Установка для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 00 1)5 В 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕ ДТЕНТ(57) Изобретение относится к установкам для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ и может быть применено в керамической промышленности, промышало ленности строитель ых материе эФАек Согласи ости изобреиде гори индра,нен нного зонтально распо т,д. Цель - повыше процесса обработки тению корпус 18 вы в котором, если смотреть в направлении потока материала, расположеныпоследовательно друг за другом и соосно дозирующее устройство 23, служащее обрабатывающим органом устройствогрубого дробления 28, устройствотонкого дробления 34 и турбодиспергирующее устройство 4, Охватывающиеупомянутые структурные единицы объемные части корпуса 19 ограниченыфильтрующими стенками ЗЗ, 37, 38, 45,46, 47 предпочтительно с постепенноуменьшающимися размерами пор. Крометого, служащая впуском загрузочнаяворонка 20 и дозирующая труба 21выполнены в верхней секции дозирующего устройства 23, напротив, стоки48, 49, 50 готового продукта выполнены в нижней секции турбодиспергирующего устройства 4, 4 з.п. А"лы,3 ил.Изобретение атно ится к установкам для гидромеханической обработки диспергируэмых в воде минеральньгх веществ и может быть применено в кера 5 мической промышленности, в промьппленности строительных материалов, в сельском хозяйстве, в химической промьппленности и других отраслях промьппленности10Цель изобретения - повышение эффективности процесса обработки.На фиг.1 показана схема процесса обработки; на фиг.2 - технологическая схема установки; на фиг.3 - вариант исполнения установки.Как видно из схемы на фиг.1, исходят из двух диспергируемых в воде веществ, которые обозначены символами А и В. В данном случае исходными веществами являются глины и каолины.Последовательность процесса обработки отмечена на схеме стрелками. Как видно из фиг1 после предварительного дробления 1 осуществляется мокрое измельчение 11, где при подаче воды одновременно с гранул удаляются также поверхностные загрязнения. После этого осуществляется турбодиспергирование 111, в течение которого приготавливается мелкодисперсная суспензия. При этом в смесь добавляется вода и/или химикалии, и/или суспензия глины. Во время турбодиспергирования применяются ударные силы и усилия резания, а также турбулентные патоки.После турбодиспергирования 111 осуществляется мокрое разделение 1 Ч на классы и после этого гидроциклонирование Ч, После гидроциклониравания удаляются крупный песок, пирит и загрязнения и путем центрифугирования Ч 1 пустые вещества (как, напри мер, песок, полевой шпат, пирит и другие примеси) отделяются от очищен ного материала.Очищенная мокрым способом суспензия подвергается затем магнитной сепарации Л 1 и после этого осуществляется смешивание и гомогенизирование 7111 . Отсюда готовая суспензия вещества транспортируется для дальнейшей обработки, однако имется также возможность получения готовой массы вещества после фильтрации 1 Х55 и при необходимости сушки Х.Необходимо отметить, что отдельные шаги операцгги представленной на фиг1 технологической цепи, например подготовка вещества перед турбодиспергированием 111, могут быть опущены, крометого, отдельные выполненные процессыпри необходимости могут быть повторены, в зависимости от того, какие па"раметры имеет подаваемое для обработки сырье и какие требования с точкизрения качества предъявляются к готовому продукту,Установка для гидромеханическойобработки диспергируемьгх в воде минеральных веществ имеет питающийленточныи транспортер 1, под концомкоторого находится дробилка 2 крупного дробления, измельчающая поданныйпродукт разработки месторождений,которая оснащена известным камнеотде"лителем. Выпускной конец дробилки 2крупного дробления подключен к отделяющему мелкие камни измельчающемупромывочному устройству 3.Поданный с помоцью ленточноготранспортера 1 продукт разработкиместорождений с величиной гранул 10400 мм измельчается дробилкой 2 крупного дробления до величины 10-60 мм.