PL60264B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 21.V.1964 dla zastrz. 1—4 18J.1965 dla zastrz. 5—18 Francja Opublikowano: 25,V.1970 60264 KI. 1 b, 2 MKP B 03 c, 3/10 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Roger Morel, Pierre Tauveron Wlasciciel patentu: Societe Anonyme De Machines Elektrostatiaues Sa- mes, Grenoble (Francja) Sposób elektrostatycznego rozdzielania mieszaniny proszku i granulatu oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu i Wynalazek dotyczy sposobu elektrostatycznego rozdzielania mieszaniny proszku i granulatu oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu. Wymie¬ niona mieszanina moze zawierac skladniki rud mineralnych, proszków tworzywa sztucznego itp.W procesach elektrostatycznego rozdzielania oraz urzadzeniach do nich dostosowanych, mieszanina, która ma byc rozdzielona jest przetwarzana na warstwe fluidalnych czastek poszczególnych sklad¬ ników mieszaniny, do której selektywnie dopro¬ wadza sie dalsze czesci mieszaniny Czastki poszczególnych skladników zostaja na¬ stepnie poddane dzialaniu pola elektrostatycznego, które wywoluje przestrzenne rozdzielenie na pod¬ stawie selektywnego ladunku poszczególnych sklad¬ ników mieszaniny. Dotychczas w jednym ze zna¬ nych sposobów pole elektrostatyczne jest wytwa¬ rzane pomiedzy para poziomo rozmieszczonych ele¬ ktrod przeciwnej biegunowosci. Mieszanina czastek zostaje naladowana przed jej wprowadzeniem w stan fluidalny, po czym czastki zostaja poddane dzialaniu pola elektrostatycznego. Czastki jednej biegunowosci sa przyciagane do jednej z elektrod, a czastki przeciwnej biegunowosci sa przyciagane do drugiej elektrody.Po nastapieniu calkowitego rozdzialu czastek poszczególne ich grupy musza byc usuniete z war¬ stwy fluidalnej za pomoca odpowiednich mecha¬ nicznych srodków ekstrakcyjnych. Dotychczas sto¬ sowane znane sposoby i urzadzenia wykazywaly 10 15 20 30 szereg wad. Na przyklad usuwanie rozdzielonych czastek z warstwy fluidalnej bylo trudne i wy¬ magalo stosowania stosunkowo skomplikowanych urzadzen ekstrakcyjnych.Inna trudnoscia bylo takze zapewnienie, aby tylko okreslone czastki wybrane do rozdzielenia otrzymywaly ladunek okreslonej biegunowosci.Trudnosc ta powodowala czesto, ze nie osiagano rozdzielenia zadanego i w rezultacie rozdzielone czastki zawieraly zanieczyszczenia, które pogarsza¬ ly przydatnosc czastek do zamierzonego celu. Ce¬ lem wynalazku jest wyeliminowanie dotychczaso¬ wych wad i niedogodnosci i opracowanie nowego i ekonomicznego sposobu i urzadzenia do elektro¬ statycznego rozdzielania czastek.Zgodnie z wynalazkiem zastosowano taki sposób i urzadzenie, przy którym stosowanie skompliko¬ wanego urzadzenia ekstrakcyjnego dla wydobycia oddzielonych czastek z warstwy fluidalnej zostaje wyeliminowane. Drugim celem wynalazku jest od¬ dzielenie okreslonego skladnika wieloskladnikowej mieszaniny czastek od pozostalych skladników.Dalszym celem wynalazku jest skonstruowanie urzadzenia do elektrostatycznego rozdzielania cza¬ stek, które jest ekonomiczne i niezawodne w pracy.Zgodnie z jednym przykladowym rozwiazaniem wynalazku, strumien gazowy zostaje skierowany do wieloskladnikowej mieszaniny czastek, które maja byc rozdzielone w celu utworzenia warstwy fluidalnej czastek, które wstepnie zostaja ogrzane 6026430 60264 do odpowiedniej temperatury i naladowane selek¬ tywnie tak ze czastki okreslonego skladnika mie¬ szaniny otrzymuja ladunek okreslonej bieguno¬ wosci. Elektrostatyczne pole ekstrakcyjne zostaje wytworzone wewnatrz warstwy fluidalnej przez co 5 rozdzielone zostaja czastki okreslonej biegunowosci ¦od pozostalych czastek znajdujacych sie w war¬ stwie fluidalnej.Zgodnie z jedna z cech wynalazku selektywne ladowanie czastek nastepuje, przynajmniej w stop- i° niu dominujacym, sposobem, który bedzie tutaj nazwany elektryzowaniem przez zetkniecie daja¬ cym w rezultacie powstanie ladunków o róznej biegunowosci na czastkach róznych skladników.Zastosowane urzadzenie jest tego rodzaju, ze zo- 15 staje zasadniczo wyeliminowana potrzeba stosowa¬ nia róznych pomocniczych srodków elektrycznych dla wytwarzania wymaganych ladunków na cza¬ stkach.Zgodnie z inna cecha wynalazku, pole elektro- 20 statyczne, oprócz oddzielania czastek okreslonego skladnika mieszaniny od pozostalych czastek, zo¬ staje wykorzystane do usuwania oddzielonych czastek z warstwy fluidalnej. Natomiast pozostale czastki zostaja zatrzymane w warstwie fluidalnej. 