ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 133
Скачиваний: 0
Н.Ф.ОЛОФИНСКИЙ В.А.НОВИКОВА
ТРИБОАДГЕЗИОННАЯ
СЕПАРАЦИЯ
|
|
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
|
Прсднслоннс . |
|
3 |
||
Введение . . |
|
|
5 |
|
I. Современные представления об адгезии частиц порошков |
10 |
|||
к твердой |
поверхности ........................................................... |
|
||
1. |
Общие сведения о процессе адгезии . |
. . . |
10 |
|
2. |
Силы, |
обусловливающие адгезионное |
взаимодеіі |
|
|
стоне |
............................... ....................................... |
|
12 |
|
3. Факторы, влияющие на силу адгезии |
|
|
27 |
||||
II. |
Теоретические основы |
процесса |
трибоадгезионио |
■38 |
||||
|
сепарации ........................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Основные закономерности процесса трнбоадгсзнонно |
38 |
||||||
|
сепарации |
............................. |
|
|
.......................... |
|
||
|
2. Силы, действующие |
на частицы |
сепарируемых |
ма |
42 |
|||
|
териалов ....................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Контактная электризация частиц о твердые поверх |
44 |
||||||
|
пости ............................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
III. |
Методика проведения |
исследовании |
........................... |
|
|
53 |
||
|
1. Общие сведения.......................................................... |
|
|
|
|
|
53- |
|
|
2. Подготовка материалов к сепарации..................... |
|
|
54 |
||||
|
3. Измерение электрических сопротивлении матерпало |
58 |
||||||
|
и их диэлектрических проницаемостей . . . . |
|
||||||
|
4. Экспериментальные |
трибоадгезнонные установки |
. |
67 |
||||
IV. |
Исследование основных факторов, |
влияющих на процес |
68 |
|||||
|
трибоадгезнонноіі сепарации......................................... |
|
|
|
|
|||
|
1. Зависимость силы адгезии от состава сепарируемы |
69 |
||||||
|
материалов................................................................... |
|
|
|
|
|
||
|
2. Зависимость силы адгезии от конструкционных мате |
72 |
||||||
|
риалов сепаратора |
............................................... |
|
|
|
|
||
|
3. Влияние |
скорости |
вращения |
барабана на |
процес |
77 |
||
|
сепарации ................................................................ |
|
|
|
|
|
||
|
4. Влияние термической обработки материалов на про |
82 |
||||||
|
цесс их сепарации...................................................... |
|
|
|
|
|
||
|
5. Влияние |
реагентной обработки |
материалов |
на |
н |
91 |
||
|
с е п а р а ц и ю ............................................................... |
|
|
|
|
|
V.Трнбоадгезионная сепарация различных полезных нско
паемых и м атериалов................................................... |
99 |
|
I. Обеспыливание.......................................................... |
99 |
|
2. |
Классификация........................................................... |
106 |
/О гЗ'. |
О богащ ение................................................................ |
127 |
■4. Области применения и экономическая эффектнвност
трпбоадгезпонпои сепарации ............................ |
146 |
VI. Трибоадгезионные сепараторы.................................. |
151 |
Список литературы ................................................................. |
157 |
Н. Ф. ОЛОФИНСКИИ, В. А. НОВИКОВА
ТРИБОАДГЕЗИОННАЯ
СЕПАРАЦИЯ
J
УДК 622.771.5:539.612
Олофннский H. Ф., Новикова В. А. Трнбоадге-
зпонная сепарация. М., «Недра», |
1974. 168 |
с. |
В книге освещены теория н |
практика |
нового, |
весьма эффективного метода трнбоадгезпонной се парации различных полезных ископаемых п мате риалов (основанной на использовании зарядов тре ния и сил адгезии), пригодного для разделения мелко- и тонкоднсперсных продуктов по вещест венному составу и крупности. Описаны конструкции и принцип действия трнбоадгезионных сепараторов, приведены результаты экспериментальных исследо ваний и промышленного применения их.
Книга предназначена для научных работников, инженерно-технических работников обогатительных фабрик и проектных институтов, а также может быть полезна студентам вузов и учащимся техникумов различных специальностей, занятым изучением и со вершенствованием технологии обогащения полезных ископаемых.
Табл. 48, ил. 37, список лит. — 73 иазв.