Из измельчающего промывочного устройства 3 частицы размером менее, 10 ммпопадают через классифицирующую сеткунепосредственно в турбодиспергирующееустройство 4, которое за одну непрерывную технологическую операцию осуществляет мокрое иэмельчение, дезагрегирование и суспендирование. Гранулы крупнее 10 мм измельчающее промывочное устройство 3 смывает путем обрызгивания водой и измельчает их затем до размера менее 20 мм. Измельченные таким образом вещества посредством свободнопадающего опорожнениямогут попадать в турбодиспергирующееустройство 4.Из фиг.2 видно, чта диспергирующее устройство 4 имеет в данном случае следующие друг за другом каскады4 А, 4 В и 4 С, В данном случае этикаскады 4 А, 4 В, 4 С включены последовательно, однако при необходимостиодин или два из этих каскадов могутбыть выключены иэ системы, В турбодиспергирующем устройстве 4 распределение, гранул глин, каолинов и цеолитов может быть следующим: менее30 мкм - 80-857 менее 5 мкм - 4050 .В каскады 4 А, 4 В, 4 С могут подаваться вода и/или химикалии (например, разжижители трифосфат натрия, 1694059триполиАосфат), и/или суспензияглины.Из последнего каскада 4 С турбодиспергирующего устройства 4 мелкосуспендированный материал может сливать 5ся по нескольким сливным каналам взависимости от технологии и Аизических и химических свойств сырья. Отсюда суспензия может транспортироваться 1дальше по трубопроводам 5 и 6 в гидроциклонную установку 7 с помощьюустановленного в трубопроводе 6 насоса 8, В гидроциклонной установке 7суспензия может, например, классиАи 1цироваться на частицы размером 10,30 или 50 мкм, напротив, пустые вещества, т,е, примеси, здесь отделяются.В установке, изображенной на Аиг,2суспензия по трубопроводам 5и 9 с помощью установленного в трубопроводе 9 насоса 10 может попадатьбез классиАицирования в центриАугу11, где отделяются пустые вещества. 25Из гидроциклонной установки 7 суспензия с помощью насоса 12 может транспортироваться через магнитный сепаратор 13 в отстойный смеситель 14. Готовая для дальнейшей обработки суспен зия можеттранспортироваться непосредственно отсюда или обезвоживаться спомощью насоса 15 на Аильтре 16,затем в сушилке 17 по делению можетустанавливаться желаемое окончатель 35ное влагосодержание суспензии,Вариант исполнения устройствапредставлен на Аиг.З. Установка имееткорпус 18 горизонтально расположеннойступенчатой Аормы в виде барабана 19.Корпус 18 на левой стороне (Аиг,З).оснащен загрузочной воронкой 20 дляподачи минеральных веществ, а такжедозирующей трубой 21 для добавленияжидкостей, в которой установлен клапан 22, Под загрузочной воронкой 20находится дозирующее устройство 23,которое выполнено в виде дозирующегошнека. Шнек дозирующего устройства 23закреплен на единственной и общейоси 24 устройства, которая вне корпу 50са 18 заделана в кронштейны подшипников 25 и 26 и соединена,с приводом27. Приводом 27 является электродвигатель с клиноременным приводом, укоторого скорость вращения может регулироваться известным способом.В установке (Аиг.З), если смотреть в направлении потока вещества(обозначено сплошной стрелкой), последозирующего устройства 23 находитсяустройство 28 грубого дробления. Этоустройство имеет стабильный конусныйкорпус 29 и совместно вращающуюся,расположенную на оси 24 вращающуюсячасть 30, конусная оболочка которойрасположена на определенном удаленииот внутренней конусной оболочки корпуса 29. В это пространство выступаютзакрепленные на внутренней оболочкеконусного корпуса 29 или на наружнойоболочке конусной вращающейся части30 била 31, которые взаимодействуютдруг с другом, благодаря чему осуществляется грубое дробление материала,Устройство 28 грубого дробления оснащено на нижнем конце отверстием длякамней, через которое камни могутпадать в резервуар 32 для камней.