Электроимпульсное устройство для измельчения природных минералов и металлургического кремния

(51) 02 19/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение касается дробления и измельчения природных минералов, например,кварца, волластонитовых руд и металлургического кремния и относится к устройствам для электроимпульсного измельчения твердых материалов. Задачей изобретения является повышения производительности и снижение энергозатрат. Процесс измельчения природного минерала осуществляют электроимпульсным устройством,включающее высоковольтный положительный электрод, выполненный в виде вращающегося элемента с тремя неравномерно расположенными по высоте электродами для оптимального распределения разрядов внутри корпуса. При этом отношение расстояния между концами положительных электродов и решеткой к размеру ячейки решетки установлено в пределах 1,56,0.(72) Кусаиынов Каппас Нусупбеков Бекболат Рахишевич Шаймерденова Кулжан Мейрамовна Булкаирова Гулден Айтпаевна Хасенов Аянберген Каирбекович Нусупбеков Улан Бекболатович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Карагандинский государственный университет им. академика Е.А. Букетова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ Изобретение относится к технологиям измельчения природных минералов(кварц,волластонитовая руда и др.) и металлургического кремния на основе электроимпульсного способа разрушения и может быть использовано при переработке рудных материалов. Известны устройства для электрогидравлической обработки материалов, например, дробления,эмульгирования и перемешивания, содержащее камеру с размещенными в ней электродами и отверстиями для входа обрабатываемого материала и выхода готового продукта (А.с. СССР 342404 МКИ В 02 С 23/00, 1992). Известно устройство для электрогидравлического дробления и измельчения твердых материалов, содержащее заполненную водой рабочую емкость с узлами загрузки и разгрузки, перерабатываемый материал, например отходы бетонных и железобетонных изделий,находящийся на заземленном низковольтном электроде,положительный высоковольтный электрод, фокусирующий отражатель, выполненный полым в виде усеченного прямого конуса. Фокусирующий отражатель имеет ребра жесткости,выполнен с центральным отверстием и установлен на виброгасящих пружинах с помощью несущей рамы (А.с. СССР 1719075, МКИ В 02 С 19/18,1992). Известно также устройство для дробления материалов электрическими разрядами, содержащее вертикальный корпус,заземленный желобообразный грохот,соединенный с бигармоническим приводом,высоковольтные электроды, установленные в корпусе, загрузочный бункер и разгрузочный узел, для подрешетной фракции материала (А.с. СССР 1761279, МКИ В 02 С 19/18, 1992). Прототипом предлагаемого изобретения является электрогидравлическая дробилка,содержащая корпус,рабочий электрод и расположенную под ним разгрузочную решетку,отношение расстояния между концом одинарного электрода и решетки к размеру ячейки решетки установлено в пределах 2,04,5 (Патент РФ 2105611, МКИ В 02 С 19/18, 1998). Недостатками перечисленных устройств и прототипа является то, что в перечисленных устройствах осуществлены не вс возможности увеличения производительности и повышения коэффициента полезного действия и материал подается равномерно во весь объем дробильной ячейки и обрабатываемые материалы перемещается в зону разряда самопроизвольно, что значительно снижает и интенсивность обработки. Кроме этого,положительный одинарный электрод, обеспечивает только точечное дробление в центральной области решетки, после длительной работы зазор между центральным электродом и решеткой забивается обрабатываемым материалом, а ударная волна поглощается в этом слое, что приводит к большему расходу электроэнергии на измельчение материала. Техническим результатом изобретения является повышение производительности, интенсивность обработки и КПД устройств. Процесс дробления и измельчения природных минералов осуществляют электроимпульсным устройством, включающим три высоковольтного электрода, выполненный в виде вращающегося элемента для оптимального распределения мощности разрядов и отношение расстояния между концами трех электродов и решетки к размеру ячейки решетки установлено в пределах 1,56,0. На фиг. изображен общий вид предлагаемого устройства. Устройство для измельчения природных минералов состоит из корпуса 1 и загрузочного бункера 2. В нижней части корпуса установлена разгрузочная решетка 3 с размером ячейки решетки. Электроды 4 (А, В и С) установленные на подшипнике 5 выполнены в виде вращающегося элемента с тремя по высоте неравномерно расположенными рабочими электродами для оптимального распределения мощности разрядов внутри корпуса. В нижней части корпуса установлена разгрузочная решетка-сито,являющаяся отрицательным низковольтным электродом. Нижние концы трех электродов имеют определенную высоту, а отношение расстояния (гдеменьше ,меньше ) между концами стержней электродов 4 и сита 3 к размеру ячейки решетки установлено в пределах/,56,0, в частности /1,53,5, /2,04,5 и С /2,56,0. Устройство работает следующим образом. Корпус 1 электроимпульсного устройства заполняется технической водой, через загрузочный бункер 2 природный минерал или металлургический кремний поступает на разгрузочную решетку или ситовое устройство 3, включается блок генераторов импульсов (на фиг. не показан), подающий импульсы высокого напряжения на 3-х электродное несимметрично установленное по высоте устройство 4 и включается двигатель (на фиг. не показан) для вращения электродов. Природный минерал разрушается между вращающимися электродами 4 и ситом 3. Ударная волна распространяется в технической воде от точек пробоя во все стороны и начинает дробить природный минерал или металлургический кремний. Раздробленный материал по мере измельчения выпадает через сито под действием своего веса и за счет вращения трех электродов. В результате испытаний установлено, что при увеличенном расстоянии между центральным электродом 4 С и решеткой 3 зазор между ними не забивается обработанными материалами, так как вращающий электрод проталкивает минерал через сито и не задерживается в решетке. Из-за достаточно хорошего отвода готового продукта не происходит его переизмельчение и производительность дробилки повышается. Иногда исходное сырье имеет очень заметные размеры, в связи с этим, за верхний предел предложенного соотношения размеров взята величина /6,0, при которой производительность дробилки не 2 снижается, а наоборот повышается. При этом срок безотказной оптимальной работы 3-х вращающихся электродов повышается в 2,5 раза, по сравнению с одинарным электродом. Использование трех электродного устройства при разрушении природных минералов (кварц,волластонитовая руда и др.) и металлургического кремния, обеспечивает усиленное измельчение и раздробление материалов. При работе дробилки с вращающим элементом уровень технической воды в корпусе дробилки должен обеспечивать погруженное состояние с тремя неравномерно расположенными по высоте электродами 3. Применение предлагаемого устройства с вращающимися элементами,позволяющими сократить потери энергии примерно в 2,5 раза,разрешит получить необходимый годовой экономический эффект от одной измельчительной установки при односменной работе и в то же время почти в 2,8 раза увеличить производительность переработки материалов. Введение фиксированных соотношений расстояний между концами электродов позволяет повысить результативность и интенсифицировать процесс измельчения природных минералов, а также позволяет снизить энергетические затраты на переизмельчение необходимого материала. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электроимпульсное устройство для измельчения природных минералов и металлургического кремния, содержащее корпус, рабочие электроды и расположенную под ним разгрузочную решетку,отличающееся тем, что с целью повышения производительности и снижения энергозатрат,высоковольтный электрод выполнен в виде вращающегося элемента с тремя неравномерно расположенными по высоте электродами и отношение расстояния между концами положительных электродов и решеткой к размеру ячейки решетки установлено в пределах 1,56,0.