О30706—195 -420—74 © Издательство «Недра», 1974 043(01)—74
П Р Е Д И С Л О В И Е
Простота устройства и возможность получения с помощью трибоадгезионных сепараторов высоких технологических показателе-# способствуют все воз растающему их применению.
Впервые высокоэффективный трибоадгезионный метод электросепарации, пригодный для обеспылива ния, классификации и обогащения полезных ископае мых, был предложен в 1952 г. Н. Ф. Олофинским, а с 1962 г. им совместно с И. Н. Плаксиным и В. А. Новиковой была начата систематическая разработка этого метода.
За последние годы достигнуты значительные ус пехи в создании теории трибоадгезионной сепарации, позволяющие не только трактовать основные элемен ты этого процесса, но и обосновывать отдельные па раметры его, что обеспечивает надежность управле ния указанным процессом.
Во многих лабораториях и цехах, организованных в научно-исследовательских институтах и на пред приятиях, получены ценные данные, касающиеся экс плуатации сепараторов указанного типа.
В связи с этим обобщение имеющихся теоретиче ских и практических сведений о развитии и совер шенствовании трибоадгезионного метода сепарации, приоритет в разработке которого принадлежит Со ветскому Союзу, оказалось не только необходимым, но и своевременным.
Критически рассмотрены и проанализированы ос новные работы в этой области, опубликованные в отечественной и зарубежной печати, что дало возмож ность достаточно полно осветить современное со-
стояние весьма перспективного трибоадгезионного метода сепарации, уже нашедшего применение во многих отраслях промышленности Советского Союза.
До сих пор широкое использование трибоадгези онных сепараторов сдерживалось отсутствием необ ходимой информации об их работе и неналаженно стью выпуска, затрудняющих включение указанных машин в технологические схемы многих проектируе мых предприятий.
Основы теории трибоадгезионного метода сепара ции, разработанные авторами, докладывались на Международных симпозиумах и на X Международ ном конгрессе по обогащению полезных ископаемых
[1, 66—68].
4
В В Е Д Е Н И Е
Известно, что получение однородных тонкодис персных фракций сопряжено с большими трудностя ми и не всегда возможно с помощью существующих методов (грохочение, воздушная и гидравлическая классификация, седиментация и др.). При этом часто не обеспечиваются требуемое качество продуктов и производительность сепараторов. В ряде случаев по лучать тонкодисперсные материалы необходимо толь ко сухими методами.
Предъявляемые сейчас требования к товарным редкометальным и другим концентратам и продуктам предусматривают доведение их до высоких кондиций, классификацию по насыпной массе, размерам и фор ме частиц, а также обеспыливание многих полезных ископаемых и материалов. Особую важность получе ние однородных тонкодисперсных фракций приобре тает в связи с развитием порошковой металлургии, использованием тонкодисперсных материалов в ме таллургической, химической, электротехнической, ке рамической, строительной и в других отраслях про мышленности.
Для этих целей возможно применение электриче ских методов сепарации [1—4], могущих частично удовлетворить возросшую потребность страны в тон кодисперсных материалах. Однако при использова нии, например, электрических коронных барабанных сепараторов [1] выявилось, что на эффективность процесса разделения, наряду с другими факторами, большое влияние оказывает молекулярное сцепление частиц мельче 30 мкм с поверхностью барабана.
Благодаря адгезии (прилипанию) такие частицы,
5
независимо от их физических свойств, прочно удер живаются на поверхности барабана, в связи с чем ухудшается процесс электросепарации, так как на рушается нормальное для подобных аппаратов взаи модействие между механическими и электрическими силами.
При наличии в исходном материале значительно го количества тонких частиц процесс сепарации про текает неудовлетворительно, так как с уменьшением размеров частиц усиливается их адгезия и частицы, подобно смачивающим жидкостям, прочно покрывают рабочую поверхность барабана сепаратора.
Рассев на ситах материалов с большим содержа нием абразивных частиц или материалов, представ ленными металлическими порошками и продуктами, имеющими значительную плотность, приводит к бы строму износу сеток, повышенному распылению тон ких фракций, загрязнению производственных поме щений, снижению эффективности процесса.
При рассеве порошков с большими диэлектриче скими проницаемостями вследствие возникновения значительных трибоэлектрических зарядов образуют ся устойчивые конгломераты частиц, налипающих на поверхности сеток и затрудняющих рассев.
До последнего времени наша промышленность не располагала достаточно эффективными методами, обеспечивающими получение разнообразных тонко дисперсных материалов.
