Способ обработки материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 504 В 02 С 9 РЕТЕ НИЕ И 41 - 1,РИА работке ственно работки льчении,СЮ -верги1 ЬР СЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт геотехнической механикиАН УССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАЛОВ(57) Изобретение относится к оразличных материалов и преимущможет быть использовано для оруд полезных ископаемых при изме 8013263 Способ позволяет повысить выход продуктов готового класса и увеличить в нем процентное содержание раскрытых сростков рудной и нерудной фаз. При этом от генератора посредством передающего волновода энергию СВЧ подводят к излучателю 3, с помощью которого элетромагнитные волны СВЧ в режиме стоячих волн направляют на материал 4 и нагревают его до температуры не ниже 300 С и не выше температуры начала в нем окислительно-восстановительных процессов. Затем материал 4 охлаждают до температуры хладагента, подводи- мого системой подачи 6, и воздействуют механической погрузкой, например измельчают в мельнице 7. При этом операции охлаждения и измельчения можно совместить.3 ил.Изобретение относится к способам обработки различных материалов, в частности горных пород, и может быть использовано при дроблении, измельчении или разделении твердых минеральных сред в черной и цветной металлургии, в промышленности стройматериалов, химической, фармацевтической и других отраслях народного хозяйства. Преимущественная область применения для обработки руд полезных ископаемых при измельчении.Цель изобретения - повышение выхода продуктов готового класса и увеличение в нем процентного содержания раскрытых сростков рудной и нерудной фаз.На фиг, 1 представлена схема подвода энергии к обрабатываемому материалу; на фиг. 2 - схема осуществления способа обработки материалов; на фиг. 3 - вариант осуществления способа при совмещенных операциях охлаждения и механического погружения.Способ обработки материалов осуц 1 ествляется следующим образом.От генератора 1 посредством передающего волновода 2 энергию СВЧ подводят к излучателю 3 (фиг,). Излучателем 3 электромагнитные волны СВЧ направляют в материал 4, размещенный на подложке или транспортирующем конвейере 5. После облучения электромагнитными волнами на материал 4 воздействуют хладагентом, подводимым системой 6 подачи (фиг. 2). Это может быть сжатый воздух, лед, вода или другое вещество, применение которого рентабельно в данной технологии. Материал 4 охлаждают до температуры хладагента и воздействуют механической нагрузкой, например измельчают в мельнице 7. При этом операции охлаждения и механического нагружения можно совместить (фиг. 3).Операции нагрева, охлаждения и механического нагружения циклично повторяют до наиболее полного достижения поставленной цели.В результате облучения электромагнитными волнами СВЧ происходит объемный нагрев материала, например рудного сырья. Так как рудная и нерудная фазы материала имеют явно выраженные различия в электромагнитных свойствах (величины тангенсов угла диэлектрических потерь, диэлектрическая и магнитная проницаемости), то интенсивность их нагрева СВЧ-энергией существенно различна. Рудная фаза (зерна ценного компонента) интенсивно поглощает СВЧ-энергию и нагревается до весьма высоких температур, в то время как нерудная фаза (пустая порода, включающая зерна ценного компонента) практически остается холодной. Нагретые зерна рудной фазы испытывают тепловое расширение в относительно холодной матричной оболочке. Это приводит к ослаблению сил сцепления по плоскостям 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 спайности рудной и нерудной фаз. Таким образом, проникающее излучение СВЧ позволяет подготовить к раскрытию фазовых сростков обрабатываемый материал.