RU2102149C1

RU2102149C1 - Method for processing materials and mill for effecting the same

Info

Publication number: RU2102149C1
Application number: RU96105550A
Authority: RU
Original assignee: Злобин Михаил Николаевич; Злобин Евгений Михайлович; Злобин Андрей Михайлович
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: mining industry; for crushing ores and non-metallic raw materials. SUBSTANCE: method involves feeding of material together with water into ring-shaped crushing zone from the top, volumetric compression of the material in the crushing zone, friction grinding of material particles against each other with simultaneous impulse excitation of the particles at the moment of their deformation and destruction by high-temperature liquid flow, superheated steam or hot air, mixing of crushed product with cold water and removal of pulp from below. Impulse excitation of the particles is performed simultaneously with supplying oily and surface-active substances. Mill intended for processing materials has working chamber 1, rotor 2 mounted on vertical shaft 3, filling appliance 4 and discharge appliance 5. The rotor is made in the form of straight hollow cone 12 with water feed pipe 16 and steam-and-gas feed pipe 17. Mounted on horizontal part of pipe 17 is device intended for metered feed of oily and surface-active substances. EFFECT: high effectiveness of crushing operation and improved quality of final product. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области горнорудной промышленности, в частности, к измельчению различных материалов, и может быть использовано при измельчении рудного и нерудного сырья. The invention relates to the field of mining, in particular, to the grinding of various materials, and can be used for grinding ore and non-metallic materials.

Известен способ переработки материалов, осуществляемый в мельнице для переработки материалов [1] включающий подачу исходного материала с водой в кольцеобразную зону измельчения сверху, объемное сжатие материала в зоне измельчения, истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением концентричных слоев материала при одновременном резком высокоградиентном температурном воздействии на частицы материала в момент их деформации и разрушения высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом, смешение измельченного продукта с холодной водой и удаление продуктов измельчения снизу. A known method of processing materials, carried out in a mill for processing materials [1], comprising supplying the starting material with water to an annular grinding zone from above, volumetric compression of the material in the grinding zone, abrasion of material particles against each other by forced polygradient movement of the concentric layers of the material at the same time as a sharp high-gradient temperature impact on the particles of the material at the time of their deformation and destruction by a high-temperature liquid flow, superheated steam or burning with air, mixing the crushed product with cold water and removing the crushed products from below.

Мельница для переработки материала [1] преимущественно алмазосодержащего сырья, содержит рабочую камеру, ротор на вертикальном валу с нижним приводом, загрузочное и разгрузочное устройства, при этом ротор выполнен в виде пустотелого прямого конуса с водоподводящим и парогазоподводящим патрубками, футеровочными ребрами и со сквозными каналами в межреберных впадинах. The mill for processing material [1] mainly diamond-containing raw materials, contains a working chamber, a rotor on a vertical shaft with a lower drive, loading and unloading devices, the rotor made in the form of a hollow straight cone with water supply and steam and gas supply pipes, lining ribs and with through channels in intercostal cavities.

Недостатком известного способа [1] является то, что он не имеет необходимых операций для качественной подготовки алмазов для физико-химических методов обогащения при ее механоактивации. The disadvantage of this method [1] is that it does not have the necessary operations for the high-quality preparation of diamonds for physico-chemical methods of enrichment during its mechanical activation.