25 W kilku specjalnie korzystnych rozwiazaniach pole ekstrakcyjne rozciaga sie na ogól w pionowym kie¬ runku od wnetrza warstwy fluidalnej ku elektro¬ dzie umieszczonej nad zbiornikiem na uplynnione czastki.Oddzielone czastki zostaja przez pole wyciagane pionowo w góre z warstwy fluidalnej bez koniecz¬ nosci stosowania mechanicznych urzadzen ekstrak¬ cyjnych. Zgodnie z dalsza -cecha wynalazku war¬ stwa fluidalna zostaje w pewnych rozwiazaniach poddana wibracjom, które jeszcze bardziej ulat¬ wiaja selektywne ladowanie czastek.W pewnych przypadkach podobny rezultat osia¬ ga sie przez wprowadzenie do warstwy fluidalnej duzej ilosci swobodnie poruszajacych sie elemen¬ tów. Elementy te, które przykladowo zawieraja drobne kulki nieprzewodzacego materialu pozos¬ taja w warstwie w bezladnym ruchu o ograniczo¬ nej amplitudzie, powiekszajac w znacznym stopniu skutecznosc dzialania na czastki elektryzacji przez zetkniecie.W pewnych korzystnych rozwiazaniach czlon ko¬ lektorowy z materialu przewodzacego zostaje umieszczony nad warstwa fluidalna a pole eks- 5Q trakcyjne jest wytwarzane pomiedzy kolektorem, a warstwa. Czastki w warstwie fluidalnej nalado¬ wane do okreslonej biegunowosci sa przenoszone elektrostatycznie do kolektora, podczas gdy pozos¬ tale czastki sa zatrzymywane w warstwie.W innym rozwiazaniu, pole ekstrakcyjne za¬ miast byc wytworzone wprost miedzy warstwa fluidalna, a czlonem kolektora, jest wytworzone miedzy lozyskiem i elektroda plytowa umieszczona w pewnej odleglosci od kolektora. Zastosowanie tej ostatniej elektrody daje dodatkowe polepszenie pola elektrostatycznego miedzy warstwa a kolek¬ torem. 45 60 Zgodnie z kilku rozwiazaniami czlon kolektora ma postac przenosnika tasmowego bez konca, któ- 65 ry porusza sie w celu otrzymania ciaglego rozdzie¬ lania czastek we wnetrzu warstwy fluidalnej.Przedmiot wynalazku zostanie blizej wyjasniony zgodnie z dalsza czescia opisu, dotyczaca bardziej korzystnych ^rozwiazan z powolaniem sie na zala¬ czony rysunek, na którym fig. 1 przedstawia w sposób schematyczny urzadzenie rozdzielajace z pewnymi elementami pokazanymi w przekroju pionowym, a fig. 2* ogólny schemat urzadzenia w innym przykladzie rozwiazania urzadzenia roz¬ dzielajacego.Na fig. 1 zbiornik 2 z elektrycznie nieprzewo¬ dzacego materialu stanowi zbiornik na czastki, któ¬ re maja byc rozdzielane. Zbiornik 2 ma przekrój prostokatny i wyposazony jest w sciane dolna 4, oraz pozioma porowata sciane 6, która sluzy jako podloze dla czastek.Sciana 6 umieszczona jest w stosunku'do sciany dolnej 4 w ten sposób, ze tworza one miedzy soba komore. Strumien sprezonego powietrza lub inny gaz jest kierowany do tej komory przez rure 8.Gaz przechodzi przez porowata sciane 6 wprowa¬ dzajac czastki wewnatrz zbiornika 2 w stan flui¬ dalny i tworzac w ten sposób warstwe fluidalna czastek. Z pewnej odleglosci nad otwarta górna czescia zbiornika 2 znajduje sie czlon kolekturowy w postaci tasmowego przenosnika bez konca 18.Tasma wykonana jest z materialu przewodzacego elektrycznosc, takiego jak na przyklad plyta gu¬ mowa zawierajaca grafit i ma moznosc ciaglego poruszania sie wzdluz drogi miedzy dwoma do¬ lami pasowymi 20 i 22. Kolo 22 jest polaczone z odpowiednim zródlem napedu jak to pokazano schematycznie linia przerywana 30, przesuwajac tasme 18 z zasadniczo równomierna szybkoscia.Tasma 18 jest przesunieta wzdluznie w stosunku do zbiornika 2 w kierunku przenoszenia czastek.Kolo 20 jest umieszczone posrodku zbiornika, w punkcie znajdujacym sie w odleglosci od sciany krancowej zasilajacej zbiornik (kraniec lewy na fig. 1), które moze wynosic okolo jednej czwartej do jednej drugiej calkowitej dlugosci zbiornika, natomiast kolo 22 jest umieszczone nieco poza przeciwlegla sciana krancowa zbiornika tak, ze wystaje ono ponad naczyniem lub lejem wyladow¬ czym.Dolne poziome ciegno 24 tasmy znajduje sie w okreslonej odleglosci od zbiornika i jest nape¬ dzane w sposób ciagly w kierunku wskazanym przez strzalke A ku stacji kolekturowej. Szczotka 28 lub inny element usuwajacy czastki, wspólpra¬ cuje z kolem 22 przy stacji kolekturowej i jest umieszczona bezposrednio nad lejem 26. Zbiornik 2 jest wyposazony w urzadzenie podajace material skladajace sie z leja zsypowego 10. Slimak 12 znajduje sie pomiedzy dnem leja 10 i krancem* wlotowym zbiornika i jest polaczony z przylega¬ jaca sciana zbiornika powyzej poziomu porowatej plyty 6. Zamiast slimaka 12 mozna w pewnych typach urzadzenia zastosowac zwykly grawitacyj¬ ny podajnik. Urzadzenie podajnikowe dostarcza do zbiornika w sposób ciagly czastki podlegajace roz¬ dzielaniu.Wylot 14 jest polaczony ze skrajna sciana zbior¬ nika 2 po stronie przeciwnej do urzadzenia po-60264 6 dajacego. Przekrój poprzeczny tego wylotu jest odpowiednio skalibrowany w celu usuwania ze zbiornika 2 pozostalych czastek, które nie zostaly oddzielone w sposób, który obecnie zostanie opi¬ sany.Na zyczenie wylot 14 moze miec na przyklad po¬ stac, syfonu. Przewodzacy element albo porowata plyta 6, jest polaczony elektrycznie izolowanym przewodem 32 do jednego z zacisków, na przyklad zacisku dodatniego, zródla pradu stalego wysokie¬ go napiecia 34. .Zródlo 34 zawiera generator elektrostatyczny majacy napiecie wyjsciowe pradu stalego rzedu 40 do 60 kV lub powyzej. Drugi