Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu przeróbki mineralów borowych, zwlaszcza takich, jak razoryt, uleksyt, tynkal albo ko- lemanit, w celu otrzymywania produktu o wiekszej czystosci i trwalosci, z którego wy¬ twarza sie zwiazki borowe.Wedlug wynalazku niniejszego roztarty mineral borowy poddaje sie stopniowemu rozdzielaniu magnetycznemu, poczem od- dzielone skladniki niemagnetyczne prazy 6ie w taki sposób i w takiej temperaturze, zeby otrzymany produkt nie zmienial sie na po¬ wietrzu.Wymienione stopniowe rozdzielanie ma¬ gnetyczne wymaga ciaglego przechodzenia strumienia materjalu roztartego przez sze¬ reg pól magnetycznych, przyczem w kazdem z nich sa usuwane ze strumienia pewne skladniki; prazenie skladników niema¬ gnetycznych uskutecznia sie w tempera¬ turze pomiedzy 110° — 121°C, najlepiej w strumieniu goracego powietrza, przeplywa¬ jacego w tym samym kierunku, co i mineral podczas rozdzielania.Aparat do wykonywania omówionego procesu jest zaopatrzony w szereg sortowni- ków magnetycznych, przyczem strumien roz¬ tartego materialu dostarcza sie w odpo¬ wiedni sposób do pierwszego z nich; kazdy z sortownikaw wyladowuje sie po jednej lub drugiej stronie jednej lub wiekszej licz¬ by przegród, sluzacych do rozdzielania stru-mienia lub strumieni materjalu, przechodza¬ cego z kazdego sortownika, a po ostatecz- nem rozdzieleniu skladniki niemagnetyczne przechodza bezposrednio z ostatniego sortow¬ nika do obrotowego bebna prazelnego, przez który przepuszcza sie strumien powietrza goracego w kierunku, zgodnym z ruchem mi¬ neralu.Zgrubsza roztarty mineral spada bez przerwy strumieniem przez szereg wirni¬ ków, umieszczonych w kolejnych polach magnetycznych, i w kazdem polu podlega rozdzielaniu dostatecznie skutecznemu, aby oddzielic skladniki strumienia, wykazujace zaledwie slabe i znaczne róznice w pojem¬ nosci magnetycznej, a takze skladniki slabo magnetyczne lub zupelnie niemagnetyczne.Wirniki te sa wprawiane w obrót z szyb¬ koscia, dostateczna do odsrodkowego od¬ rzucania czastek magnetycznych i niema¬ gnetycznych strumienia na rozmaite odle¬ glosci, to znaczy, ze czastki magnetyczne i niemagnetyczne opuszczaja namagnetyzo- wane wirniki w róznych czesciach ich ob¬ wodów, przyczem czastki niemagnetyczne odpadaja najpierw, a magnetyczne pózniej, nabierajac w ten sposób róznych szybkosci i opadajac wskutek tego w róznych odleglo¬ sciach, Wpoblizu punktu odrywania sie czastek niemagnetycznych strumienia, przechodza¬ cego ponad kazdym wirnikiem, wytwarza sie pole magnetyczne o natezeniu najwiek- szem, dzieki czemu strumien, a zwlaszcza magnetyczne jego czastki, utrzymuja sie na wirniku w zasiegu najwiekszego natezenia pola przez najdluzszy przebieg czasu, nato¬ miast czastki niemagnetyczne latwo i szybko opuszczaja wirnik.Po zasadniczem usunieciu z materjalu zanieczyszczen takich, jak lupek i zelazo, produkt zawiera jeszcze wode krystaliza- cyjna w ilosci dostatecznej, aby go uczynic nietrwalym, wskutek czego czesc tej wody usuwa sie nastepnie przez odwodnienie, przyczem w produkcie zwieksza sie propor¬ cjonalnie zawartosc boru i obniza jego cie- zar wlasciwy.Po przejsciu przez wymienione sortowni- ki magnetyczne czesc strumienia ziarniste¬ go, zlozona zasadniczo z niezanieczyszczo- nych, niemagnetycznych, uwodnionych mi¬ neralów borowych, wprowadza sie do su¬ szarki obrotowej, w której zostaje usunieta zgóry okreslona ilosc wody.Boraks oktoedryczny ma budowe kry¬ sztalu osmiobocznego, zawiera 