Способ измельчения твердого материала

, 155 19/18 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР САНИЕ ИЗОБР ВИДЕТЕЛЬСТВУ ОРС(54) СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДОГОМАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к технологии измельчения и касается способаснижения механической прочности материалов, подвергающихся размолу.Целью изобретения является интенсификация процесса. Измельчение твердогоматериала ведут путем механического с е С СО по достижении в зоне измельчения тепературы, максимально допустимой длданного типа мельницы, работающейпри отсутствии принудительного внешнего охлаждения.Барабан мельницы с полезной и мелющей загрузкой в момент включениядвигателя мельницы имеет температурВ процессе работы в барабане сзагрузкой эжесекундно выделяетсяколичество теплоты И-вследствиеинтенсивных взаимодействий полезнойи мелющей эагрузок между собой и состенками барабана, где Ы - мощностьдвигателя мельницы;- коэффициентполезного действия (КПД) мельницы.Температура барабана с загрузкой м относится к технологии асается способа снижей прочности материаихся размолу. Оно мозовано в производстматериалов, горноимической, керамичесраслях промыщленности. ения - интенсификация ьчения мель удительного ицы, рдбо внешнего лаждающей состоянии такого поток ереме- мельницы дят поток о ергированноВведение ерез промеж цала оаботы(56) Патент США М 37кл. В 02 С 19/16, оп Изобретение измельчения и к ния механическо лов, подвергающ жет быть исполь ве стооительных обогательной, х кой и других отЦель,изобрет процесса .В зону измел тающей без прин охлаждения, вво жидкости в дисп интенсивностью тока начинают ч ни 7 после на воздействия на материал и подачи охлаждающей жидкости в зону измельчения, причем вначале осуществляют механическое воздействие на материал в течение времени С= М (С - С,) х фс/И , где М - масса мельницы с загрузкой, е, - начальная температура мельницы с загрузкой, С- максимально допустимая температура ведения процесса, С - удельная теплоемкость мельницы с загрузкой, У - мощ. ность двигателя мельницы,- КПД мельницы, после чего одновременно с механическим воздействием осуществляют подачу охлаждающей жидкости в диспергированном состоянии с интенсивностью 1 = 1 1/ Л, где Л - удель ная теплота парообраэования жидкости. 6 табл, 155122постепенно повышается и при условииотсутствия принудительного внешнегоохлаждения достигает через промежуток) ,М(с, - е)Свремени=- ----- темпераИтуры е - максимально допустимой температуры ведения процесса для данного типа мельницы, где М - масса барабана с загрузкой; с- максимально 10допустимая температура ведения проесса для данного типа мельницы;- температура барабана с загрузой в момент включения мельницы; СУдельная теплоемкость барабана с загрузкой. Во избежание выхода мельницы из строя дальнейшее вьделение тепЛоты в барабане с загрузкой компенСируют введением в зону измельченияЛостоянного во времени потока жидкоси в диспергированном состоянии, темература кипения которой меньше .спаряющаяся в зоне измельчения нидкость отнимает от барабана с загрузкой количество теплоты 1 3 = И 1, 251 де 1 - удельная теплота парообразования жидкости, т.е, объем вводимойжидкости равен объему жидкости, испаряющейся за тот же промежуток времени во внешнюю атмосФеру, вследствие чего температура барабана с загрузкой остается постоянной, равнойТаким образом, мельницы не требуют принудительного внешнего охлаж 1 ения,35Жидкость, подаваемая в разогретыйбарабан с загрузкойможет достигать 350-100 С), резко охлаждаетПоверхность частиц измельчаемого ма,гериала, что обусловливает их интенСивное растрескивание,Положительный эФФект достигаетсяза счет того, что на частицы измельчаемого материала с одной стороныоказывают ударное механическое и термическое воздействие разогретые дотемпературы е. меняющие тела, а с1другой стороны влияет жидкость, вызывая .резкое охлаждение их поверхности, Многочисленные микротрещины,образующиеся на поверхности частицизмельчаемого материала, в силу непрерывного характера такого рода воздействий,не успевают "заживляться",а быстро растут до разрушения части 55цы. 1 ри измельчении твердых и особотвердых материалов для достижениянижнего предела размера частиц необходимо гораздо меньшее время, чем при измельчении по известному способу,В случае, если интенсивность поИтока жидкости 1или введение его в зону измельчения начинается чеМ(е- е,)С рез время 2послеИ 1включения двигателя мельницы, происходит неконтролируемое повышение температуры барабана с загрузкой вышепри этом мельница выходит из строя. Применение принудительного внешнего охлаждения барабана с загруз. кой не позволяет контролировать величины 1 и С , что не дает возможности проводить процесс по предлагаемому способу.