Wynalazek niniejszy dotyczy mieszaniny drobno rozdzielonych czastek cial stalych w ciezkich osrodkach. Wynalazek dotyczy szczególnie nowego i ulepszonego osrodka cial stklych o duzej gestosci, nadajacego sie do przygotowywania cieklych rozdzie¬ laczy oraz dotyczy sposobu przygotowywa¬ nia takich osrodków.W ostatnich latach wykazano znaczne zainteresowanie sie sposobem rozdzielania mieszanin stalych czastek przez tak zwane osadzanie sie i wsplywanie. Obejmuje on liczne procesy rozdzielania mieszanin ma¬ terialów, wykazujacych rózny stopien osa¬ dzania ich czastek, posiadajacych rózny ciezar wlasciwy w cieczach o wlasciwej ge¬ stosci. Przy najprostszym sposobie roz¬ dzielania mieszanine czastek dwóch róz¬ nych cial stalych o róznych ciezarach wla¬ sciwych zanurza sie do cieczy, posiadaja¬ cej wiekszy ciezar wlasciwy niz ciezar wla¬ sciwy jednego z powyzszych cial stalych i mniejszy niz ciezar wlasciwy drugiego ciala. Wtedy mieszanina zostaje rozdzielo¬ na na jej skladniki wskutek osadzania sie ciezkiego materialu i wsplywania materialu lzejszego.Byly proponowane rózne odmiany sposo¬ bu rozdzielania do procesów wykonanych w sposób ciagly. Przemyslowo takie odmia- -, 1ny wykonywania procesu w sposób ciagly byly szczególnie zachecajace dla przemy¬ slu górniczego w zastosowaniu do wzboga¬ cania ubogich rud. Te procesy sa szczegól¬ nie korzystne w zastosowaniu na szersza skale, Wykazuja one jednoczesnie stosun¬ kowo niskie calkowitei koszty, przypadaja¬ ce na jednostke otrzymanego produktu. Za¬ tem zagadnienie rozdzielania materialów w ciezkim osrodku stalo sie pod wzgledem handlowym bardzo waznym.Do wykonywania tych sposobów moga byc stosowane rózne ciecze o duzej gesto¬ sci. Jednakze ogólnie uzywa sie przewaz¬ nie zawiesin w wodzie lub w innych cie¬ czach, skladajacych sie z czastek stalych o odpowiedniej wielkosci. Te ciecze zostaly oznaczone jako „osrodki" lub „osrodki cial stalych" w celu odróznienia ich od stalych czastek materialów poddawanych rozdzie¬ laniu. Zawiesiny osrodków sa okreslone ja¬ ko „osrodki" lub „ciekle osrodki". Czastki osrodka posiadaja zwykle wielkosc koloi¬ dalna lub pólkoloidalna. Czastki o tym za¬ kresie wielkosci tworza zasadniczo stala zawiesine, która osadza sie raczej przez wzajemne przywieranie niz przez uwarst- wowienie. Przez wlasciwe wybranie osrod¬ ka cial stalych moze byc przygotowany cie¬ kly osrodek, którego lepkosc i gestosc moze byc zmieniana w szerokich, granicach.Stosujac wlasciwie przygotowanyN ciekly osrodek latwo mozna rozdzielic ciala sta¬ le, których róznica ciezarów wlasciwych jest tak nieznaczna jak 0,01 — 0,05.Jednakze jednym z zasadniczych proble¬ mów technicznych zastosowania w sposób ciagly procesu rozdzielania przez osadza¬ nie i wsplywanie polega na wyborze wla¬ sciwego osrodka cial stalych do wytworze¬ nia cieklego osrodka. Przede wszystkim rozdzielanie za pomoca ciezkiego osrodka jest zasadniczo tanim sposobem. Nawet stosunkowo mala operacja moze wymagac obiegu okolo 50 — 100 t osrodka cial sta¬ lych. Przeto nie moga byc stosowane osrodki tego rodzaju, aby powodowaly nie¬ wlasciwy wzrost kosztów procesu. Musi on byc korzystnie dobrany co do ilosci i albo o bardzo malej wartosci jednostkowej albo musi nadawac sie do odzyskiwania i rege¬ neracji.Przy zastosowaniu jakiegokolwiek osrod¬ ka cial stalych musi on koniecznie posia¬ dac niektóre wartosci podstawowe. Do te¬ go musza byc dodane koszty przygotowy¬ wania tych osrodków