zacisk zródla 34 polaczony jest izolowanym przewodem 32 z ziemia.Przewodzaca tasma przenosnika 18 jest równiez polaczona z ziemia przez kolo pasowe 20. Zgodnie z wynalazkiem mieszanina sproszkowanych sklad¬ ników zostaje wstepnie zmielona lub w inny spo¬ sób rozdrobniona w stopniu wystarczajacym aby uzyskac zasadniczo calkowite usuniecie okreslonego skladnika, który ma byc oddzielony. Mieszanina jest nastepnie podawana w sposób staly do leja 10 i jest doprowadzana do zbiornika 2 za pomoca slimaka 12.Sprezone powietrze o odpowiednim cisnieniu i predkosci jest skierowane przez otwór wlotowy 8 ku górze przez otwory w poziomej scianie 6 w celu przetworzenia mieszaniny w zbiorniku w warstwe fluidalna.Charakterystyka warstwy fluidalnej jest dobrze zrozumiala i jest widoczne, ze taka warstwa cza¬ stek zachowuje sie pod wieloma wzgledami jak cialo plynne. Czastki proszku zawieszone w prze¬ strzeni wprawiane sa w ruch przez drobny stru¬ mien gazu wydostajacy sie przez otwory w scianie 6, tak ze czastki te upodabniaja sie do drobin cieczy, a cialo sproszkowane jako calosc zachowuje sie zgodnie z prawami hydrostatyki, tak jakby za¬ chowywalo sie cialo ciekle. Zawieszone czastki podnosza sie w zbiorniku do górnego poziomu 16, który jest podobny do swobodnego poziomu cieczy.Wysokosc poziomu 16 jest okreslona przez wza¬ jemny stosunek ilosci doplywu przez slimak 12 czastek mieszaniny oraz odplywu ich przez otwór wyladowczy 14. W warunkach ustalonych ilosci do¬ plywu i odplywu oraz wysokosc poziomu 16 pozo¬ staje stala.Strumien stezonego powietrza wchodzacy do zbiornika 2 przez wlot 8 jest ogrzewany do okres¬ lonej podwyzszonej temperatury celem podniesie¬ nia do podobnej temperatury zawieszonych cza¬ stek. Mimo, ze okreslona temperatura czastek mo¬ ze wahac sie w stosunkowo szerokich granicach, dla uzyskania najlepszych wyników temperatury czastek utrzymuje sie równomiernie w granicach od okolo 60° do okolo 100°C. Przez utrzymywanie temperatury czastek w Jtych granicach ladowanie lub elektryzacja czastek znacznie poprawia sie.Elektryzacja czastek wewnatrz warstwy fluidalnej nastepuje zasadniczo w drodze elektryzacji, przez zetkniecie lub tarcie, w wyniku której powstaja ladunki dodatnie i ujemne na czastkach róznych skladników.Przykladowo w pewnych rozwiazaniach czastki skladnika uzytkowego to jest tego, który ma byc oddzielony od mieszaniny, otrzymuja ladunek do¬ datni, natomiast czastki innych skladników otrzy- 5 muja ladunek ujemny. W tych warunkach czastki naladowane dodatnio znajduja sie w srodku pola elektrostatycznego miedzy porowata plyta przewo¬ dzaca 6, sluzaca jako dodatnia dolna elektroda i ciegnem tasmy 24, które sluzy jako ujemna gór- io na (uziemiona) elektroda.Czastki naladowane dodatnio sa porywane . przez linie sil tego pola i sa przyciagane do ciegna 24, do którego przyczepiaja sie na skutek elektrosta¬ tycznego przyciagania. Poniewaz ciegno 24 prze- 15 suwa sie w kierunku zaznaczonym strzalka A czastki te sa przenoszone do stacji wyladowczej lub kolektorowej, gdzie sa zgarniane z tasmy 18 przez szczotke 28 i spadaja do leja wyladowczego 26.Czastki pozostajace w zbiorniku 2, które zawiera- 20 ja skladniki naladowane do biegunowosci ujem¬ nej, sa usuwane przez wylot 14. Na zyczenie, te ostatnie czastki moga byc ponownie doprowadza¬ ne do tego samego lub innego, na ogól podobnego, urzadzenia. 25 Jak wyzej powiedziano, selektywne ladowanie czastek w urzadzeniu oddzielajacym nastepuje glównie w drodze elektryzacji przez zetkniecie lub wzajemne tarcie czastek. Nalezy tutaj zauwazyc, ze skuteczna elektryzacja cial stalych, mimo, ze 30 jest dobrze znanym zjawiskiem fizycznym, jest tak skomplikowana, ze zaczyna byc wlasnie dopiero rozumiana i istniejace dane sa prawie w calosci natury doswiadczalnej. Leonard B. LOES z Uni¬ wersytetu Kalifornijskiego, Berkeley Kai. wymie- 35 nia w „Static Electrification" (Springer Verlag, Niemcy 11958), dwa glówne rodzaje elektryzacji statycznej przez zetkniecie miedzy cialami sta¬ lymi.Jedna jest tak zwana elektryzacja przez zetknie- 40 cie lub elektryzacja Volta wystepujaca miedzy czy¬ stymi powierzchniami metal — metal lub metal — pólprzewodnik i bedaca wynikiem przenoszenia elektronów przy róznych poziomach energii przez stykajace sie granice. Drugi rodzaj elektryzacji 45 przez zetkniecie wedlug slów „Loetta" powinien w wiekszosci przypadków byc wlasciwie nazywany elektryzacja przez zetkniecie i wystepuje jako re¬ zultat zderzen prowadzacych do styku miedzy dwoma suchymi powierzchniami stalymi i naste- 50 pujacego po zderzeniu ich rozdzielania. Powoduje to zazwyczaj styk miedzy róznymi powierzchnia¬ mi, na przyklad dwoma izolacyjnymi cialami sta¬ lymi, lub izolatorem i metalem.Wystepuje przy tym przenoszenie sie elektronów lub jonów miedzy dwiema powierzchniami.W obecnym zastosowaniu okreslenie „elektryzacja przez