Недостатком мельницы [1] является дискретность реализуемого в ней процесса, а также отсутствие необходимых конструктивных элементов, обеспечивающих качественную подготовку поверхности алмазов для физико-химических методов обогащения при ее механоактивации. The disadvantage of the mill [1] is the discreteness of the process implemented in it, as well as the absence of the necessary structural elements to ensure high-quality preparation of the surface of diamonds for physico-chemical methods of enrichment during its mechanical activation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки материалов [2] включающий подачу исходного материала с водой в кольцеобразную зону измельчения сверху, объемное сжатие материала в зоне измельчения, истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением концентричных слоев материала при одновременном импульсном воздействии на частицы материала в момент их деформации и разрушения высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом, смешение измельченного продукта с холодной водой и удаление продуктов измельчения снизу, осуществляемые в мельнице для переработки материалов [2] содержащей рабочую камеру, ротор на вертикальном валу с нижним приводом, загрузочное и разгрузочное устройства, рабочая камера снабжена расположенным по периферии ее верхней части кольцевым перфорированным коллектором для воды, ротор выполнен в виде пустотелого прямого конуса с водоподводящим и парогазоподводящим патрубками и равномерно расположенными по его окружности вдоль образующих поверхности футеровочными ребрами, при этом в межреберных впадинах выполнены наклонные к основанию конуса сквозные каналы, разгрузочное устройство выполнено в виде расположенной под основанием конуса приводной тарели, образующей с нижним торцем рабочей камеры кольцевой зазор, перекрываемый посредством обечайки с зубчатым нижним торцем, причем последняя выполнена с возможностью перемещения вдоль рабочей камеры, а по окружности тарели концентрично с ней смонтировано уплотнительное кольцо с эластичной прокладкой, имеющее зазор с закрепленным против него скребком для съема продуктов измельчения с поверхности тарели, загрузочное устройство выполнено в виде шнека, расположенного над ротором по его оси, при этом вал шнека жестко связан с ротором в верхней его части. The closest in technical essence and the achieved result is a method of processing materials [2] comprising supplying the source material with water to an annular grinding zone from above, volumetric compression of the material in the grinding zone, abrasion of material particles against each other by forced polygradient movement of concentric layers of the material with simultaneous pulsed exposure particles of material at the time of their deformation and destruction by a high-temperature liquid flow, superheated steam or hot air, cm The solution of the crushed product with cold water and the removal of crushed products from below, carried out in a mill for processing materials [2] containing a working chamber, a rotor on a vertical shaft with a lower drive, loading and unloading devices, the working chamber is equipped with an annular perforated collector located at the periphery of its upper part for water, the rotor is made in the form of a hollow straight cone with water supply and steam and gas supply pipes and evenly spaced along its circumference along generatrices lining ribs, while in the intercostal cavities made through channels inclined to the base of the cone, the unloading device is made in the form of a drive plate located under the base of the cone, forming an annular gap with the lower end of the working chamber, overlapped by a shell with a gear bottom end, the latter being made with the ability to move along the working chamber, and around the circumference of the plate concentrically mounted with it a sealing ring with an elastic gasket having a gap with a fixed nym against it scraper pickup shredding products from the surface of a plate, the loading device is designed as a screw, located above the rotor along its axis, wherein the screw shaft is rigidly connected to the rotor in its upper part.

В данном способе и мельнице частично устранены недостатки, присущие способу и мельнице [1] Вместе с тем и они имеют недостаток, как и способ и мельница [1] связанный с отсутствием необходимых операций и конструктивных элементов, обеспечивающих качественную подготовку поверхности алмазов для физико-химических методов обогащения при ее механоактивации, проявляющийся при последующем обогатительном процессе. In this method and the mill, the disadvantages inherent in the method and the mill are partially eliminated [1] However, they also have a drawback, as well as the method and the mill [1] associated with the lack of necessary operations and structural elements ensuring high-quality preparation of the surface of diamonds for physicochemical enrichment methods during its mechanical activation, manifested during the subsequent enrichment process.

Целью изобретения является повышение качества подготовки поверхности частиц полезного компонента при непрерывном интенсивном измельчении материала для последующего эффективного их извлечения физико-химическими методами обогащения. The aim of the invention is to improve the quality of the preparation of the surface of the particles of the useful component during continuous intensive grinding of the material for their subsequent effective extraction by physicochemical enrichment methods.