cial stalych. Przeto odzyskiwanie i regeneracja osrodków jest bardzo pozadanym zabiegiem. Podczas gdy proponowano wiele sposobów odzyskiwa¬ nia osrodka, to jednak z wielu wzgledów najbardziej korzystnym w praktyce okazal sie taki osrodek, do którego wytwarzania uzyto cial stalych wrazliwych magnetycz¬ nie. Osrodek taki poddaje sie odzyskiwa¬ niu i oczyszczaniu za pomoca magnetycz¬ nych oddzielaczy. Zatem ulepszone osrod¬ ki cial stalych musza byc nie tylko ko¬ rzystne pod wzgledem gospodarczym, lecz musza byc równiez magnetycznie wrazliwe.To wprowadza jeszcze inne wymaganie.Magnetycznie wrazliwe materialy, ko¬ rzystne do tego celu, sa przewaznie albo zelazne metale albo stopy Wiekszosc z nich jest bardzo wrazliwa na utlenianie.Niestety, zwykle obniza to ich przydatnosc, poniewaz podczas zabiegu czastki metalu zelaznego zwykle utleniaja sie w postaci róznych tlenków zelaza, które nie tylko ze nie sa magnetyczne, lecz w dodatku posia¬ daja ciezar wlasciwy, wynoszacy tylko okolo polowy ciezaru wlasciwego poczatko¬ wych czastek metalicznych. Innym"; slowy, rozdrobniona stal o ciezarze wlasciwym okolo 7,8, lub rozdrobnione zelazo o cieza¬ rze wlasciwym okolo 7,3 mogloby tworzyc idealny osrodek cial stalych.Natomiast nierdzewne stopy zelazne znaT lazly znaczne zastosowanie. Zelazokrzem np. etanowi prawdopodobnie najlepszy po¬ jedynczy material. Posiada on duze zalety, gdyz jest magnetycznie wrazliwy, nie rdze-wieje w warunkach przeprowadzania pro¬ cesu i posiada duzy ciezar wlasciwy, wy¬ noszacy okolo 6^9. Niestety, jest on sto¬ sunkowo drogi. Wobec tego, ze podczas pracy zachodza pewne nieuniknione nie¬ znaczne straty, przeto zawsze wystepuja zwiazane z tym wprawdzie male, lecz da¬ jace sie odczuc koszty procesu. Jednakze zastosowanie zelazokrzemu zapewnia w wielu przypadkach skutecznosc przebie¬ gu procesu, wykonywanego przy uzyciu osrodka cial stalych z zelazokrzemem.Jednakze ciezary wlasciwe materialów poddawanych rozdzielaniu sa czesto dosc male, wskutek czego osrodki, posiadajace tak duza gestosc jak zelazokrzem, przy ich poczatkowych kosztach, nie sa wymagane.Magnetyt lub magnetyczne tlenki zelaza o ciezarze wlasciwym okolo 5,0 np. moga byc zastosowane do przygotowania cieklego osrodka, wystarczajaco gestego i nadaja¬ cego sie korzystnie, praktycznie biorac, do wielu takich celów. Jednakze istnieje* tu pewne ograniczenie co do ciezaru wlasci¬ wego cieklego osrodka, który moze byc przygotowany ze stalych czastek o jakiej¬ kolwiek zamierzonej gestosci. Ciekly osro¬ dek o zasadniczo jakiejkolwiek, zadanej gestosci nioze byc wytworzony, lecz gdy zawartosc cial stalych staje sie zbyt duza, wówczas ciecz bedzie zbyt lepka, aby umozliwic osadzanie mniejszych lecz ciez¬ szych czastek, które stanowia frakcje osa¬ dzania materialu poddawanego rozdziela¬ niu. Zawiesina"magnetytu w zwyklych wa¬ runkach jest korzystna tylko przy rozdzie¬ laniu cial stalych, posiadajacych ciezary wlasciwe da okolo 2,5.Niestety; istnieje tu szerokie pole zasto¬ sowania, przy czym ciecze rozdzielajace o korzystnym stopniu plynnosci, wytworzo¬ ne z czastek magnetytu, nie sa wystarcza¬ jaco geste do uzyskania zadowalajacego rozdzielania. Innymi slowy, jeszcze wiele takich procesów nie wymaga zastosowania ciezkich stopów zelaznych, takich jak ze¬ lazokrzem, usprawiedliwiajacych wysokie koszty stosowania takich osrodków. Do¬ tychczas zadne odpowiednie osrodki nie by¬ ly korzystne, które sa stosunkowo