Содержащая дозирующее устройство23 корпуса 18 объемная часть отделяется от содержащей устройство грубогодробления 28 объемной части Аильтрующей стенкой (Аильтром) 33. В данномслучае величина пор фильтрующейстенки 33 выбрана равной 12 мм,В корпусе 18 за устройством 28грубого дробления и соосно с ним расположено устройство 34 тонкого дробления, Это устройство оснащено плавающими ножами 35. Его продольно нап"равленные. ребра 36 закреплены на1внутренней оболочке корпуса 18, напротив, наружный конец соединенныхшарнирно с осью плавающих ножей 35работает совместно с внутренней кромкой ребер 36, Перед и после устройства 34 тонкого дробления соответственно установлена другая Аильтрующаястенка 37 или 38, для которой в данномслучае выбрана величина пор, равная10 или 8 мм.Если смотреть в направлении потокавещества, за устройством 34 тонкогодробления, соосно с ним, установленотурбодиспергирующее устройство 4, Этоустройство состоит из трех каскадов4 А, 4 В и 4 С, которые расположены соосно и последовательно друг за другом.На устройстве 34 тонкого дробленияцилиндрический диаметр корпуса 18обозначен символом 1). По. сравнениюс ним диаметры в каскадах 4 А, 4 В и4 С трубодиспергирующего устройства 4постепенно увеличиваются (эти диаметры Обозначены символаМи 1)1, Б ив), 1 б 94059В представленном случае турбодиспергирующим устройством 4 являетсяконструкция с вращающимися лопастями,которые пригодны для того, чтобы подвергать обрабатываемые вещества воз 5действию ударных сил и усилий резания, а также регулируемого турбулентного потока. Каскады 4 А, 4 В и 4 Собеспечивают то, что они вследствиепостепенно увеличивающихся в отдельных каскадах диаметров 1), 1) и 1)повышают диспергирующее воздействиеи относительные скорости вращения.Лопасти 39, 40 и 41 соответственно 15каскадов 4 А, 4 В и 4 С закреплены наобщей оси 24 и вращаются совместно,,а их измеренное от средней линии осиудаление все больше увеличивается,как это видно из фиг.З. В данном слу"чае ширина В, В, В лопастей 39-41выбрана таким образом, что она становится все меньше. Лопасти 39-41 работают совместно с жестко закрепленными"на.внутренней оболочке корпуса 18 25планками 42-44. Необходимо отметить,что относительное угловое положениелопастей 39-41 относительно направления гращения может регулироваться,чтобы в любое время вызвать необходимое турбулентное воздействие.За каскадом 4 А установлена фильтрующая стенка 45, за каскадом 4 Б -фильтрующая стенка.4 б и за каскадом4 С - фильтруищая стенка 47. Размеротверстия в этих Фильтрах выбран рав 35,ным 6, 4 или 2 мм,В нижней части каскадов 4 В, 4 Ви 4 С предусмотрен отдельный сток 48,49 или 50.40Через стоки 48-50 можно отбиратьжелаемое количество суспензии оразли 1 ного качества.Установка (фиг.З) работает следующим образом.45После пуска привода 27 через загрузочную воронку 20 и дозировочнуютрубу 21 вводятся обрабатываемые минеральные вещества или добавляемыежидкие вещества. Эти вещества дозирующее устройство 23 направляет дальше50в устройство 28 грубого дробления,При этом эти вещества фильтруются в,соответствии с размерами пор фильтрующей стенки 33, В устройстве 28 грубого дробления материал эффективно из- , 55мельчается с помощью бил 31, затемгрубо измельченный материал черезфильтрующуюстенку 37 попадает в устройство 34 тонкого дробления. Из устройства 28 грубого дробления камни падают в рЕзервуар 32 для сбора камней.В устройстве 34 тонкого дробления материал с помощью плавающих ножей 35 и взаимодействующих с ними ребер 36 продолжает измельчаться. Отсюда обрабатываемый материал через фильтрую" щую стенку 38 попадает в каскады 4 А, 4 В и 4 С турбодиспергирующего устройства 4. Это устройство осуществляет диспергирование, т,е. осуществляющие все более тонкое мокрое измельчение каскады 4 А, 4 В, 4 С работают со все возрастающей скоростью вращения. Таким образом, обрабатываемый материал постоянно находится в турбулентном движении в осевом направлении благодаря тому, что он протекает в направлении все более тонко измельчающих кас" кадов. В соответствии с опытными данными из устройства удалось получить через сток 50 чрезвычайно гомогенный конечный продукт. Следует отметить, что во время продавления обрабатываемого материала через фильтрующие стенки 33,37,38,45,4 б и 47 одновременно осуществляется разделение его на классы.