Способ диспергирования глинистых материалов

(22)Заявлено 2 О.ОЙ.81 (21) 32801 у 2/2 у(53)М, Кл,с присоединением заявки,ре В.02 С 19/18 Гееударстааииый коинтвт СССР ао долам изобретений и открытий(53) УДК 666.3. .022.62(088.8) Опубликовано 23, 12,82,Бюллетень М ЦДата опубликования описания, 23.12.82 Мтзщ,В. С, Ямщиков и А. И. Шульгин нй А ТЕНТА.-.,з БЙБщфр Иосковский ордена Трудового Красного Знамени горный институт(5 Й) СПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ГЛИНИСТЫХИАТЕРИАЛОВ 1Изобретение относится к керамиче" ской промышленности и может быть использовано в обогащении полезных ис- . копаемых, в производстве глинопорошков, применяемых в качестве наполнителей при изготовлении бумаги и рези ны, для приготовления глинистых растворов, используемых при бурении, а также для выщелачивания, экстракции и растворения в химической промышленности.Известен способ диспергирования глинистых материалов путем возбуждения низкочастотных акустических колебаний в глиняном шликере11.Наиболее близким к изобретению является способ диспергирования глинистых материалов путем возбуждения низкочастотных акустических колебаний в глиняном шликере до образования 20 равновесных слоев газовых пузырьков 1 21.Недостатком указанных способов дис. пергирования является относительно/2низкая эффективность процесса диспергирования, поскольку низкочастотное акустическое воздействие вызывает слабое диспергирование лишь малопластичных глинистых материалов, а в случае материалов типа скальных пород (мела, мергеля, известняка и др.), а также плотных высокопластичных глин с цементационными и крис" таллизационными структурными связя-. ми диспергирования не происходит.Целью изобретения явлется повышение эффективности процесса диспергирования за счет увеличения скорости набухания, размывания и разру" щения структурных связей глинистых материалов.Указанная цель достигается тем, что согласно способу диспергирования глинистых материалов путем возбуждения низкочастотных акустических колебаний в глиняном шликере до образования равновесных слоев газовых пузырьков, в равновесные слои9829 газовых пузырьков подают горючую газовую смесь и зажигают ее электроискровым разрядом,На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемогоспособа (колонна), разрез,Глинистый материал загружаетсяв колонну 1 в верхней ее части и поддействием собственного веса движетсясверху вниз. Возникающее в жидкостипри возбуждении низкочастотных акус"тических колебаний знакопеременноедавление приводит к ослаблению и раэрушению структурных связей между агрегатами глинистых частиц минерального скелета, а также к возникновению интенсивной кавитации как во вмещающей жидкости, так и в гидравлически с ней связанном пороговом растворе глинистого материала, Есликавитация в пороговом растворе разрушает структурные связи изнутри,то кавитация во вмещающей жидкости - снаружи.Не защищенные силами структурногосцепления глинистые частицы интенсивно набухают под действием гидро"статического давления столба жидкости . Набухание приводит к снижению пластической прочности глинистого материала, который легко раз"мывается в этом случае мощными низкочастотными колебаниями жидкости,Особо размывающее действие усиливается при образовании равновесныхслоев газовых пузырьков за счетмногочисленных их столкновений сглинистым материалом. Образованиеравновесных слоев газовых пузырьковделает обьем жидкости неоднород"ным, и по его высоте существуют скачки давления, приходящиеся на этислои. Именно в них помимо интенсивного размывания происходит дробление отдельностей глинистого материала. Введение горючей газовой смеси в места, в которых образуются равновес" ные слои газовых пузырьков, позволяет вести процесс диспергирования при меньших колебательных ускорениях, т,е, при меньших энергетических затратах на возбуждение колебаний, и обеспечивает стабильное протекание процесса диспергирования.