Ы.Если 1в , то температура вет - С,дения процесса будет постоянно понижаться, а в барабане с загрузкой начнет накапливаться избыток жидкости,не успевающей испариться во внешнююатмосферу, что приведет к заполнениюбарабана с загрузкой жидкостью ивследствие этого - .к резкому снижениюэФФективности процесса, Начинатьвведение жидкости в зону измельченияИ(т)Счерез время( -----послеИ включения двигателя мельницы нецелесообразно, так как в этом случае уменьшается эФФект расстрескивания поверхности частиц измельчаемого материала.Измельчаемый материал - нитрид бора (ВИ) турбостратной структуры- загружают в барабан мельницы планетарного типа. Масса барабана с загрузкой 4,8 кг; удельная теплоемкостьбарабана с загрузкой 380ДжС 1температура барабана с загрузкой в момент включения мельницы 20 С, максимально допустимая температура ведения процесса для данного типа мельницы (АГ 0-2, усовершенствованный вариант) 190 С, мощность двигателя мельницы 2,25 кВт; КПд мельницы 0,8, Через 172 .с после начала работы в зону измельчения подают поток водного аэрозоля интенсивностью 0,8 г/с.В табл. 1-3 представлены результаты тонкого измельчения различных5 1551422 бматериалов: порошка 6 И турбостратной. у : 2 25 кВт ч = О 81к т;структуры, порошка Сг 20 з металлурги- Охлаждающая жидкость - бензол.ческого, прокаленного при 1650 С исиалона, Во всех случаях И 4,8 кг,5 Таблица 4 Опыт У2,25 кВт; = 0,8. Охлаждающаяжидкость - вода. 1 О Та бли ца 1 Опыт г С В табл, 5-6 представлены результаты тонкого измельчения порошка Сг 20(металлургического, прокаленного при 1650 С). В данном случае: М ф 4 8 кг С 380е = 20 С(табл. 5), эфир этиловый (табл, 6),Та бли ца 2 Опыт Та блица 5 1, г/с Опыт 0,8 0,4 1,6 123. 35 1 4 2 1 ю 7 3 6,8 Таблица 3 40 Опыт Таблица 6 Ш45 Опытг/с 0,8 0,4 1,6 50 5,1 2 2,6 3 10,2 Таким образом, способ позволяет в 1,5 - 3,5 раза сократить время из С -380с = 20 С с 2=190 СлФ ажа, ькг фСУ ф С - 380е = 20 С е = 190 С лф Пж кг фС ь 2 УВремя, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц,с 315Перегрев мельницы Накопление воды в барабане, затрудняющее измельчение Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц,с 270Перегрев мельницы Накопление воды в барабане, затрудняющее из- мельчение Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц,с ж Ю485Перегрев мельницы Накопление воды в барабане, затрудняющее измельчение В табл. 4 представлены результаты тонкого измельчения порошка Сг Оз (металлургического, прокаленного при 1650 С). В данном случае: И "- 4,8 кг; 14,5 2 2,29,0 15 Время, необходимое длядостижения нижнего пре"дела размера частиц,с 490Перегрев мельницыНакопление бензола вбарабане, затрудняющееизмельчение Время, необходимоедля достижения нижнего предела размерачастиц, с 470Перегрев мельницы Накопление ацетона в барабане, затрудняющее измельчение Время, необходимое для достижения нижнего предела размерачастиц, с 515Перегрев мельницы Накогление эфира этилового в барабане, затрудняющее измель- чение1551422 формула и э о б р е т е н и я УгФ20 где 1 - удельная теплота преобразоРкражвания жидкости,кг Составитель О.СамбхинаТехред А.Кравчук, Корректор Т,Палий Редактор С.Патрушева Эакаэ 293 Тираж 511 Подписное9 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 В те ив щПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,01мельчения твердого материала, необ. ходимоедля достижения в результате измельчения нижнего предела размера частиц, Мельницы, эксплуатируемыепо предлагаемому способу, работаютбез принудительного внешнего охлаждения. Способ измельчения твердого материала путем механического воздейств я на материал и подачи охлаждающей ж дкости в зону измельчения, о тл, и ч а ю щ и й с я тем, что, с ц лью интенсификации, вначале осущес вляют механическое воздействие на м териал в течение временим(е - ст) с У где И - масса мельницы с загрузкой,кге - максимальная температурамельницы с загрузкой ОС;,с - максимально допустимаятемпература ведения процесса, С;С - удельная теплоемкость мельницы с загрузкоц,кже юкг К Я - мощность двигателя мельницы, кВт;- КПД мельницы,после чего одновременно с механическим воздействием осуществляют подачу охлаждающей жидкости в диспергированном состоянии с интенсивностью