zetkniecie" nalezy rozumiec jako oznacza¬ jace oba te rodzaje chociaz mozna sadzic, ze dru¬ gi rodzaj przewaza w pracy Loeb'a jest równiez powiedziane, ze „selektywne ladowanie bedzie wy¬ stepowalo wszedzie tam, gdzie powierzchnie stale sa rozrywane i styk jest przerywany". Przypusz¬ cza sie, ze jest to wlasciwy opis sposobu w jaki nastepuje zasadniczo elektryzacja w separatorze 5960264 7 z warstwa fluidalna bedacym przedmiotem wy¬ nalazku.Jest oczywiste, ze w wielu stosowanych przy¬ padkach mieszaniny skladników proszkowych, jak na przyklad rózne naturalne rudy, proszki two¬ rzyw sztucznych itp., sa zdolne przyjac selektywne ladunki róznej biegunowosci na ich odpowiednie skladniki, gdy zostaja poddane powtarzajacym sie zderzeniom oraz stykaniu sie i rozdzielaniu cza¬ stek, co ma miejsce gdy mieszanina zostaje poru¬ szona w uplynnionym lozysku. Otrzymane ladunki zostaja powiekszone przez cieplo wprowadzone za posrednictwem uplynniajacego powietrza i osiagaja taka wielkosc, ze wybrane czastki danej bieguno¬ wosci podnosza sie pokonujac grawitacje na wy¬ sokosc konieczna, aby mogly one byc skutecznie usuniete przez tasme przenosnika 18.W pewnych korzystnych rozwiazaniach wynalaz¬ ku przewidziano srodki dla dalszego powiekszania skutecznosci elektryzacji przez zetkniecie, wyste¬ pujacej w warstwie fluidalnej.Zgodnie z niektórymi z tych rozwiazan skutecz¬ nosc procesu ladowania zostaje znacznie powiek¬ szona przez odpowiednie wstrzasanie warstwy flu¬ idalnej. W tym celu stosuje sie urzadzenie wibra¬ cyjne 88, tradycyjnej budowy wspólpracujace ze zbiornikiem 2. Urzadzenie 38 moze byc dowolnego odpowiedniego rodzaju i zawiera ono przykladowo silnik indukcyjny 50 okr/sek polaczony mechanicz¬ nie ze sciana dolna zbiornika 4, który wprawia zbiornik w wibracje. Wibracja czastek zostaje jesz¬ cze zwiekszona przez zastosowanie urzadzenia do skutecznego przenoszenia wibracji z zewnetrznych scian zbiornika do samego wnetrza lozyska.W tym celu zastosowano liczne sztywne po¬ przeczne scianki dzialowe 40. Scianki 40 lacza ze soba sciany boczne zbiornika 2 w okreslonych punktach i powinny byc najlepiej wykonane z ma¬ terialu elektroizolacyjnego. Przez zastosowanie scianek 40 w polaczeniu z urzadzeniem wibracyj¬ nym 38 wzrasta bardzo znacznie skutecznosc lado¬ wania i w konsekwencji skutecznosc rozdzielania czastek. Przypuszcza sie, ze dzialanie scianek 40 w kierunku zwiekszenia skutecznosci procesu la¬ dowania jest dwojakiego rodzaju.Po pierwsze, jak wyzej powiedziano scianki po¬ przeczne sluza do przenoszenia wibracji wytwa¬ rzanych przez wibrator 38 ze scian zewnetrznych zbiornika do samego wnetrza warstwy fluidalnej tak ze warstwa jako calosc bierze skutecznie udzial w ruchu wibracyjnym. Powieksza to energie i ilosc ruchu wystepujacego we wzajemnych zderzeniach, jak równiez czestosc zderzen i tarcie, któremu pod¬ dane zostaja czastki proszku, dzieki czemu wzrasta skutecznosc elektryzacji przez zetkniecie. Po wtóre, scianki poprzeczne, w szczególnosci, jesli sa zro¬ bione z takich materialów jak, miedzy innymi, zy¬ wica epoksydowa, dzialaja przypuszczalnie jako pomocnicze lub posredniczace powierzchnie prze¬ noszace nosniki ladunku, co wielokrotnie powiek¬ sza przenoszenie nosników ladunku miedzy cza¬ stkami róznych skladników mieszaniny proszków.Nalezy rozumiec, ze scianki przenoszace wibra¬ cje 40 nie koniecznie musza laczyc ze soba prze¬ ciwlegle sciany zbiornika, lecz moga tylko wy- 8 stawac na czesc odleglosci poprzez warstwe flui¬ dalna. W zmodyfikowanym wykonaniu wedlug fig. 2, jedna z wprowadzonych róznic jest zasta¬ pienie scianek dzialowych 40 rozmieszczonymi w równych odstepach pretami poprzecznymi 41.Prety poprzeczne 41 najlepiej wykonywac z ma¬ terialu slaboprzewodzacego lub izolacyjnego.Ich dzialanie jest na ogól podobne do dzialania scianek poprzecznych 40. Urzadzenie wedlug fig. 2 jest przykladem nieco odmiennego urzadzenia do wytwarzania pionowego pola ekstracyjnego i zbie¬ rania oddzielonych czastek proszku. Tasma prze¬ nosnika 18 na fig. 2 jest wykonana ze slaboprze¬ wodzacego materialu. Urzadzenie posiada pionowa elektrode plytowa 19 umieszczona nad dolnym cie¬ gnem 24 tasmy i polaczona z ziemia. W urzadzeniu tym naladowane dodatnio czastki mieszaniny proszku sa unoszone w warstwie fluidalnej wzdluz linii sil wytworzonych miedzy dolna elektroda, która jest pionowa plyta 6 i górna elektroda 19.Ruch w góre tych czastek zostaje zahamowany za- N nim dotra one do elektrody 19 przez dolne ciegno 24, przy czym czastki przyczepiaja sie do ciegna 24 i sa przenoszone przez tasme 18 do stacji kole¬ ktorowej w sposób podobny, jak opisano po¬ przednio.W kilku urzadzeniach elektryzacja czastek prosz¬ ku w warstwie fluidalnej jest jeszcze bardziej po¬ lepszona przez wprowadzenie drobnych rucho¬ mych elementów 42 do zbiornika 2.Elementy 42 powinny zawierac male