tanie, magnetycznie wrazliwe i odporne na utle- . nianie w warunkach pracy, podczas gdy jednoczesnie posiadalyby one gestosc wiek¬ sza, niz gestosc magnetytu, lecz mniej ko¬ sztowne, niz odporne na utlenianie magne¬ tyczne stopy zelazne. Przedmiotem wyna¬ lazku niniejszego jest glównie zastosowanie odpowiedniego osrodka do procesu w takich przypadkach, gdzie naturalny magnetyt jest zbyt lekki, lecz osrodki cial stalych tak ciezkie, jak osrodki z zelazokrzemu, nie sa ani wymagane, ani nie usprawiedliwiaja ko¬ sztów ich zastosowania Ogólnie biorac, przedmiotem wynalazku niniejszego jest wytworzenie osrodka przez zastosowanie mieszaniny róznorodnych czastek, zawierajacych kawaleczki zelaza lub stali w masie sztucznego magnetytu.Zupelnie nieoczekiwanie okazalo sie, ze czastki zelaza i stali w takich warunkach nie wykazuja powaznych trudnosci, zwiaza¬ nych z utlenianiem ich, jak to wystepuje przy stosowaniu ich samych, mianowicie dazenie zelaza do utlenienia sie na niemag¬ netyczne tlenki zelaza o ciezarze wlasci¬ wym okolo 3,5 — 3,9 w porównaniu z cie¬ zarem wlasciwym zelaza i stali 7,3 — 7,8.Scisle mówiac, nie jest zupelnie zrozumia¬ la taka odpornosc takiego osrodka na ko¬ rozje, ani tez wynalazek niniejszy nie ogra¬ nicza sie przez jakakolwiek wyjasniajaca teorie. Osrodki cial stalych wedlug wyna¬ lazku niniejszego posiadaja dodatkowe ko¬ rzysci z {powodu latwiejszego nabycia two¬ rzacych je materialów w zadanej ilosci i mniejszych kosztów, niz przy stosowaniu naturalnego magnetytu.Osrodki wedlug wynalazku sa latwiej¬ sze do wytworzenia z odpadków przemyslu stalowego, posiadajacych znaczne ilosci magnetycznych tlenków zelaza, podobnych pod wzgledem chemicznym do magnetytt: - 3Powyzsze tlenki zostaly okreslone jako ,,sztuczny magnetyt". Jednakze moga one byc, w razie potrzeby, umyslnie przygoto¬ wane przez zastosowanie warunków, w któ¬ rych wieksza czesc zelaznego materialu za¬ mienia sie na magnetyczne tlenki. Wedlug wynalazku niniejszego stwierdzono, ze zen- dra walcownicza, kuznicza i szlifierski kurz zawieraja znaczne ilosci materialów, wy¬ maganych do ulepszenia osrodków. Wyja¬ sniono to, tytulem przykladu, na rysun¬ kach.Fig. 1 przedstawia próbke silnie namag¬ nesowanej zendry walcowniczej, fig. 2 — podobna próbke kurzu szlifierskiego i fig. 3 — schemat wykonywania sposobu oddzie¬ lania zadanych materialów.Fig. 1 przedstawia próbke zendry wal¬ cowniczej w 250-krotnym powiekszenia, przy czym na rysunku tym uwidoczniono dla porównania przeswit oczka wynoszacy 0,074 mm. Czastki 1 stali, przedstawione jako niezakreskowane przestrzenie, sa roz¬ maicie zanurzone w podstawowej masie magnetytu 2, przedstawionej w postaci pionowo zakreskowanych przestrzeni.Przypadkowe czastki zloza 3, przedstawio¬ ne za pomoca przekrojów poprzecznych, oraz hematyt 4 przedstawiony za po¬ moca kreskowania, sa równiez uwi¬ docznione na rysunku. Typowy przy¬ klad, takiej zendry walcowniczej wy¬ kazuje zawartosc zelaza 74—75%, zgaru 0,4% oraz ciezar wlasciwy, wynoszacy 5,3 — 5,6. W niektórych przypadkach za¬ wartosc zelaza i ciezar wlasciwy moga byc wieksze. W celu porównania nalezy zazna¬ czyc, ze magnetyt zawiera 72,4% zelaza i posiada ciezar wlasciwy 4, 9 — 5, 2.Na fig. 2 przedstawiono inny rodzaj ma¬ terialu, mianowicie próbke kurzu, wzieta ze zbiornika szlifierskiego. Da sie zauwa¬ zyc, ze te czastki sa nieco innej natury niz te, jakie wykazuje zendra walcownicza i kuznicza. Te ostatnie posiadaja