Для этого в способе переработки материалов, включающем подачу материала с водой в кольцеобразную зону измельчения сверху, объемное сжатие материала в зоне измельчения, истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением концентрических слов материала при одновременном импульсном воздействии на частицы в момент их деформации и разрушения высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом, смешение измельченного продукта с холодной водой и удаление пульпы снизу, импульсное воздействие на частицы материала высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом в момент их деформации и разрушения осуществляют одновременно с подачей маслообразных и повернхостно-активных веществ. Для чего в мельнице для переработки материалов, содержащей рабочую камеру, ротор на вертикальном валу с нижним приводом, загрузочное и разгрузочное устройства, рабочая камера снабжена расположенным по периферии ее верхней части кольцевым перфорированным коллектором для воды, ротор выполнен в виде пустотелого прямого конуса с водоподводящим и парогазоподводящим патрубками и равномерно расположенными по его окружности вдоль образующих поверхности футеровочными ребрами, при этом в межреберных впадинах выполнены наклонные к основанию конуса сквозные каналы, разгрузочное устройство выполнено в виде расположенной под основанием конуса приводной тарели, образующей с нижним торцем рабочей камеры кольцевой зазор, перекрываемый посредством обечайки с зубчатым нижним торцем, причем последняя выполнена с возможностью перемещения вдоль рабочей камеры, а по окружности тарели концентрично с ней смонтировано уплотнительное кольцо с эластичной прокладкой, имеющее зазор с закрепленным против него скребком для съема продуктов измельчения с поверхности тарели, загрузочное устройство выполнено в виде шнека, расположенного над ротором по его оси, при этом вал шнека жестко связан с ротором в верхней его части, пароподводящий патрубок снабжен устройством для дозированной подачи маслообразных и поверхностно-активных веществ, выполненным в виде герметичного сосуда с расположенным внутри него шатунно-кривошипным механизмом, имеющим на возвратно-поступательной его части поршень в виде стержня с кольцевыми канавками, помещенный в цилиндр, внутренняя полость которого одним концом сообщена с внутренней полостью пароподводящего патрубка, а другая с внутренней полостью герметичного сосуда, при этом цилиндр расположен под углом к пароподводящему патрубку. To do this, in a method of processing materials, including feeding material with water into an annular grinding zone from above, volumetric compression of the material in the grinding zone, abrasion of material particles against each other by forced polygradient movement of the concentric words of the material with simultaneous pulsed action on the particles at the time of their deformation and destruction by high-temperature liquid flow, superheated steam or hot air, mixing the crushed product with cold water and removing the pulp from below, impulse during effect on the material particles high temperature fluid flow, the superheated steam or hot air at the time of deformation and fracture carried out simultaneously with the oily and povernhostno-active substances. For this, in a mill for processing materials containing a working chamber, a rotor on a vertical shaft with a lower drive, loading and unloading devices, the working chamber is equipped with an annular perforated collector for water located on the periphery of its upper part, the rotor is made in the form of a hollow straight cone with a water supply and steam-gas supply pipes and evenly spaced along its circumference along the surface forming lining ribs, while inclined to the base in intercostal cavities onus through channels, the unloading device is made in the form of a drive plate located under the base of the cone, forming an annular gap with the lower end of the working chamber, overlapped by a shell with a serrated lower end, the latter being made with the possibility of movement along the working chamber, and concentrically with it around the circumference of the plate a sealing ring with an elastic gasket is mounted, having a gap with a scraper fixed against it to remove grinding products from the surface of the plate, a loading device The property is made in the form of a screw located above the rotor along its axis, while the screw shaft is rigidly connected to the rotor in its upper part, the steam supply pipe is equipped with a device for the dosed supply of oily and surfactants, made in the form of a sealed vessel with a connecting rod located inside it - a crank mechanism, having on its reciprocating part a piston in the form of a rod with annular grooves, placed in a cylinder, the inner cavity of which is connected with the inner cavity of the vapor at one end odvodyaschego nozzle and the other with the interior of the sealed vessel, wherein the cylinder is located at an angle to paropodvodyaschemu nozzle.

При создании изобретения авторы исходили из следующего. When creating the invention, the authors proceeded from the following.

