ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 152
Скачиваний: 0
условленная разностью скоростей у поверхности и іі потоке воздуха. Образующийся при этом крутящий
момент стремится |
оторвать |
частицу от поверхности |
(эффект Магнуса), |
и при |
FI{>FT частица унесется |
воздушным потоком. В нашем случае, наоборот, у по верхности барабана скорость воздушного потока
Р и с . |
2 3 . |
В ы х о д |
у д е р ж и в а е м о й |
|
ф р а к ц и и |
в з а в и с и м о с т и |
о т с к о р о |
||
|
с т и |
в р а щ е н и я |
б а р а б а н а : |
|
/ — к в а р ц ; 2 — б а р и т ; 3 — а с б е с т с о р т а
8-720; 4 — а с б е с т с о р т а 7-520
больше, чем скорость в рабочей зоне сепаратора, ш образующийся крутящий момент, направленный в противоположную сторону движения потока, стремит ся прижать частицу к поверхности барабана. Момент вращения частицы будет способствовать замедлению перемещения ее по поверхности барабана, вызванно го силами инерции.
Число вращений частицы тем больше, чем больше ее размер. Поступательная скорость медленно вра щающихся малых частиц меньше, чем скорость круп ных частиц, в результате чего они обладают как бы повышенной массой и, следовательно, прочнее будут удерживаться на поверхности барабана.
Влияние скорости вращения барабана на выход удерживаемой фракции сепарируемых порошков ба рита, кварца и низших сортов асбеста (7-520 и 8-720) показано на рис. 23. С увеличением скорости враще ния от 0,35 до 1,1 м/с выходы удерживаемых фрак ций увеличиваются и при дальнейшем повышении скорости резко уменьшаются. Оптимальная скорость вращения барабана, принятая нами при изучении трибоадгезионной сепарации, составляла для боль шей части материалов 0,35—1,1 м/с. Этот диапазон скоростей рекомендован и при выборе параметров се-
79
паратора промышленного типа. Были проведены ис следования влияния частоты вращения барабана п удельной производительности сепаратора на эффек тивность классификации абразивных материалов — карбида кремния зеленого КЗ и черного КЧ Волж ского абразивного завода, электрокорунда белого ЭБ Челябинского абразивного комбината и электроко рунда нормального Э Запорожских абразивных ком бинатов.
Химический состав исходных материалов приве ден в табл. 4 и 5, а гранулометрический показан па рис. 24.
|
|
|
Т а б |
л |
и |
ц - а |
Х и м и ч е с к и й с о с т а в к а р б и д а к р е м н и я |
|
|
|
|||
з е л е н о г о и ч е р н о г о ( в |
% ) |
|
|
|
|
|
М а р к а |
0 |
|
а |
|
|
|
у |
О |
|
Ю |
|
||
|
CJ |
|
|
|||
сЯ |
01 |
S5 |
сп |
О |
О |
! |
4
C a O - f M g O
К З ( 0 , 8 — 0 , 0 6 3 м м ) . |
. . |
9 8 , 0 1 |
0 , 3 1 |
1 , 0 5 |
0 , 2 4 |
0 , 2 6 |
0 , 1 0 |
|
К Ч |
( 2 , 0 — 0 , 0 6 3 м м ) |
. - |
9 7 , 1 9 |
0 , 4 1 |
1 , 2 8 |
0 , 4 4 |
0 , 1 7 |
0 , 1 4 |
|
|
|
|
|
|
Т а |
б л и ц а |
5 |
|
Х и м и ч е с к и й с о с т а в э л е к т р о к о р у н д а б е л о г о и н о р м а л ь н о г о |
|
||||||
|
|
(в %) |
|
|
|
М а р к а |
О |
О |
О |
О |
О |
|
|||||
|
|
Сі |
а |
||
|
< |
L . |
со |
Z |
Н |
Э Б ( 1 , 2 5 — 0 м м ) |
9 8 , 9 8 |
0 , 2 9 |
0 , 2 8 |
0 , 3 3 |
|
Э ( 2 , 0 - 0 , 0 6 3 м м ) |
9 4 , 7 4 |
0 , 8 4 |
1 , 0 3 |
|
2 , 4 3 |
|
о к |
т е |
О |
т а т |
си |
я |
с а |
|
О |
О 1н |
|
0 , 1 2 |
0 , 9 6 |
Н е т |
Опыты проводились на лабораторном трибоадге зионном классификаторе ИГДАН конструкции Волжск — ВНИИАШ [62, 73J.