kulki lub paciorki ze slabo przewodzacego lub izolacyjnego materialu, takiego jak zywica epoksydowa, które pozostaja stale w zbiorniku.Elementy te maja takie wymiary i ciezar, ze poruszaja sie one bezladnie miedzy czastkami war¬ stwy fluidalnej pod dzialaniem strumieni uplyn¬ niajacego gazu wydostajacego sie przez otwory w plycie 6. Amplituda tych bezladnych ruchów jest jednak ograniczona, aby zapobiec unoszeniu sie tych elementów na nadmierna wysokosc ponad plyta. Podczas gdy wlasciwy zakres wymiarów i ciezarów elementów moze znacznie wahac sie za¬ leznie od danych warunków pracy, to w przypad¬ ku kulek z zywicy epoksydowej zakres srednic jest przykladowo od okolo 2 do okolo 20 milimetrów.Jesli elementy maja srednice ponizej dolnej gra¬ nicy tego zakresu, nalezy zastosowac odpowiednie srodki aby zapobiec ich wypadaniu ze zbiornika przez wylot 14 (fig. 1). W tym celu urzadzenie wedlug fig. 2, posiada wylot 14, który ma skie¬ rowany ku górze wystep 15 przez co otrzymuje sie wylot typu syfonowego.Kuliste elementy 42 dzialaja przypuszczalnie glównie jako pomocnicze srodki przenoszenia la¬ dunku pomagajace w przenoszeniu nosników la¬ dunku miedzy skladnikami mieszaniny proszku.Ladunki elektryczne dostarczane czastkom w da¬ nych warunkach i w danym czasie wzrastaja jesz¬ cze bardziej przez wprowadzanie tych elementów.Widoczne jest, ze prety poprzeczne 41, scianki poprzeczne 40 i ruchome elementy 42 posiadaja wazne wspólne cechy. Wszystkie te róznorodne srodki dostarczaja pomocniczych powierzchni, naj¬ lepiej o slabo przewodzacym charakterze, które sa 10 15 20 25- 30 35 40 45 50 55 6060264 9 umieszczone wewnatrz warstwy fluidalnej i dzia¬ laja w kierunku powiekszania elektryzacji uno¬ szonych czastek przez powiekszenie powierzchni styku, uwielokrotnienie liczby zderzen z czastkami i miedzy czastkami, dostarczenie posrednicza¬ cych powierzchni dla przenoszenia ladunków mie¬ dzy czastkami róznych skladników i ulatwienie przenoszenia wibracji ze scian bocznych zbiornika warstwy fluidalnej.Nalezy ponownie podkreslic, ze wobec niepelnej znajomosci posiadanej obecnie o szczególowym mechanizmie elektryzacji statycznej, nie mozna calkowicie wyjasnic dokladnego sposobu dzialania pomocniczych powierzchni wewnatrz warstwy flui¬ dalnej. Jednakze zastosowanie takich pomocni¬ czych powierzchni, czy to pomocniczych do zbior¬ nika, czy poruszajacych sie swobodnie wzgledem niego, powieksza elektryzacje uplynnionych czastek w takim stopniu, ze bardzo silne ladunki powstaja na uplynnionych czastkach.W pracy urzadzenia rozdzielajacego osiaga sie na przyklad skuteczny stopien elektryzacji czastek proszku w warstwie fluidalnej przy koncu okresu od okolo 1 do 3 minut.W zwiazku z .tym ekonomia, procesu poprawia sie gdy elektrostatyczne pole ekstrakcyjne zostaje przylozone do warstwy fluidalnej dopiero wtedy, gdy warstwa pozostawala wystawiona na warunki elektryzujace przez odpowiedni okres czasu. Z tego wlasnie powodu górna elektroda wytwarzajaca pole, tj. przewodzaca tasma przenosnika 18 na fig. 1, lub elektroda plytowa 19 na fig; 2 jest prze¬ sunieta lub odsadzona wzdluznie na znaczna od¬ leglosc od kranca wlotowego fluidalnego zbiorni¬ ka 2.W ten sposób otrzymuje sie poczatkowa strefe ladowania wstepnego, w której nie wystepuje pole ekstrakcyjne i w której czastki maja mozliwosc skutecznego naladowania sie. Dlugosc strefy lado¬ wania wstepnego zalezy czesciowo od ilosci prze- . plywu materialu przez zbiornik i nalezy ja tak ustalac, aby czas pozostawania warstwy fluidalnej w strefie wstepnego ladowania byl nie krótszy niz okolo 1 minuty i nie przekraczal okolo 3 minut.W celu jasniejszego przedstawienia natury ni¬ niejszego, wynalazku podajemy nastepujace przy¬ klady ilustrujace wynalazek. Nalezy jednakze pod¬ kreslic, ze podaje sie to jedynie przykladowo co nie ogranicza zakresu wynalazku.Przyklad I. Urzadzenie wedlug fig. 1 zo¬ stalo zbudowane o nastepujacych wymiarach: dlu¬ gosc zbiornika 2 metry, szerokosc zbiornika — 1 metr, wysokosc od porowatej plyty 6 do dol¬ nego ciegna 24 tasmy przenosnika — 12 centyme¬ trów: dlugosc od kranca wejsciowego zbiornika do wejsciowego kola pasowego 20 — przenosnika — okolo 1 metra. Porowata plyta 6 zostala wykonana ze spiekanego mosiadzu i miala taka porowatosc, ze przy cisnieniu powietrza pod plyta równym 1,5 atmosfery, ilosc przyplywu powietrza przez plyte wynosila okolo 750 litrów na sekunde. Tasma prze¬ nosnika 18 zostala wykonana z arkusza gumo¬ wego zawierajacego grafit i miala moznosc poru¬ szania sie z róznymi predkosciami liniowymi od 5 do 50 centymetrów na minute. 