47,81 % B20. i 5 czasteczek wody i jest prawie trwaly.Jednym z celów wynalazku jest otrzy¬ mywanie czystszych boranów sodowych przez zmiane charakteru mineralów boro¬ wych nietylko przez usuniecie mechanicz¬ nie lub magnetycznie zanieczyszczen, lecz takze przez usuniecie dostatecznej ilosci skladników samego mineralu, w celu do¬ prowadzenia zawartosci boru do poziomu, odpowiadajacego jego zawartosci w bora¬ ksie oktoedrycznym.Zwykle podczas ogrzewania uwodnio¬ nych, mineralnych boranów sodowych zni¬ szczona zostaje budowa krystaliczna i o- trzymuje sie boran sodu o niestalej zawar¬ tosci wody, mianowicie, jesli boran sodowy ogrzewac do temperatury, w której naste¬ puje odpedzenie czesci wody, to wszystkie jego czasteczki uwodnia sie zpowrotem 10 czasteczkami wody, albo tez, jesli ogrze¬ wac go tak, zeby zachowal zaledwie 2 lub 3 czasteczki wody, to pochlonie on podczas lezenia na powietrzu az do 5 czastek wody.Obecnie wykryto, ze mineral mozna o- brabiac w ten sposób, iz odpedza sie z bo¬ raksu pryzmatycznego 5 albo nawet i 6 cza¬ steczek wody, a nastepnie pozwala mu sie po¬ chlonac zpowrotem 1 czasteczke, dzieki cze¬ mu otrzymuje sie istotnie trwaly boraks, zawierajacy 5 czasteczek wody. Wynik ten osiaga sie w temperaturach, nieco przewyz¬ szajacych 110°C.Na rysunku przedstawiono schematycz¬ nie aparat do wydzielania z mineralów, za- — 2 —wicrajacych borany, pewnych niepozada¬ nych zanieczyszczen takich, jak lupek albo mineraly zelazne, oraz do obnizenia zawar¬ tosci wody krystalizacyjnej.Dzialanie aparatu obejmuje trzy okresy rozdzielania. Strumien materjalu, zawiera¬ jacego bor, jest zanieczyszczony metalem zlozowym, oznaczonym litera a, który jest najbardziej magnetyczny, oraz lupkiem o- znaczonym litera b, który jest mniej magne¬ tyczny, niz metal zlozowy a, lecz wystepuje zwykle w wiekszych ilosciach. Z mineralów borowych tynkal oznaczono litera c, a ra- zoryt — litera d. Te mineraly sa równiez zawarte w tym strumieniu i stanowia pro¬ dukty odzyskiwane, przeznaczone do dal¬ szej obróbki.Kazde z urzadzen, przeznaczonych do wykonywania poszczególnych zabiegów roz¬ dzielania, jest zaopatrzone w szybko obra¬ cajacy sie wirnik, umieszczony miedzy para przeciwnych biegunów magnetycznych S i N. Takie wirniki buduje sie z materjalów niemagnetycznych. Wirniki dla uproszcze¬ nia oznaczono cyframi /, // i ///; sa one u- mieszczone najlepiej ponad soba, jak to u- widoczniono na rysunku, aby zapewnic opa¬ danie materjalu pod dzialaniem wlasnego ciezaru. Ziarnisty strumien opada na wirni¬ ki zasadniczo stycznie i w kierunku obrotu wirników, dzieki czemu zostaje przeniesio¬ ny przez przestrzenie wolne miedzy wirni¬ kami a sasiedniemi powierzchniami biegu¬ nów magnesów.Te trzy wirniki /, II i /// oraz przyna¬ lezne do nich bieguny sa polaczone ze soba magnetycznie i zasilane pradem z jednego elektromagnesu 50. Wirniki I i II sa umie¬ szczone równolegle, oba zas te wirniki sa polaczone szeregowo z wirnikiem ///. Dzie¬ ki temu urzadzeniu, prad jest dostarczany w taki sposób, iz prad, przeplywajacy przez wirniki, wzrasta stopniowo wedlug postepu arytmetycznego.Calkowity strumien ziarn spada pod dzialaniem wlasnego ciezaru z leju 51 na pochylnie 52, która prowadzi go na najwyz¬ szy, wirnik /. Lupek, tynkal i razoryt, za¬ warte w strumieniu mieszanym, zostaja pra¬ wie nienaruszone przez wirnik / i przecho¬ dza na prawa strone rozdzielacza strumie¬ nia 55, umieszczonego pod przelotem po¬ wietrznym tego