Способ разделения частиц по электропроводности и устройство для его осуществления

Способ разделения частиц по электропроводности и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к области разделения твердых материалов в жидкой среде и может быть использовано для обогащения полезных ископаемых в горнодобывающей и химической отраслях промышленности, а также при производстве строительных материалов.

Известен способ классификации частиц материала в потоке гидросмеси, включающий воздействие магнитным и электрическим полем с напряженностью, равной пробивной напряженности частиц, в котором поток гидросмеси разделяют на продольные параллельные струи с одновременным наложением вибрационного поля. Способ предназначен для классификации частиц по крупности и магнитной восприимчивости (см. патент РФ №2143326, МПК⁸ B03C 1/32, 5/00, 9/00, опубл. 27.12.1999).

Недостатком этого способа является низкая эффективность разделения частиц разной электропроводности.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ разделения частиц в жидкой среде, включающий воздействие на электролит и разделяемые частицы скрещенными магнитным и электрическим полями с напряженностью, равной напряженности диэлектрического пробоя частиц (см. а.с. №977037, МПК⁸ B03C 5/00, БИ №44, опубл.30.11. 82).

Недостатком прототипа является низкая эффективность разделения частиц по электропроводности.

Для реализации способа разделения твердого материала в жидкой среде известно устройство, включающее емкость из непроводящего и немагнитного материала, помещенную между полюсами магнита, электроды, расположенные в ней, загрузочное и разгрузочные приспособления (см. авторское свидетельство №389811, МПК⁸ B03C 5/00, опубл. 16.11.1973 г.).

Недостатком прототипа устройства является сложность конструктивного исполнения и низкая эффективность разделения частиц по электропроводности.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и повышение эффективности разделения частиц по электропроводности.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном способе разделения частиц по электропроводности, включающем воздействие на электролит и разделяемые частицы магнитным и электрическим полями с напряженностью, равной напряженности диэлектрического пробоя частиц, согласно изобретению воздействие на электролит и разделяемые частицы осуществляют электрическим полем, направленным перпендикулярно магнитному полю и параллельно силам земного тяготения, а частицы предварительно подвергают дезинтеграции в среде, равной по составу с электролитом.

Для реализации данного способа предложена установка для разделения частиц по электропроводности, включающая емкость из непроводящего и немагнитного материала, заполненную электролитом и помещенную между полюсами магнита, электроды, загрузочное и разгрузочные приспособления, в которой согласно изобретению емкость снабжена вертикальной перегородкой, разделяющей ее на две полости, а загрузочное приспособление и вертикальная перегородка расположены в плоскости симметрии, проходящей между разгрузочными приспособлениями, при этом электроды установлены симметрично на разных уровнях по высоте, а над загрузочным приспособлением установлен дезинтегратор, выполненный в виде мешалки.

Данное техническое решение позволяет увеличить удельную производительность процесса разделения частиц и снизить расход электроэнергии.

Предложенное направление электрического поля перпендикулярно магнитному полю и параллельно силам земного тяготения обеспечивает действие силы Лоренца на электролит и проводящие частицы в горизонтальном направлении. Действие силы Лоренца на электролит создает в его объеме горизонтальный градиент давления, а следовательно, и выталкивающую силу, которая отклоняет непроводящие частицы. В проводящих частицах сила Лоренца является пондеромоторной и направлена в противоположную сторону относительно вышеуказанной выталкивающей силы. В результате этого непроводящие и проводящие электрический ток частицы в процессе осаждения в объеме электролита по горизонтали отклоняются в разные стороны. Такой способ разделения энергетически наиболее выгоден, поскольку гравитационная сила не участвует в разделительном процессе, но обеспечивает вертикальное движение частиц, причем последнее способствует повышению удельной производительности сепарации.

В процессе дезинтеграции проводящие частицы освобождаются от сростков с непроводящими частицами, а их поверхность очищается от разного рода окисленных соединений, пассивирующих частицы в отношении диэлектрического пробоя. Это существенно снижает необходимую для разделения напряженность электрического поля, повышает плотность электрического тока в проводящих частицах, а следовательно, увеличивает эффективность их разделения и снижает расход электроэнергии.

Способ и установка для разделения частиц по электропроводности поясняется чертежом, где представлен общий вид установки.

Установка состоит из емкости 1 из непроводящего и немагнитного материала, заполненной электролитом, с помещенными в нее электродами 2, и размещенной между полюсами магнита 3, разгрузочных 4 и загрузочного 5 приспособления. Емкость 1 снабжена делительной перегородкой 6. В установке загрузочное приспособление 5 и делительная перегородка 6 расположены в плоскости симметрии, проходящей вертикально между разгрузочными приспособлениями 4, электроды 2 расположены симметрично на разных уровнях по высоте. Установка снабжена дезинтегратором 7, выполненным в виде мешалки, который заполнен измельчительной средой (шарами, стержнями и т.п.) и электролитом.

Установка реализации способа разделения частиц по электропроводности осуществляется следующим образом.

Емкость 1 и дезинтегратор 7 заполняли электролитом. На электроды 2 и обмотки возбуждения электромагнита 3 подавали напряжение. Включали дезинтегратор 7 и заполняли его разделяемым материалом и измельчительной средой. По завершению процесса дезинтеграции с помощью загрузочного приспособления 5 осуществляли подачу разделяемых частиц в емкость 1. Все частицы под действием сил гравитации в объеме электролита начинали осаждаться. Под действием электрического поля в объеме электролита и электропроводящих частицах возникал электрический ток, перпендикулярный направлению магнитного поля и параллельно силам земного тяготения, который возбуждал в частицах и электролите силу Лоренца. В результате этого проводящие и непроводящие частицы в процессе свободного падения отклонялись в разные стороны и с помощью вертикальной делительной перегородки 6 разделялись, концентрируясь в разных полостях емкости 1. По мере накопления разделенных частиц с помощью разгрузочных приспособлений 5 они выводились из полостей емкости 1.

Использование предлагаемого способа разделения частиц по электропроводности и установка для его осуществления по сравнению с прототипом позволит повысить эффективность и производительность разделения частиц, упростить конструкцию и снизить расход электроэнергии.

1. Способ разделения частиц по электропроводности в объеме электролита, включающий воздействие на электролит и разделяемые частицы скрещенными магнитным и электрическим полями с напряженностью, равной напряженности диэлектрического пробоя частиц, отличающийся тем, что воздействие на электролит и разделяемые частицы осуществляют электрическим полем, направленным перпендикулярно магнитному полю и параллельно силам земного тяготения, а частицы предварительно подвергают дезинтеграции в среде, равной по составу с электролитом.

2. Установка для разделения частиц по электропроводности, включающая емкость из непроводящего и немагнитного материала, заполненную электролитом и помещенную между полюсами магнита, электроды, загрузочное и разгрузочные приспособления, отличающаяся тем, что емкость снабжена вертикальной перегородкой, разделяющей ее на две полости, а загрузочное приспособление и вертикальная перегородка расположены в плоскости симметрии, проходящей между разгрузочными приспособлениями, при этом электроды установлены симметрично на разных уровнях по высоте, а над загрузочным приспособлением установлен дезинтегратор.