Свежеобразованная поверхность частиц, включая и алмазы при их раскрытии из руд, обладает исключительно высокой химической и адсорбционной активностью. Поэтому весьма важно защитить такую поверхность от адсорбции нежелательных веществ и молекул, приводящих к снижению их природной адгезионной активности. Это возможно сделать, если раскрытие алмазов производить в присутствии маслообразных и поверностно-активных веществ. Маслообразные вещества адсорбируются преимущественно на гидрофобной поверхности. Адсорбируясь на ней, они оказывают одновременно ингибиторное воздействие, не позволяя адсорбироваться другим веществам, способным гидрофилизировать поверхность. С другой стороны, гидрофизилированные участки поверхности частиц, подлежащих извлечению физико-химическими методами обогащения, например липкостной сепарацией, могут быть гидрофобизированы поверхностно-активными веществами в момент их высокой адсорбционной активности при раскрытии этих частиц. Маслообразные вещества, такие как мазут, который широко используется при извлечении алмазов, требуют для своего эффективного технологического воздействия весьма тонкой диспергации. Такая диспергация обеспечивается в условиях применения острого пара или горячего (раскаленного) воздуха при раскрытии алмазов в интенсивном истирающем режиме. Механоактивация поверхности извлекаемых алмазов, инициируемая измельчением в данном режиме, дополняется устойчивой ее гидрофобизацией, что обеспечивает повышение технологических показателей при последующем обогатительном процессе. The freshly formed surface of particles, including diamonds when they are opened from ores, has an extremely high chemical and adsorption activity. Therefore, it is very important to protect such a surface from adsorption of undesirable substances and molecules, leading to a decrease in their natural adhesive activity. This can be done if the disclosure of diamonds is carried out in the presence of oily and surfactant substances. Oily substances are adsorbed mainly on a hydrophobic surface. Being adsorbed on it, they simultaneously have an inhibitory effect, preventing other substances capable of hydrophilizing the surface from being adsorbed. On the other hand, hydrophilized surface areas of particles to be recovered by physicochemical enrichment methods, for example, sticky separation, can be hydrophobized by surfactants at the time of their high adsorption activity upon opening of these particles. Oily substances such as fuel oil, which is widely used in the extraction of diamonds, require very fine dispersion for their effective technological impact. Such dispersion is ensured under the conditions of using hot steam or hot (hot) air when diamonds are opened in an intensive abrasive regime. The mechanical activation of the surface of the extracted diamonds, initiated by grinding in this mode, is complemented by its steady hydrophobization, which ensures an increase in technological parameters during the subsequent enrichment process.

Процесс измельчения материала в центробежных мельницах интенсифицируется при объемном сжатии частиц материала в зоне измельчения и одновременно резком воздействии на них в момент их деформации и разрушения высокотемпературным потоком жидкости, перегретым паром или горячим воздухом. При одновременном усиленном механическом и контрастном температурном воздействии разрушение материала происходит более интенсивно и преимущественно по местам вкраплений минеральных зерен в рудном материале, что способствует лучшему их раскрытию. В известной мельнице это достигается конструктивными элементами для объемного сжатия материала в зоне измельчения и подачи непосредственно в зону измельчения высокотемпературного теплоносителя (горячей воды, перегретого пара, высокотемпературного газового потока). The process of grinding material in centrifugal mills is intensified by volumetric compression of material particles in the grinding zone and at the same time a sharp impact on them at the time of their deformation and destruction by a high-temperature liquid stream, superheated steam or hot air. With simultaneous enhanced mechanical and contrasting temperature effects, the destruction of the material occurs more intensively and mainly at the interspersed mineral grains in the ore material, which contributes to their better disclosure. In the known mill, this is achieved by structural elements for volumetric compression of the material in the grinding zone and feeding directly into the grinding zone of a high-temperature coolant (hot water, superheated steam, high-temperature gas flow).