10 Generator elektrostatyczny zostal zastosowany jako zródlo energii 84. Generator ten wytwarzal potencjal 42 kV na zacisku dodatnim 82. Ruda fosforanowa, zawierajaca okolo 45'/* fosforanów, s 30°/o kalcytu róznych skladników, glównie glaukonitu, byla kru¬ szona do rozmiaru czastek, które miescily Sie w granicach od okolo 40 do 250 mikronów. Sklad¬ nik fosforanowy w pokruszonej rudzie zostal cal- 18 kowicie uwolniony co wykazaly badania mikrosko¬ powe. Ruda byla podawana do leja wlotowego 10 zbiornika w ilosci 40 kg na minuta, Otwór wlotowy powietrza 8 byl polaczony do zródla powietrza o cisnieniu 1,5 atmosfery i po- 15 wietrze bylo ogrzewane do temperatury okolo 80°C.W miare jak powietrze przechodzilo przez poro¬ wata plyte 6 warstwa rudy w zbiorniku byla uno¬ szona do wysokosci okolo 6 cm ponad plyte pod¬ stawy 6, tj. do okolo polowy odleglosci do po- 20 wierzchni dolnego ciegna przenosnika 24. Wibrator 38 wytwarzal wibracje o czestotliwosci 50 okr/sek przy poborze energii 450 watów.Aparat pracowal przez kilka minut przy plycie porowatej 6 odlaczonej od zacisku zródla 40 kilo- 25 woltów, aby zapewnic pelna poczatkowa elektryza¬ cje czastek. Nastepnie wlaczono zródlo energii i zaobserwowano, ze ciemniejszy skladnik proszku podniósl sie natychmiast powyzej swobodnego po¬ ziomu warstwy fluidalnej na calej dlugosci, rów- 30 nej 1 metr. Ciemniejszy skladnik przyczepial sie do spodniej czesci ciegna przenosnika 24, gdzie tworzyl on warstwe o grubosci 1 milimetra lub wiecej. Glebokosc tej warstwy zalezala oczywiscie od predkosci liniowej, z która przesuwala sie tas- 35 ma przenosnika. Stwierdzono, ze predkosci prze¬ nosnika od 5 do 50 centymetrów na sekunde byly zadowalajace. Warstwa osadu zgarnieta szczotka z tasmy przenosnika i zebrana w leju 26 zostala zbadana pod mikroskopem i stwierdzono, ze byla 40 ona praktycznie czystym materialem fosforanowym bez zanieczyszczen pozostalymi skladnikami rudy.Pozostale skladniki pozostaly w warstwie fluidalnej az do ich usuniecia przez rure wylotowa 14.Przyklad II. W nizej podanym przykladzie 45 biegunowosci zostaly odwrócone, przy czym plyta porowata zostala podlaczona do ziemi, a tasma przenosnika do zacisku 40 kilowatów. Podczas ruchu ciegno 24 tasmy przenosnika pokrylo sie raptownie jasno zabarwiona powloka kalcytu, krzemu i gla- 50 ukonitu, która byla prawie calkowicie wolna od jakiegokolwiek materialu fosforanowego.Widoczne bylo z tych przykladów, ze niezalez¬ nie od potencjalu do jakiego podnosi sie podsta¬ wowa plyte przewodzaca 6 i niezaleznie od kie- 55 runku pola elektrostatycznego wytworzonego • nad nia, skladnik fosforanowy w badanej mieszaninie zostaje naladowany sposobem elektryzacji przez zetkniecie do potencjalu dodatniego, a pozostale skladniki zostaja naladowane do potencjalów 60 ujemnych.Przyklad III. Przyklad I zostal powtórzony, lecz przy wibratorze 38 odlaczonym od zródla za¬ silania. Przy duzej predkosci podawania stwier¬ dzono, ze znaczna czesc skladnika fosforanowego 05 nie byla przyciagana do tasmy przenosnika, lecz60264 11 byla unoszona z pozostala mieszanina do wylotu 14. Predkosc podawania materialu nastepnie stop¬ niowo zmniejszono i stwierdzono, ze przy pred¬ kosci obnizonej do okolo 23 kilogramów na minute osiagano ponownie calkowite oddzielenie fosforanu. 5 Przyklad ten wykazal, ze podczas gdy stosowanie wibratora nie mialo istotnego znaczenia w pew¬ nych zastosowaniach handlowych, to jednak wstrzasanie czastek dawalo znaczna poprawe sku¬ tecznoscielektryzacji. 10 Przyklad IV. To samo doswiadczenie zostalo wykonane po wprowadzeniu ladunku kulistych czastek zywicy epoksydowej do zbiornika 2. Przy nieczynnym urzadzeniu wibratorowym nastepowalo calkowite oddzielenie fosforanu przy maksymalnej A5 predkosci podawania materialu, która byla znacz¬ nie wyzsza od predkosci 23 kilogramów na minute, osiagnietej w przykladzie II.Widoczne bylo z powyzszych przykladów, ze maksymalna sprawnosc oddzielania elektrostatycz- 2o nego urzadzenia w warstwie fluidalnej otrzymuje sie przez zastosowanie wibracji zbiornika i jedno¬ czesne uzycie czlonów przenoszacych wibracje jak ha przyklad sztywnych scianek poprzecznych 41.Mniejsza, lecz jeszcze dosc znaczna poprawe wy- 25 dajnosci, osiagnieto przez zastosowanie swobodnie poruszajacych sie w zbiorniku kulek.Przeprowadzono równiez próby z rudami potaso¬ wymi, miedzy innymi z sylwitami i halitami, przy czym wyniki byly na ogól porównywalne. Przewi- 30 duje sie, ze proces rozdzielania i urzadzenie wed¬ lug wynalazku moze miec zastosowanie dla innych rud i mieszanin czastek róznych od rud, na przy¬ klad dla zywic materialów plastycznych. Nalezy zauwazyc w zwiazku z tym, ze proces i urzadzenie 35 wedlug wynalazku maja przypuszczalnie szerszy zakres zastosowania, gdyz prawie wszystkie wie¬ loskladnikowe mieszaniny poddane elektryzacji przez zetkniecie w ukladzie warstwy fluidalnej zgodnie z wynalazkiem wykazuja tendencje do 40 przyjmowania ladunków róznej biegunowosci przez ich rózne skladniki, przy czym jeden (albo czasem kilka) skladnik przyjmuje jedna biegunowosc, a pozostale skladniki przyjmuja druga biegu¬ nowosc. 45 PL PL