ksztalt podluznych plytek, czastki zas kurzu szli¬ fierskiego posiadaja bardziej okragly ksztalt. Na przyklad, na fig. 2 kilka duzych czastek stali i jest otoczonych cienkim pierscieniem magnetytu 2. Nalezy równiez podkreslic, ze da sie tu zauwazyc znacz¬ nie wieksza ilosc zloza 3 wystepuja¬ cego jako wolne czastki i w niektórych przypadkach zanurzone w czastkach stali lub magnetytu. Na tej próbce da sie rów¬ niez zauwazyc male czastki hematytu. Na¬ tomiast czastki zendry walcowniczej, za¬ nim zostanie ona poddana zabiegowi odzy¬ skiwania czastek odpowiednich do wytwo¬ rzenia osrodków, sa nieco ciezsze niz czastki kurzu szlifierskiego; wymienne osrodki rozdzielajace w uzyciu sa latwo odzyskiwane z obydwóch.Odzyskiwanie czastek do wytwarzania osrodków, które przewaznie•skladaja sie ze sztucznego magnetytu, posiadajacego czastki stali, moze byc wykonane wedlug schematu, przedstawionego na fig. 3, Zen¬ dra lub kurz szlifierski wpierw zostaje po¬ kruszona w celu nadania jej wlasciwej wielkosci. Rozdrabnia sie ja zwykle do wielkosci ziarn, przechodzacych przez sito, którego przeswit oczek wynosi 0,2 mm.Jednakze niektóre procesy wymagaja sto¬ sowania osrodków o nieco wiekszych czast¬ kach cial stalych. W tym przypadku stosu¬ je sie rozdrabnianie do wielkosci ziarn, przechodzacych przez sito, którego prze¬ swit oczek wynosi od 0,6 mm do 0,7 mm. Nastepnym zagadnieniem jest usu¬ wanie niemagnetycznych materialów i zlo¬ za lub nierozpuszczalnych kwasów (zga¬ ru), zawartych w zendrze. W tym przy¬ padku najlepiej wytworzyc z rozdrobnio- nego materialu miazge w wodzie i poddac ja oddzielaniu magnetycznemu, w celu usu¬ niecia czastek magnetycznie wrazliwych.Wreszcie oddzielone magnetycznie czast¬ ki musza byc poddane zabiegowi usuwania pozostajacego tluszczu i innych zanieczy¬ szczen. To jest o wiele trudniejsze zagad¬ nienie w przypadku stosowania kurzti szli- _ 4 _fierskiego niz zendry walcowniczej lub Kuznicze). Przeto ten cistatni rodzaj mate¬ rialu jest zwykle bardziej pozadany, stwierdzono, ze tluszcz, oleje i podobne za¬ nieczyszczenia byly latwo usuwane przez odpuszczajace wydzielanie, stosujac ta- !de rozpuszczalniki, jak aceton, alkohol* i podobne, które moga byc odzyskiwane i, w razie potrzeb-, regenerowane, Gdy wydzielanie przez rozpuszczanie nie jest pozadane, wówczas uzywa sie wodnego wyplukiwania, stosujac takie odczynniki scinajace tluszcz, jak trójfosforan sodu lub l/m podobne odczynniki, i Osrodki cial stalych, wytworzone 4 ze sztucznego magnetytu wedlug wynalazku niniejszego, posiadajace ciezar wlasciwy 5,2 — 5,7, sa korzystne w zastosowaniu do rozdzielania cial stalych* ó ciezarze wla¬ sciwym okolo 2,80. Zwieksza to znacznie : akres zastosowania dajacego sie otrzymac przy zastosowaniu naturalnego magnetytu, który przy zwyklych procesach oddziela¬ nia przez osadzanie i wsplywanie posiada górna wartosc ciezaru wlasciwego okolo 2,50. Stosujac nieznacznie wieksze czastki, tworzace osrodki cial stalych w celu ; rymiejszenia stopnia lepkosci, i prad wzno- r.sacy si? do góry, mozna osrodek wedlug wynalazku ze sztucznego magnetyju stoso¬ wa do procesów rozdzielania w nizszym zakresie ciezarów wlasciwych, w których moze byc stosowany material o takiej ge¬ stosci, jak gestosc zelazokrzemu. Mozna równiez dodawac, w razie potrzeby, do osrodka wedlug wynalazku niniejszego ma¬ lej ilosci zelazokrzemu, którego ilosc zwy¬ kle nie przekracza korzystnego zakresu stosowania. ( PL