Важное преимущество предлагаемой установки заключается в том, что она очень компактна, т.е. наряду с занимающим немного места устройством обеспечивается непрерывная обработка со значительно более высоким коэффициентом полезного действия, с намного сокращенным циклом и со значительно меньшим расходом энергии по сравнению с известными решениями. Другое преимущество заключается в том, что эта установка может использоваться универсально, т.е. она может использоваться для гидромеханической обработки любого диспергируемого в воде минерального вещества. Кроме того, установка может быть хорошо приспособлена к качеству основного материала и к предъявляемым к появляющейся в качестве конечного продукта суспензии требованиям. Установка в соответствии с изобретением имеет сравнительно простую конструкцию и надежна в эксплуатации, что подтверждается полученными в результате испытаний данными. Результаты проведенных испытаний показали, что с помощью предлагаемой установки относительно простоможет быть достигнута производительность 10 т/ч (по сравнению с производительностью традиционных барабанных дробилок 5 за рабочий день).Очень важное преимущество установ 5 ки заключается в том, что она пригодна также для обогащения исходного вещества низкого качества, т.е. из основного материала низкого качества можно получать суспенэию в виде конечного продукта весьма хорошего качества, которая после обогащения может отвечать самым высоким требованиям и может, например, применяться в качестве основного материала для производства фарфора хорошего качества или в тонкокерамической промышленности.П р и м е р 1. Используют каолин (Киралихеги, Венгрия), как диспергируемое в воде минеральное вещество, которое как с минералогической, так и с химической точки зрения относится к наиболее чистым каолинам. Перед обработкой в соответствии с изобрете нием он содержит следующие компоненты, /: 8102 65-85, А 10 з 10-23, ТеО 1, Целью обработки в данном случае является получение основного материала для тонкокерамической промышленностиКаолин с максимальной величиной зерен 400 мм измельчают (в устройстве по фиг,2 и 3) до величины зерен максимум 60 мм, затем послеотделения мелких камней измельчают мокрым спо 35 собом и промывают. После этого частицы величиной менее 10 мм направляют через сортирующее сито непосредственно в турбодиспергирующее устройство, где за одну операцию выполняют мокрое измельчение, дезагрегирование и суспендирование. После турбодиспергирования распределение частиц каолина следующее: менее 30 мкм - 80-85 Х, менее 5 мкм - 40-50 Х.После шламоудаления и обогащения в соответствии с изобретением содер-,жание компонентов каолина составля 6 т, Х: ЫО 56-60, А 1 ОЗ 26-32, ГеО О,б. Этот полученный описаннь)м спо 50 собом продукт поступает в качестве основного материала для тонкокерамической промышленности с очень хорошим качеством для дальнейшей обработки.П р и м е р 2. Иллит (Фюзеррадва- ни, Венгрия) является беложгущимся сырьем с чрезвычайно высокой пластич-. ностью, однако его технологические свойства по причине примесей (кварц,. гематит, лимонит, геотит, алюмит) весьма непостоянны. Перед обработкой в соответствии с изобретением он содержит компоненты в следующем количестве, /: 810 55-64, А 10 20-32, Ге 0 1. После обогащения с помощью предлагаемого устройства получают основной АарФоровый материал очень хорошего качества, при этом содержание компонентов составляет, Х; 80 50 - 52, А 10 30-34, )е 09 0,3 . Обработку проводят, как в примере 1.