Claims (18)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób elektrostatycznego rozdzielania miesza¬ niny proszku i granulatu, znamienny tym, ze 50 mieszanine poddaje sie dzialaniu powietrza lub gazu, celem utworzenia warstwy fluidalnej czastek poszczególnych skladników mieszaniny, które nastepnie ogrzewa sie w podwyzszonej temperaturze i poddaje selektywnemu ladowa- 55 niu na drodze elektryzacji przez zetkniecie jednych czastek z drugimi, przy czym czastki okreslonego skladnika mieszaniny otrzymuja ladunek okreslonej biegunowosci, róznej od biegunowosci pozostalych czastek, nastepnie 60 czastki warstwy fluidalnej poddaje sie dzia¬ laniu elektrycznego pola ekstrakcyjnego, przez co czastki o okreslonej biegunowosci sa odpro¬ wadzane z warstwy fluidalnej, a pozostale zo¬ staja w tejwarstwie. 65 12

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze Warstwe fluidalna wytwarza sie w zbiorniku otwartym od góry, a pole ekstrakcyjne wytwa¬ rza sie miedzy warstwa fluidalna "a elektroda 5 umieszczona nad górna czescia zbiornika, przy czym kierunek tego pola jest na ogól pionowy.

3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, znamienity tym, ze warstwe fluidalna poddaje sie wibracji w celu poprawienia skutecznosci selektywnego ladowania czastek.