wirnika. Wysoce magnetycz¬ ny metal zlozowy a zostaje wydzielony ze strumienia, odchylony zapomoca wirnika na lewa strone rozdzielacza i wypada z urza¬ dzenia po pochylni wyladowczej 54 do od¬ powiedniego zbiornika (nieuwidocznionego na rysunku). Dzieki latwosci, z jaka mozna usunac zelazo zlozowe a, koniec czynnego bieguna N, sprzezonego z wirnikiem /, za¬ miast postaci, zaleconej wedlug wynalazku niniejszego, moze miec jedna ze zwyklych postaci, znanych z techniki dotychczaso¬ wej, jak to uwidoczniono na rysunku.Lupek, tynkal i razoryt po opuszczeniu wirnika / zostaja skierowane zapomoca od- chylacza 55 na pochylnie 56 i odprowadzo¬ ne nadól do drugiego wirnika, pod którym umieszczony jest rozdzielacz 57. Pole ma¬ gnetyczne przy wirniku // usuwa ze stru¬ mienia wieksza czesc lupku b, który prze¬ chodzi na lewa strone rozdzielacza 57 i wy- dostaje sie po pochylni wyladowczej 5& na- zewnatrz maszyny do odpowiedniego zbior¬ nika.Mniejsza czesc lupku 6 razem z tynka- lem c i razorytem d przechodzi, na prawa strone rozdzielacza 57 i po odchylaczu 59 i pochylni 60 dostaje sie na wirnik ///.Pod wirnikiem /// znajduje sie para roz¬ dzielaczy 61 i 62. Wieksza czesc lupku b, nieusunietego zapomoca wirnika //, prze¬ chodzi na lewa strone rozdzielacza 61 i wy¬ dostaje sie z maszyny po pochylni wyla¬ dowczej 63. Drobna czesc lupku b wraz z czescia pozostala jeszcze tynkalu c i razo- rytu d przechodzi miedzy rozdzielaczami 61 i 62 i wydostaje sie nazewnatrz maszy¬ ny po pochylni wyladowczej 64 do odpo¬ wiedniego zbiornika, poczem zostaje po¬ nownie przepuszczona przez maszyne. — 3 —Glówna czesc ogólnej ilosci tynkalu c i razorytu d przechodzi na prawa strone rozdzielacza 62 i do leju F. Sa to zasadni¬ czo czyste produkty, a nieznaczna ilosc ze¬ laza albo lupku, jaki móglby pozostac w tym materjale, stanowi zanieczyszczenie bardzo male, nieprzekraczajace zwykle Niezwykly wynik magnetycznego sorto¬ wania materjalu borowego mozna wytluma¬ czyc w sposób nastepujacy. Silny strumien materjalu, skierowany do przestrzeni ponad wirnikiem wpoblizu miejsca, w którem od¬ padaja czastki niemagnetyczne, dazy nietyl- ko do zatrzymania czastek magnetycznych, stykajacych sie z magnetycznemi czesciami wirnika, lecz zmierza równiez do wprowa¬ dzania czastek magnetycznych, niestykaja¬ cych sie z magnetycznemi czesciami wirnika, w zetkniecie z niemi. Przesuniecie czastek niemagnetycznych (tynkalu i razorytu) wy¬ maga znacznej energji i dochodzi do skut¬ ku u góry wirnika, poniewaz tutaj sila ciez¬ kosci nie przeciwdziala przyciaganiu ma¬ gnetycznemu czastek magnetycznych (lupdt i mika), lecz wspóldziala z niem. Prócz tego, naturalne odrzucanie rozmaitych czastek z ziarnistego strumienia wgóre, spowodowane dzialaniem sily odsrodkowej, wspóldziala uporzadkowaniu czastek magnetycznych lupku i miki. Wskutek tego wiekszosc cza¬ stek niemagnetycznych (tynkal i razoryt) opuszcza czastki magnetyczne (lupek albo mika) albo umieszcza sie na niemagnetycz¬ nych czesciach wirnika. Dzieki temu, nie¬ magnetyczne czastki (tynkal i razoryt) moz¬ na usunac z wirnika podczas ich przejscia przez punkty odrzutowe, przyczem istnieje slaba sklonnosc do porywania czastek ma¬ gnetycznych lupku i miki. Poniewaz czastki magnetyczne stykaja sie bezposrednio z magnetycznemi czesciami wirnika, wiec do utrzymania ich na wirniku znacznie dluzej, niz niemagnetycznych czastek tynkalu i ra¬ zorytu, wystarczy stosunkowo slabe przy¬ ciaganie magnetyczne. W ten sposób osiaga