Высокотемпературная центрифуга

(51) 22 9/02 (2010.01) 22 1/02 (2010.01) 01 1/18 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Изобретение относится к металлургическому производству, а именно, к способу обогащения минерального сырья и получения металлов и сплавов из отходов производства, а также может быть использовано в геохимии, физике и металлургии при изучении механизмов разделения расплавов. Известен аппарат для металлического восстановления галогенидов металлов, содержащий корпус с крышкой, футерованный тигель с установленным на верхнем торце теплоизолирующим перфорированным элементом с засыпкой, который снабжен легкоразрушаемой подложкой, и устройство для инициирования реакции. (РФ Патент 2112058, кл. С 22 В 9/00,5/04, 59/00 С 22 С 1/00, опубл. 27.05.98, бюл.15). Недостатком известного аппарата является невысокое восстановления галогенидов металлов. Известна высокотемпературная центрифуга,содержащая двигатель, крестовину, установленную на валу, укрепленные на крестовине печь и противовес, коллекторы нагревателей и термопар,установленные на конце вала, при этом печь выполнена в виде корпуса. С верхней и нижней крышками с центральными отверстиями, Высокотемпературная центрифуга содержит установленные на валу двигатель, крестовину, со сбалансировано закрепленными на ней тиглями,каждый из которых представляет собой стальной кожух с крышками, имеющими отверстие, и сменным огнеупорным стаканом, и коллекторы токосъема, контактирующие со щеточным узлом и спиралью, заведенной в тигель через крышку, при этом, на стенке тигля выполнены отверстия для размещения датчиков температуры и скорости горения, которые соединены с коллектором токосъема. Высокотемпературная центрифуга позволяет реализовать энергосберегающий способ получения металлов и сплавов из минерального сырья с максимальным извлечением металла из него,позволяющего использовать исходное сырье в виде бедных руд и отходов промышленного производства. установленного в корпусе основного нагревателя,выполненного в виде алундового цилиндра со спиралью и имеющего с внешней стороны теплоизоляцию, верхнего и нижнего нагревателей,установленных в алундовых стаканах и расположенных в цилиндре основного нагревателя,алундовой пробирки с образцом, расположенной между торцами стаканов верхнего и нижнего нагревателей, верхней и нижней термопар,расположенных у торцов стаканов верхнего и нижнего нагревателя соответственно, и центральной термопары, расположенной в центральной части печи, при этом спирали нагревателей соединены с коллектором нагревателей, а выводы термопар соединены с коллектором термопар, снабжена ременной передачей,установленной между двигателем и валом с крестовиной, и шарнирной опорой, на которой установлен вал с крестовиной и ведомый шкив, стакан нижнего нагревателя установлен на нижней крышке корпуса и имеет отверстие для центральной термопары, спаенный конец которой размещен в пазу, выполненной на боковой стенке пробирки, при этом выводы нижней и центральной термопар размещены в-образной трубке, короткий конец которой соединен с нижней крышкой корпуса, а коллектор термопар выполнен в(72) Ксандопуло Георгий Иванович Байдельдинова Анна Николаевна Шевченко Виктор Николаевич Ксандопуло Галина Георгиевна(57) Изобретение относится к металлургическому производству, а именно, к способу обогащения минерального сырья и получения металлов и сплавов из отходов производства, а также может быть использовано в геохимии, физике и металлургии при изучении механизмов разделения расплавов. 23989 виде платиновых дисков, укрепленных на валу и соединенных с выводами термопар,и цилиндрической камеры с внутренней секционной кольцевой полостью, заполненной в нижней части ртутью, взаимодействующей с диска. (РФ Патент 2082786, кл. С 22 В 9/00, 01 1/18, опубл. 27.06.97). Известное устройство не позволяет реализовать энергосберегающий способ получения металлов и сплавов из минерального сырья с максимальным извлечением металла из него, кроме того, его конструкция является достаточно сложной в исполнении. Задачей заявляемого технического решения является разработка упрощенного устройства для реализации энергосберегающего способа получения металлов и сплавов из минерального сырья с максимальным извлечением металла из него,позволяющего использовать исходное сырье в виде бедных руд и отходов промышленного производства. Задача решается тем, что высокотемпературная центрифуга содержит установленные на валу двигатель,крестовину,со сбалансировано закрепленными на ней тиглями, каждый из которых представляет собой стальной кожух с крышками,имеющими отверстие, и сменным огнеупорным стаканом,и коллекторы токосъема,контактирующие со щеточным узлом и спиралью,заведенной в тигель через крышку, при этом, на стенке тигля выполнены отверстия для размещения датчиков температуры и скорости горения, которые соединены с коллектором токосъема. Существенным отличием заявляемого технического решения является то, что в качестве емкости для плавки служат сбалансировано закрепленные тигли,каждый из которых представляет собой стальной кожух