Установлено, что увеличение скорости вращения барабана с 0,24 до 0,52 м/с практически не влияет на адгезию частиц к его поверхности. При скорости вра-
80
Р и с . 2 4 . Г р а н у л о м е т р и ч е с к и й с о с т а в |
а б р а з и в н ы х м а |
т е р и а л о в :
1—4 — корунд соответственно марок КЗ, ЭБ, Э и КЧ
Производительность, кг/им |
|
Производительность, кг/он |
||||||
Р и с . |
2 5 . |
В л и я н и е |
у д е л ь н о й п р о и з в о д и т е л ь н о с т и с е п а р а т о р а |
н а |
||||
э ф ф е к т и в н о с т ь к л а с с и ф и к а ц и и п о з е р н у 0 , 1 6 м м |
( а ) |
и 0 , 5 м м |
( б ) : |
|||||
1 — 4 — к о р у н д с о о т в е т с т в е н н о м а р о к К З , |
Э Б , К Ч н Э . |
с е п а р и р у е м ы й |
||||||
п р и |
о 0 “ |
І,17 м /с ; |
— к о р у н д т е х |
ж е |
м а р о к , |
с е п а р и р у е м ы й |
п р и |
|
|
|
|
Vß=0,84 |
м/с |
|
|
|
|
щения выше 1,18 м/с выход удерживаемых фракций резко уменьшается. Аналогичные результаты полу чены при классификации низших сортов асбеста и асбестсодержащих отходов [8].
Наличие оптимума объясняется тем, что при не большом увеличении частоты вращения барабана эф фективность процесса возрастает вследствие распре-
6 — 1 5 6 3 |
8 1 |
деления сепарируемого материала по поверхности ба рабана все более тонким слоем, в результате чего количество частиц в данном объеме, соприкасающих ся с поверхностью барабана, увеличивается. При большой скорости вращения центробежная сила от рыва Fn заметно превышает силу адгезии частиц к поверхности барабана, что суживает веер классифи кации и снижает эффективность разделения.
Влияние удельной производительности сепа ратора при Об = 0,84 м/с на эффективность классифи кации показано па рис. 25. При снижении удельной производительности эффективность разделения повы шается вследствие распределения материала по ба рабану более тонким слоем. Оптимальная произво дительность при разделении корундов марок КЗ и ЭБ по зерну 0,16 мм составляет 0,5 т/ч, а при разде
лении марок КЧ и Э по зерну 0,5 |
мм — до 1,5 |
т/ч |
на 1 м. |
установлено, |
что |
Проведенными исследованиями |
максимальная эффективность процесса выделения за данного класса крупности имеет место при опти мальной частоте вращения барабана сепаратора. Оптимальная частота вращения барабана должна быть большей при выделении мелкого класса.
На увеличение выхода удерживаемой фракции су щественно влияет величина рабочей поверхности ба рабана, обусловливающая время нахождения на ней частиц и возможность равномерного и тонкослойного их распределения.
Исследовались барабаны диаметром 150, 170, 200, 250, 300 мм. При увеличении диаметра барабана вы ход удерживаемой фракции увеличивается, однако по конструктивным соображениям дальнейшее увеличе ние диаметра барабана является нецелесообразным. Диаметр барабана 300 мм является оптимальным.