4. Sposób wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze do warstwy fluidalnej wprowadza sie ele¬ menty ruchome, które zderzajac sie z ladowa¬ nymi czasteczkami zapewniaja ich selektywna elektryzacje.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze stosuje sie elementy ruchome w postaci kulek wytwarzanych z materiaju nieprzewodzacego elektrycznie.

6. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze czastki warstwy fluidalnej przesuwa sie w sposób ciagly ze strefy ladowania, gdzie od¬ bywa sie elektryzacja, do strefy oddzielania, w której czastki poddawane sa dzialaniu elek¬ trostatycznego pola ekstrakcyjnego.

7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze czastki ogrzewa sie przed ich wprowadzeniem w stan fluidalny.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze czastki ogrzewa sie za pomoca strumienia ga¬ zowego.

9. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze czastki ogrzewa sie do temperatury od okolo 60°C do okolo 100°C.

10. Urzadzenie do stosowania sposobu, wedlug zastrz. 1—8, znamienne tym, ze zawiera zbior¬ nik (2), do oddzielania czastek, elementy (4, 6, 8) przeznaczone do wprowadzania czastek w stan fluidalny, oraz elektrody przylegle do zbiornika (2) wytwarzajace elektrostatyczne pole ekstrakcyjne dla czastek o okreslonej bie¬ gunowosci.

11. Urzadzenie wedlug zastrz. 10 znamienne tym, ze zawiera elementy do ogrzewania czastek.

12. Urzadzenie wedlug zastrz. 10, znamienne tym,, ze jedna z elektrod stanowi porowata plyta (6) wykonana z materialu elektro-przewodza- cego, a druga elektroda (19, 24) jest umiesz¬ czona nad zbiornikiem (2).

13. Urzadzenie wedlug zastrz. 10, znamienne tym, ze zawiera przenosnik tasmowy (18) wykona¬ ny z materialu elektro-przewodzacego, umiesz¬ czony nad zbiornikiem (2), przy czym dolne ciegno tego przenosnika stanowi jedna z elek^ trod, oraz kolektor (26) przeznaczony na od¬ dzielone czastki.

14. Urzadzenie wedlug zastrz. 10—13, znamienne tym, ze zbiornik (2) polaczony jest z elementa¬ mi zasilajacymi (10, 12) oraz elementami od¬ prowadzajacymi (14, 14', 15).

15. Urzadzenie wedlug; zastrz. 13—16, znamienne tym, ze w zbiorniku (2) znajduja sie poprzecz¬ ne przegrody (40) urnieszczone pionowo nad plyta (6) i polaczone sztywno ze zbiornikiem 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6060264 13 (2) do którego przymocowany jest wibra¬ tor (38).

16. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 10, 11, 12, znamienna tym, ze gdy tasma przenosnikowa (18) wykonana jest z materialu slabo prze¬ wodzacego, elektroda (19), umieszczona jest równolegle nad dolnym ciegnem tasmy. 14

17. Urzadzenie wedlug zastrz. 16 znamienne tym, ze elektroda (19) wytwarzajaca pole elektrycz¬ ne stanowi porowata plyte wykonana z prze¬ wodzacego materialu.

18. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1—17, znamienna tym, ze zawiera prety poprzeczne (41). 20 18 4 6 14 26 Fig/l 19 1? 2,4 ' 30 28 to o* o : B^-J _ _ r*W*l"**W*"W**J* * " mimu m w»W\r U J 38 Fig.2 PL PL