с крышками,имеющими отверстие, и сменным огнеупорным стаканом, на стенке тигля выполнены отверстия для размещения датчиков температуры и скорости горения, которые соединены с коллектором токосъема, при этом, коллекторы токосъема закреплены на валу и контактируют со щеточным узлом и спиралью, заведенной в тигель через крышку. Тигли, каждый из которых представляет собой стальной кожух с крышками и сменным огнеупорным стаканом, предназначены для плавки минерального сырья в режиме горения иначе,самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который не требует нагрева сырья извне до температуры его плавления. Коллекторы токосъема, закрепленные на валу и контактирующие со щеточным узлом, служат для подачи электрического импульса на спираль. Спираль,заведенная в тигель через крышку и соединенная с коллектором токосъема, инициирует процесс СВС в тигле. Датчики температуры и скорости горения,запитанные от коллектора токосъема, позволяют контролировать процесс плавки. По датчикам температуры и скорости горения определяют начало плавки, ее температуру, скорость и окончание. Отверстия, выполненные в крышках, служат для сброса газов,сопровождающих химические реакции, протекающие в тигле. Таким образом,заявляемая высокотемпературная центрифуга, в отличие от известной,позволяет реализовать энергосберегающий способ получения металлов и сплавов из минерального сырья с максимальным извлечением металла из него за счет плавки в режиме СВС при наложении центробежных сил. Высокотемпературная центрифуга состоит из защитного кожуха 1, размещенного в раме 2,установленного на ней двигателя 3, размещенного на валу 4 с крестовиной 5 с установленными на ней тиглями 6, размещенными внутри защитного кожуха 1. На валу 4 над защитным кожухом 1 закреплен коллектор токосъема 7 в контакте со щеточным узлом 8 и спиралью 9, заведенной в тигель 6. Тигель представляет собой стальной кожух 10 со сменным огнеупорным стаканом 11 и закрывающимися крышками 1 2 с отверстиями, при этом, на нем выполнены отверстия для размещения датчиков температуры и скорости горения 13,которые соединены с коллектором токосъема 7. На схеме 1 отображено устройство заявляемой высокотемпературной центрифуги. Высокотемпературная центрифуга работает следующим образом. Отсоединяют тигли 6, каждый из которых представляет собой стальной кожух 10 со сменным огнеупорным стаканом 11 , от крестовины 5,загружают сырье и закрывают герметично крышками 12. Затем загруженные тигли 6,сбалансировано закрепляют на крестовине 5,находящейся внутри защитного кожуха 1, и заводят под крышку тигля 12 спираль 9, находящуюся в контакте с коллектором токосъема 7 и со щеточнымузлом 8. Включают двигатель 3, закрепленный на валу 4 и установленный на раме 2. При наборе двигателем 3 заданной скорости 500 - 10000 об./мин., на спираль 9 со щеточного узла 8 через коллектор токосъема 7 подают кратковременный электрический импульс поджига. Скорость двигателя выбирают в зависимости от состава используемого сырья. По показаниям датчиков температуры и скорости горения 13, которые соединены с коллектором токосъема 7, определяют окончание процесса плавки. По завершении процесса, двигатель 3 останавливают, отсоединяют тигли 6, вынимают сменные огнеупорные стаканы 11 и выгружают конечный продукт плавки. Пример. Отсоединяют тигли 6, каждый из которых представляет собой стальной кожух 10 со сменным огнеупорным стаканом 11, от крестовины 5,загружают сырье и закрывают герметично крышками 12. Затем загруженные тигли 6,сбалансировано закрепляют на крестовине 5,находящейся внутри защитного кожуха 1, и заводят под крышку тигля 12 нихромовую спираль 9,находящуюся в контакте с коллектором токосъема 7 и со щеточным узлом 8. На двигатель 3,закрепленный на валу 4 и установленный на раме 2,через ЛАТР плавно подают напряжение 220 В. При 23989 наборе двигателем 3 скорости 1000 об/мин, на нихромовую спираль 9 со щеточного узла 8 через коллектор токосъема 7 подают кратковременный электрический импульс поджига, инициируя таким образом, процесс плавки минерального сырья в режиме СВС. По показаниям датчиков температуры и скорости 13, которые соединены с коллектором токосъема 7. При показании датчиков температуры ниже температуры плавления конечных продуктов,процесс считают завершенным. По завершении процесса, двигатель 3 останавливают, отсоединяют тигли 6, вынимают сменные огнеупорные стаканы 11 и выгружают конечный продукт плавки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Высокотемпературная центрифуга, содержащая установленные на валу двигатель и крестовину, с закрепленной на ней емкостью для плавки, и коллекторы токосъема, отличающаяся тем, что емкостью для плавки служат сбалансировано закрепленные тигли, представляющие собой стальной кожух с крышками, имеющими отверстие,и сменным огнеупорным стаканом, на стенке тигля выполнены отверстия для размещения датчиков температуры и скорости, которые соединены с коллектором токосъема, при этом, коллекторы токосъема закреплены на валу и контактируют со щеточным узлом и спиралью, заведенной в тигель через крышку.