Предложением использовать силы адгезии для сепарации тонкоизмельченных сыпучих материалов положено начало создания нового, весьма эффектив ного трибоадгезионного метода сепарации, лишенного многих недостатков, присущих существующим мето дам [1].
Трибоадгезионный метод сепарации основан на использовании достижений науки в области поверх ностных явлений твердых тел (1], обусловливающих возникновение сил адгезии их к твердым поверхно стям, а также влияние зарядов трения частиц и сил молекулярного сцепления на разделение тонкоизмель ченных материалов по вещественному составу и круп ности. Воздействием на силы адгезии обеспечивается
6
возможность широкого применения этого метода в обогатительной практике [5—11].
Анализ факторов, влияющих на адгезию порош ков к твердым поверхностям, позволил определить направления исследований трибоадгезионной сепара ции, обеспечивающие эффективное использование особенностей адгезионного взаимодействия. Главное внимание при этом было обращено на изыскание пу тей воздействия на молекулярные и электрические со ставляющие сил адгезии.
Молекулярные составляющие силы адгезии про являются до непосредственного контакта частиц и в основном зависят от их размеров и площади истин ного контакта. Меняя один из этих факторов (путем модификации поверхности, изменения размеров ча стиц, шероховатости поверхности и др.), можно'регу лировать величину молекулярных сил.
Изменение силы адгезии только за счет молеку лярной составляющей имеет ограниченное примене ние. Более эффективно изменять электрическую со ставляющую силы адгезии (в основном силу зеркаль ного отображения). Достигается это регулированием степени электризации сепарируемых частиц (измене нием их электропроводности или диэлектрической проницаемости) и величины контактного потенциала (изменением концентрации носителей тока при на греве, ионизирующим излучением, реагентной обра боткой и другими способами внешнего физико-хими ческого воздействия).
Изменяя величину заряда частиц порошков, а сле довательно, и электрическую составляющую силы адгезии, можно успешно применять трибоадгезионный метод обогащения для разделения порошкообразных материалов по крупности и вещественному составу.
Проведенными исследованиями доказано, что на трибоадгезиоиных сепараторах ИГДАН эффективно обеспыливаются, классифицируются и обогащаются различные материалы jcpym-юстъю до 8 мм. Из них выделяются не только тонкодисперсиые и мелкие, но и крупные фракции (благодаря соответствующему устройству сепаратора). В ряде случаев отдельные материалы обрабатываются на этих сепараторах луч ше, чем па коронных камерных.
І
Работа трибоадгезионных сепараторов не сопро вождается потерей тонкодисперсных частиц (имею щей место при рассеве на ситах и др.) и пылеобразованием.
Эти сепараторы, являющиеся перспективными обо гатительными аппаратами, отличаются простотой уст ройства и эксплуатации, повышенной (по сравнению, например, с барабанными грохотами) производитель ностью, экономичностью, гибкостью регулировки, не большими габаритами и др.
С помощью трибоадгезионной сепарации можно обогащать фюзеновые угли, регулируя в них содер жание фюзена (концентрирующегося в пылевидной фракции), избыточные количества которого ухудшают спекаемость и коксуемость углей некоторых место рождений и делают их непригодными для гидриро вания.
Трибоадгезионные сепараторы пригодны для под готовки к коксованию петрографически неоднород ных углей путем бесситового рассева их после изби рательного дробления. Трнбоадгезионная сепарация самостоятельно или в комбинации с другими спосо бами может применяться при рассортировке мелких фракций коксующихся и энергетических углей, спо собствующей лучшему и более полному их использо ванию, а также при получении угольной пыли для га зовых турбин и др.
В отдельных случаях с помощью трибоадгезион ных сепараторов можно эффективно разделять тон кодисперсные материалы по вещественному составу, например, железосодержащие продукты, низкосорт ные асбестосодержащие продукты и др. Большой практический интерес представляет возможность по лучать этим способом из тонкозернистых железистых кварцитов высококачественные концентраты и бед ные хвосты, а из товарных концентратов различных ГОКов — высококачественный и доменный железный концентрат. При разделении низкосортных асбест содержащих продуктов содержание асбестового во локна увеличивается до 90% (в исходном 30%), что позволяет получать пыль и практически чистый ас бест. Можно извлекать асбест также из руд и асбестосодержащих отходов (с попутным выделением
8