sie wieksza wydajnosc. Istotnie, korzysci, wynikajace z uporzadkowania magnetycz¬ nych czastek przed ich zblizeniem sie do punktów odrzutowych, sa tak znaczne, iz korzystnie jest stosowac najwyzsze nateze¬ nie strumienia magnetycznego, skierowane¬ go do przestrzeni rozdzielania. Postepujac w ten sposób, osiagnie sie w tej przestrzeni sile odpowiednia do przemieszczania czastek niemagnetycznych i wprowadzania czastek magnetycznych w bezposrednie zetkniecie z magnetycznemi czesciami wirnika. Jedno¬ czesnie zas strumien magnetyczny o mniej¬ szej gestosci, otrzymywany wpoblizu punk¬ tów odrzutowych i ponizej, jest zdolny do zatrzymania w zetknieciu z wirnikiem przez czas dostateczny nawet bardzo slabych cza¬ stek magnetycznych, pod warunkiem, ze zo¬ stana one odpowiednio przygotowane.Pomimo tego, ze materjaly borowe, prze¬ puszczone przez urzadzenie powyzsze, sa juz bardzo czyste, pod wzgledem zanieczy¬ szczen lupkowych i zelazowych, jednakze pozostaje w nich jeszcze woda krystaliza- cyjna, oslabiajaca trwalosc boranów i te wlasnie wode nalezy usunac.Oczyszczone materjaly borowe z leju F prowadzi sie przez spust M do suszarki ob¬ rotowej H, ogrzewanej goracym gazem albo powietrzem, przyczem gazy wprowadza sie do suszarki przez rure T. Temperatura su¬ szarki jest regulowana pyrometrem, pola¬ czonym z termoparami L. Para wodna, u- wolniona podczas procesu suszenia, jak równiez zbierajacy sie pyl, wytworzony przez obracanie sie pieca lub suszarki, usu¬ wa sie zapomoca odpowiedniego wywietrz¬ nika, polaczonego z rura powietrzna Jf,'a pyl zbiera sie do odpowiedniego uzytku.Przez suszarke, umieszczona pochylo, mine¬ ral przechodzi pod dzialaniem swego cie¬ zaru i wyladowuje sie przez spust J.W typowem urzadzeniu uzywa sie su¬ szarki cylindrycznej w przyblizeniu o dlu¬ gosci 244 cm i srednicy 183 cm, obracaja¬ cej sie z szybkoscia okolo 4 obrotów na mi- — 4 —nute. Przejscie mineralu przez suszarke wy¬ maga okolo 40 minut. Temperatura w miej¬ scu doprowadzania mineralu nie przekracza 121°C, a szybkosc gazu albo powietrza, wy¬ starczajaca do usuwania pary i pylu, w)mo- si okolo 56,63 m3. Dobre wyniki otrzymano równiez przy uzyciu bebna suszarki o wy¬ miarach 914 cm na 139 cm, obracajacego sie z szybkoscia 10 obrotów na minute z prze¬ plywem powietrza = 36,81 m3 na minute.Podczas suszenia charakter materjalu borowego zmienia sie w znacznej mierze.Zawartosc B203 wzrasta w przyblizeniu o 10%, pozorna gestosc maleje z okolo 0,830 do okolo 0,666, bezwodna zawartosc boro¬ wa wzrasta w przyblizeniu z 36 — 38% na okolo 44 — 48%. Mineral, wchodzacy do suszarki, zawiera 33 — 36% wody, a pro¬ dukt, wyladowany z suszarki, zawiera 25 — 27% wody.Okazalo sie, ze w temperaturach 103°— 115°C wytwarza sie zawartosc B203, wa¬ hajaca sie od 44 do 46%, czyli scisle zbli¬ zona do zawartosci tego zwiazku w boranie oktoedrycznym. Osiaga sie to bez spiekania lub pozornego speczniania rudy borowej. - Z powyzszego opisu wynika, ze zapo- moca aparatu i procesu wedlug wynalazku oczyszcza sie i odwadnia materjal do takie¬ go stopnia, iz otrzymuje sie trwaly nowy produkt o znacznie zwiekszonej zawartosci rodnika borowego i obnizonym ciezarze wla¬ sciwym, w porównaniu z mineralem pier¬ wotnym, przyczem warunki potrzebne la¬ two jest osiagnac. Próby wykazaly, ze z pier¬ wotnego mineralu borowego wytwarza sie boran nieco suchszy od boranu oktoedrycz- nego, lecz, w razie potrzeby, mozna go pod tym wzgledem zrównac z boranem okto¬ edrycznym. PL