П р и м е р 3, По описанной в примере 1 технологии используют иллнткаолин (Бабавелгие, Венгрия). Этот исходный материал в сыром состоянии имеет следующий состав, Х: каолин 20-30, иллит 15-17, кварц 40-50, полевой шпат 5, После обогащения мокрым способом в соответствии с изобретением состав изменяется следующим образом, Х; каолин 30-38, иллит 20-29, кварц 28-45, другие аморфные вещества 5. Таким образом, в результате обогащения мокрым способом для дальнейшей обработки получено более ценное вещество.П р и м е р 4, Для промышленного производства тонкой керамики в качестве исходного материала используют огнеупорную глину (из Романи-Фельшопетени,. Венгрия), которая содержит 43-48 Х каолина и 8-9/ глинистого ми- нерала иллита, Содержание РеО, которое с промышленной точки зрения явно вредно, составляет 2-7 Х. После обогащения мокрым способом в соответствии с изобретением содержание А 10 з повышается до 33,34 Х, содержание Ре О снижается до менее 1 Х, параметр огнеупорности повышается (первоначально 158-163 РК) до 167-173 РК.. ЭОсобенность технологии в соответствии с изобретением заключается в том, что во время непрерывной обработки исходного материала, при мокром размоле или измельчении удаляются ненужные для дальнейшей обработки или вредные примеси. Это имеет существенное преимущество, заключающееся в том, что даже из минеральных веществ низкого качества, например .из каолинов,после обработки в соответствии с изобретением получается обогашенно. т,е. облагороженное, вещество, которое затем может использоваться дальшетакже для целей, при которых предъявляются повьшенные требования.Целесообразно, чтобы часть Аильтрующих стенок 33, 37, 38, 45 и 47 являлась сменной или могла бы изме 5 няться величина их пор. Кроме того, целесообразно регулировать скорость вращения центральной оси 24. Турбодиспергирующее устройство 4 может состоять как из одного единственного каскада, так и из более трех каскадов. Вращающиеся лопасти 39-41 также должны иметь постепенно увеличивающийся диаметр, и обязательно необходимо, чтобы они приводились во вращение одной единственной центральной оси. Возможен вариант исполнения, в котором все лопасти всех без исключения каскадов имеют одинаковый наружный диаметр, однако они ступенчато оснащены отдельным приводом, скорость вращения которого предпочтительно можно регулировать.25формула изобретения 1. Установка для гидромеханической обработки диспергируемых в воде минеральных веществ, содержащая корпус с расположенными в нем на одной оси рабочими органами, привод, загрузочное и разгрузочные приспособления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса обработки, корпус выполнен в35 виде горизонтального цилиндра, в котором по ходу движения исходногоматериала смонтированы дозирующееустройство, устройства для грубогои тонкого измельчения, турбодиспергирующее устройство, причем устройстваразделены между собой ситами, величина отверстий которых уменьшается кразгрузочному приспособлению.2. Установка по п.1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что турбодиспергирующее устройство выполнено в видетрех последовательно расположенныхступеней, каждая из которых имеетлопастной ротор и укрепленные на корпусе планки, причем внутренний диаметр корпуса и наружный диаметр лопастного ротора постепенно увеличиваются по ходу движения материала, каждаяступень имеет слив для готового продукта.3. Установка по п,2, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что устройство длягрубого измельчения содержит конический корпус с отбойными элементами иукрепленную на оси коническую вращающуюся часть с билами, взаимодействующими с отбойными элементами,4. Установка по пп.1-3, о .т л и -ч а ю щ а я с я тем, что устройстводля тонкого измельчения выполнено ввиде цилиндрического корпуса с ребрами, взаимодействующими с ножами,шарнирно укрепленными на оси.5. Установка по пп.1-4, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что приводвыполнен регулируемым.и ГКНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 10 Заказ ВНИИП 085 ТиражГосударственного комитета по Изо1 13035, Москва, Ж, Р Подписноетенйям и открыти ская наб д, 4/