнообогатительной и металлургической областях индустрии, а также в промьппленности строительных материалов.Известен, способ измельчения шламов путем столкновения встречно направленных затопленных струй с классификацией начального шлама и продукта помола 111 .Недостатком известного способа является низкая эффективность процесса ввиду значительного расхода энергии на преодоление торможения струй, движущихся в суспензии, и демпфирующего действия жидких прослоек, разделяющих сталкивающиеся частицы твердой фазы.Наиболее близким к изобретению является способ измельчения суспензий путем столкновения соосно направленных незатопленных струй 12 .При реализации этого способа давление суспензни в магистрали, питающей сопла, составляет 500- 2000 фунта/кв.дюйм, что соответствует 35-140 атм. Расчеты показывают, что при таком давлении скорость сталкивающихся струй составляет 80-160 м/с. При такой скорости прослойки жидкости между частицами иэмельчаемого материала суспензии пластически деформируются в зоне столкновения, что снижает эффективность диспергирования. Кроме того, при непрерывном истечении струй искажается в нежелательном направлении фронт сталкивающихся участков струй вследствие воздействия на последние некоторой части отразившихся фрагментов суспензии.11 ель изобретения - повышение эффективности процесса измельчения.Для достижения этой цели в способе измельчения суспензий путем столкновения соосно направленных встречных незатопленных струй, последние формируют прерывистыми, а скорость столкновения принимают из условия, что время взаимодействия сталкивающихся элементов струй составляет 0,6-1,0 периода релаксации суспензии в объеме каждого элемента струи. Длина сталкивающихся элементовструй в 1,1-50 раз больше диаметра максимального куска твердой фазы суспензии, а расстояние между элементами струй в 5-100 раз превышает длину сталкивающихся элементов.Кроме того, с целью снижения дав. ления подаваемой в струеформующиеприспособления суспензии, в последнюю вводят присадки, увеличивающие ее вязкость.Перед измельчением охлаждают .суспензню.На измельчаемую суспензию воздействуют постоянным электромагнитным полем,Согласно релаксационной гипотезе соударения жидкости с твердыми телами характер деформации жидкости определяется продолжительностью взаимодействияВ случае, когда время взаимодействия меньше или рав. но периоду релаксации данной жидкости, последняя разрушается как твердое тело. В этом случае частицы материала, находящиеся в виде взвеси в жидкости, при встречном соударении струй взаимодействуют не только друг с другом, но и с прослойками жидкой фазы как с твердой средой, в результате чего большая часть энергии движущихся струй расходуется на разрушение твердой фазы суспензии. Время взаимодействия определяется скоростью сталкивающихся струй, поэтому для реализации предлагаемого способа необходимо, чтобы скорость взаимодействующих струй была больше определенной величины, рассчитанной, исходя из значения времени релаксации жидкой среды суспензии. Предлагаемый способ измельчения суспензии с наибольшим успехом может быть реализован в случае прерывистого характера движения струй, так как в случае непрерывного движения при высокой скорости струи ведут себя подобно двум твердым сталкивающимся стержням, оказывая значительную реакцию на струеформующие приспособления л затрудняя осуществление процесса. Кроме того, при столкновении струй часть суспензии после столкновения может в результате изменения направления взаимодействовать со струями, тормозя и отклоняя их.1Диаметрсопел,Способ кивающихся элементов,струй,8 непрерывноеистечение 120 Известный90 31 Предлагаемый 1 О 250 380-400 КПВШИ Заказ 2373/6 Тираж 584 Подписное Филиал ППП фПатаатеф, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Время столкновения отдельных элементов струй должно быть меньше (0,6-1,0) периода релаксации жидкости суспензии в объеме каждого элемента, причем целесообразно, чтобы длина элементов была больше диаметра максимального куска твердой фазы, так как в последнем случае в момент столкновения элементов струй частицы нзмельчаемого.материала со всех сторон окружены средой (всестороннее сжатие), имеющей свойства твердой фазы, что способствует более полному разрушению измельчаемого продукта. Оптимальная длина сталкивающихся элементов в зависимости от крупности твердой фазы суспензии находится в пределах 1,1-50 величин диаметра максимального куска измельчаемого материала.Расстояние между отдельными эле,ментами струй выбирается из условия предотвращения столкновения движущихся в зону измельчения элементов струи с осколками предыдущих порций суспензии, образовавшихся после их взаимодействия. В зависимости от свойств измельчаемой суспензии и параметров измельчения такое условие имеет место, когда расстояние между элементами струй в 5-10 раз превышает их длину.Время релаксации выражается формулой=Я/6 КТ, где- вязкость жидкостн 1 У - коэффициент вращательного трения молекул, К - константа Больцмана и Т - абсолютная температура.Как видно из приведенной Формулы, время релаксации зависит от вязкости жидкости, подвижности молекул и температуры. Поэтому дляснижения затрат на измельчение засчет снижения значения скорости,обеспечивающей хрупкое разрушениесуспензии при столкновении, чтоможет быть достигнуто увеличениемвремени релаксации, необходимоуменьшение температуры суспензии,1 О увеличение ее вязкости и воздействие на нее во время столкновенияпостоянного электромагнитного поля,тормозящего переориентацию молекул жидкости при силовом воздейст 15 вин,П р и м е р. Проводилось измельчение водной суспензии известняка 203-ной концентрации с плотностью 2 О 1,2 кг/л. Крупность исходной суспензии соответствует 427 остатка на сите 0,08 мм, размер максимального зерна твердой фазы 2 мм.Время релаксации жидкой фазы 2 составляет 25 10 с. В таблице приведены основные параметры процесса измельчения суспензии, осуществленного по известной и предлагаемой технологиям,Предлагаемый способ значительноболее эффективен, чем известный,позволяет существенно снизить расход энергии на тонкое диспергирование, а также получить продуктыс новыми качествами, в том числеповышенной дисперсности, чистоты,а также с особым состоянием вновьобразованной поверхности. Давление в Остаток на симагистрали, те 0,08 мматм измельченнойсуспензии,