4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ НА ПРОЦЕСС ИХ СЕПАРАЦИИ
Для раскрытия механизма влияния термической обработки сепарируемых материалов на их трибо адгезионную сепарацию проведены исследования за висимости проводимости порошков некоторых мате-
82
рііалов (полупроводников іі диэлектриков) от темпе ратуры нагрева и степени последующего охлаждения.
Температура нагрева сепарируемого материала и подложки — один из основных факторов, влияющих на силу адгезии, так как от нагрева существенно за висит степень электризации частиц при контакте.
Электризация порошков при нагреве достигается изменением электрических свойств сепарируемых ма териалов (поверхностной или объемной проводимо сти, диэлектрической проницаемости) и удалением по верхностной пленки воды. При разрушении этой пленки частицы приобретают возможность заряжать ся непосредственно от контакта с подложкой.
Как известно, при увеличении температуры элек тропроводность полупроводников и диэлектриков уве личивается, а металлов — уменьшается. Минерал можно нагревать до заданной температуры и сразу сепарировать или нагревать до заданной темпера туры в течение определенного времени и сепариро вать при более низкой температуре.
При повышении температуры увеличение прово димости в первом случае может быть следствием ро ста термической активности электронов (4], а во вто ром — следствием изменения состава примесей в твердом теле.
Если при повышении температуры у минерала от сутствуют изменения в стехиометрических соотноше ниях, то после охлаждения твердое тело возвраща ется к первоначальному состоянию. Это явление на зывается обратимым. Если же в результате нагрева происходят стехиометрические изменения, остающие ся после охлаждения, то такое явление называется необратимым |[54].
Установлено, что почти все минералы (диэлектри ки и полупроводники) склонны к необратимым изме нениям проводимости после достаточно продолжи тельного нагревания их в интервале температуры от 100 до 800° С і[47]. Это положение подтвердилось при измерениях проводимости порошков касситерита, ба рита, кварца и полевого шпата в зависимости от тем пературы их нагрева. Наблюдалась существенная разница проводимостей нагретых и охлажденных по рошков, что указывает на необратимость процесса.
6* |
83 |
У халькопирита іі вольфрамита существенной разни-1 цы в проводимостях при одних и тех же температу рах нагревания и охлаждения не наблюдалось, что связано с обратимостью этого процесса.
Исследованиями показано, что температурные ус ловия могут резко влиять на электропроводность не которых кристаллов и аморфных веществ.
И. Н. Плаксин и Р. III. Шафеев fl02] отмечают важную роль поверхностной электропроводности ми нералов при их разделении в неоднородном электри ческом поле (от электропроводности частиц минера лов зависит «зарядовое» состояние их поверхности, а следовательно, и взаимодействие с внешним элект ростатическим полем). Влияние температуры особен но сказывается на изменении электрических свойств
поверхности |
частиц |
минералов |
полупроводникового |
|
типа и характеризуется уравнением |
|
|||
n = |
y-N 2(2у |
17ехр |
JL_j, |
(26) |
где п — число электронов; тэ — эффективная масса электрона.
'Принимая
А„ — ^ N —{2тПэ.!<'Т'>— — const и |
— const, |
Л3 |
К |
получим зависимость концентрации свободных элект ронов от температуры
п = ехр (Г In Ап) ехр |
Т In Т — |
(27) |
При повышении температуры увеличивается элек тропроводность разделяемых частиц. Так, по дан ным Ф. Ф. Волькенштейна f49], нагревание Мп02 до 200—300° С значительно меняет его электропровод ность и работу выхода. Кроме того, при такой тем пературе наблюдается изменение стехиометрии об разца окисла, что также меняет концентрацию носи телей электрического заряда.
В ряде случаев изменение электропроводности в зависимости от температуры носит сложный харак тер. Так, для халькопирита «металлический» ход тем пературной зависимости электропроводности сменяет
84