ИЗле ктрои с кровое зажигание горю" чей газовой смеси вызывает высокую температуру, быстрое нагревание во 9 4ды, парообразование, мощные конвективные потоки воды. Высокая температура приводит к резкому расширениюминерального скелета глинистогоматериала. что вызывает такое же быстрое разрушение структурных связеймежду глинистыми частицами, горячая вода интенсифицирует процесс набухания, проникающий в поры, трещины и капилляры .пар, вызывает гидратацию глубинных областей отдельностей глинистого материала, а мощные конвективные потоки, наряду сгазовыми пузырьками и колебаниями жидкости, размывают и выносят из равновесного слоя газовых пузырьков частицы.Непрерывное зажигание горючей газовой смеси электроискровым разрядом поддерживает непрерывное ее горение и обеспечивает эффективное диспергирование плотных, высокопластичных глин. Периодическое зажиганиеприменяется и в случае слабопластичных глинистых материалов. Дпя снижения расхода горючей газовой смеси иэлектроэнергии осуществляют ее пропускание и зажигание не во всехравновесных слоях газовых пузырьков,а лишь в некоторых,При движении глинистого материала сверху вниз происходит его диспергирование и дробление, причем наиболее эффективно процесс протекает в равновесных слоях газовых пузырьков, чему способствует задерживание материала. перфорированными тарелками 2. Материал находится в зоне равновесного слоя газовых пузырьков до тех пор, пока размеры его частиц превышают размер перфораций тарелки. Как только размеры частиц уменьшаться или станут равными размерами перфораций, они падают на нижелажащую тарелку 2 и т.д. Проходя последовательно ряд тарелок 2, глинистый материал диспергирует и дробится все в большей степени и на уровне нижней тарелки 2 диспергирует полностью.Образующаяся глинистая суспензия отводится из нижней части колонны 1 через цилиндрическое сито 3, Песчаные частицы через кольцевой зазор между цилиндрическим ситом 3 излучающей поверхностью 4 попадают в разгрузочный желоб 5, откуда периодически выпускаются, а крупные каменистые включения и органические5 9827примеси периодически удаляются приподнятии тарелок.П р и м е р . В столбе жидкостивысотой 1,4 м на частоте 30 Гц приколебательном ускорении 150 образовывают весть равновесных слоев газовыл пузырьков, в которые вводят горю-,чую газовую смесь - продан с воздухом. Непрерывное зажигание горючейгазовой смеси обеспечивает стабильное ее горениеВремя полного диспергирования образцов кудиновской глины "сало" с пластической прочностью1,2 кг/см и числом пластичности28 составляет 40 с, при 6 перфориро%ванных тарелках. Время полного дис"пергирования образцов беэ пропускания горючей газовой смеси и ее зажи"гания составляет 8 мин,Использование предлагаемого спосо- ЛЕба диспергирования глинистых материалов обеспечит по сравнению с известными способаю следующие преимущества:-высокую эффективность диспергиро вания глинистых материалов, особенно плотных высокопластичных1глин;-возможность управления процессом диспергирования глинистых ма-Эфтериалов в зависимости от их физико-механических свойств;-совмещение процессов диспергирования; отделения глинистой суспензии и выделения каменистых включений, песчаных частиц и органических примесей.Экономический эффект от использования предлагаемого способа диспергирования глинистых материалов составит 40 тыс. руб,формула изобретенияСпособ диспергирования глинистыхматериалов путем возбуждения низкочастотных акустических колебаний в глиняном шликере до образования равновесных слоев газовых пузырьков, о тл и ч а ю щ и й с я . тем, что, с целью повышения эффективности процесса диспергирования за счет увеличения скорости набухания, размывания и разрушения структурных связейглинистых материалов, в равновесныеслои газовых пузырьков подают горючую газовую смесь и зажигают ееэлектроискровым разрядом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Яа 1 Кег Н, К. ИсСагйЬу Ю. ЧИйгазоп 1 с 41 эрегз 1 оп оГ с 1 ау ЬЪд 1 еэСоставитель Л. ГостеваРедактор В. Данко Техред З.Палий Корректор И, Шарошиаказ Я/3 ное Ц/ лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. (1 роектн НИИПИ Госупо делам 113035, ИоТираж б 1(6арственного комитеизобретений и открква, Ж, РаущскаеПодпа СССРтийнаб.,