В способе обработки материалов облучение СВЧ-энергией осуществляют в режиме стоячих волн. Это позволяет создать внутренние источники СВЧ-нагрева одинаковой интенсивности, расположенные в пучностях стоячей волны по всему объему обрабатываемого материала. При этом в максимумах поля СВЧ-облучение ведет к увеличению температурного градиента (скачка), а следовательно, и механических напряжений и деформаций на границах рудной и нерудной фаз. В тот момент, когда они достигают предела контактной прочности, в структуре материала возникают микроразрывы и микротрещины по плоскостям спайности фаз. Материал разупрочняется, при этом происходит частичное или полное высвобождение (вышелушивание) зерен ценного компонента. В максимумах стоячей волны СВЧ-поле создает значительные м икрона рушения по плоскостям срастания компонентов и существенно снижает прочностные характеристики материала, Между максимумами поля также возникают нарушения по плоскостям срастания фаз вследствие селективного воздействия СВЧ-энергии и в результате разных величин теплопроводностей слагающих компонентов. Следовательно, СВЧ-нагрев в режиме стоячих волн эффективно обеспечивает процессы ослабления прочности и раскрытия рудной и нерудной фаз по всему объему обрабатываемого материала.СВЧ-обработку материала ведут до температуры нагрева не ниже 300 С, поскольку при меньшей температуре величина и количество микронарушений по плоскостям срастания фаз резко снижается. Кроме того, для скальных пород (железистые кварциты, граниты, габбро и т. д.) при 200 в 3 С прочность на 20 - 40/о выше их прочности при естественной температуре. При температуре свыше 300 С прочность их начинает снижаться. Поэтому при обработке горных пород в режиме стоячих волн температура в обрабатываемом объеме должна установиться не ниже 300 С. Происходящее при этом существенное снижение прочностных свойств материала ведет к повышению выхода готового класса.Верхнюю границу температуры нагрева выбирают до начала окислительно-восстановительных процессов, поскольку последние существенно изменяют физико-химические свойства и состав обрабатываемого материала, что отрицательно сказывается на его качестве.В результате осуществления воздействия механической нагрузкой на значительно разупрочненный материал повышается выход продуктов готового класса -0,074+0,02 мм.1326334 ЛУгрузка Ич- энергия адагЕВ 77 Составитель В. Рник Техред И. ВересТираж 572енного комитета СССР по де., Москва, Ж - 35, Раушскаялиграфическое предприятие, г вваКорректор Н. КорольПодписноем изобретений и открытийнаб д 4(5Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. СлободЗаказ 322(7ВНИИПИ ГосчдаРс303Производственно-п 3Г 1 ри этом обработка электромагнитной энергией СВЧ в режиме стоячих волн дает повышение процентного содержания раскрытых сростков рудной и нерудной фаз.Лример. Дробленую рудную массу облучали в электромагнитном поле СВЧ, охлаждали водой и измельчали в барабанной мельнице,Обработке подвергались тонковкрапленные железистые кварциты ИнГОКа. Содержание, %: железа 32,3; силикатов 18; кварца 49,5. Источник электр ом а гнитной эне ргии - СВЧ-генератор типа Парус, длина волны2,63, частота 2375 МГц, мощность в непрерывном режиме генерации до 3 кВт. Процесс измельчения проводился в лабораторной барабанной шаровой мельнице с размерами о(Х Р = 200 Х 300 мм, шаровая загрузка 30%, скорость вращения барабана 60 об/мин, время измельчения 15 мин. Продукты измельчения подвергали ситовом у и минералогическому анализам.Дробленая руда крупности 30 - 0 мм с содержанием готового класса 3% весом 840 гр (6% заполнения мельницы) облучалась электромагнитными волнами СВЧ в течение 5 мин до температуры нагрева рудной массы 450 - 500 С. Режим стоячих волн создавался с помощью короткозамыкающего поршня (пластины). Затем руду обрабатывали водой до понижения температуры материала, равной температуре воды (25 С).После чего проводили мокрое измельчение в мельнице.5 Предлагаемый способ позволяет по сравнению с известным увеличить производительность мельницы по классу - 0,074+ +0,05 мм в 1,3 раза, по классу - 0,05+ +0,02 в 1,2 раза. Увеличение раскрытых сростков рудной и нерудной фаз в продуктах готового класса позволяет существенно увеличить процентное содержание ценного компонента (например, железа) в концентрате. Формула изобретения15Способ обработки материалов, включающий многократные нагрев с последующим охлаждением материала жидким хлад- агентом до температуры последнего и механическое нагружение материала, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продуктов готового класса и увеличения в нем процентного содержания раскрытых сростков рудной и нерудной фаз, нагрев материала осуществляют электромагнитными 25 волнами СВЧ в режиме стоячих волн до температуры не ниже 300 С и не выше температуры начала в нем окислительно-восстановительных процессов.