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид мельницы для переработки материалов (фронтальный разрез), согласно изобретению; на фиг. 2 сечение по линии А-А на фиг. 1, согласно изобретению; на фиг. 3 устройство для дозированной подачи маслообразных и поверхностно-активных веществ, согласно изобретению. The invention is further explained by the description of a specific example of its implementation and the accompanying drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a mill for processing materials (frontal section), according to the invention; in FIG. 2 is a section along line AA in FIG. 1, according to the invention; in FIG. 3 device for the dosed supply of oily and surfactants according to the invention.

Мельница для переработки материалов состоит из вертикально расположенной цилиндрической рабочей камеры 1, соосно размещенного внутри нее подвижного ротора 2, закрепленного на вертикальном валу 3 с нижним приводом, загрузочного 4 и разгрузочного 5 устройств, смонтированных на общей раме 6 и станине 7. The mill for processing materials consists of a vertically arranged cylindrical working chamber 1, a movable rotor 2 coaxially placed inside it, mounted on a vertical shaft 3 with a lower drive, loading 4 and unloading 5 devices mounted on a common frame 6 and bed 7.

Рабочая камера 1 прочно скреплена с рамой 5. Внутри по периферийной части рабочей камеры 1 по всей ее высоте закреплены с равными интервалами по окружности футеровочные ребра 8, сужающиеся к нижней своей части для лучшей выгрузки измельченного продукта. По периферии верхней части рабочей камеры 1 размещен кольцевой коллектор 9 для промывных вод с водоподводящим патрубком 10 и с расположенными равномерно между футеровочными ребрами 8 выходными отверстиями 11. The working chamber 1 is firmly bonded to the frame 5. Inside the peripheral part of the working chamber 1 along its entire height, lining ribs 8 are fixed at equal intervals around the circumference, tapering to its lower part for better discharge of the crushed product. On the periphery of the upper part of the working chamber 1 there is an annular collector 9 for washing water with a water supply pipe 10 and with outlet holes 11 arranged evenly between the lining ribs 8.

Ротор 2 выполнен в виде пустотелого прямого конуса 12 с футеровочными ребрами 13, расположенными по его образующей с равными интервалами по окружности. Нижний конец вертикального вала 3 и ротор 2 опираются на консоль 14. Пустотелый прямой конус 12 имеет в межреберных впадинах футеровки ротора 2 сквозные каналы 15, соединяющие его внутреннюю полость с зоной измельчения, расположенной непосредственно над и вокруг ротора 2 в рабочей камере 1. Оси сквозных каналов 15 наклонены к основанию пустотелого прямого конуса 12 для предотвращения их забивания частицами измельчаемого материала. Внутри пустотелого прямого конуса 12 по его оси расположены водоподводящий 16 и парогазоподводящий 17 патрубки. The rotor 2 is made in the form of a hollow straight cone 12 with lining ribs 13 located along its generatrix with equal intervals around the circumference. The lower end of the vertical shaft 3 and the rotor 2 rest on the console 14. The hollow straight cone 12 has through channels 15 in the intercostal cavities of the lining of the rotor 2, connecting its internal cavity with a grinding zone located directly above and around the rotor 2 in the working chamber 1. Through axes channels 15 are inclined to the base of the hollow straight cone 12 to prevent them from clogging by particles of the crushed material. Inside the hollow straight cone 12 along its axis are water supply 16 and steam and gas supply 17 pipes.

Загрузочное устройство 4 выполнено в виде вертикально расположенного шнека 18 с загрузочной воронкой 19 в верхней своей части, являющихся одновременно непрерывно действующим прижимным приспособлением, обеспечивающим постоянное объемное сжатие частиц материала в зоне измельчения. Корпус шнека 18 и загрузочная воронка 19 прочно закреплены на цилиндрической рабочей камере 1 мельницы и на ее раме 6. Вал шнека 18 нижним своим концом посредством резьбового соединения 20 жестко связан с ротором 2 в вершине конуса 12, а верхним своим концом подвижно закреплен в подшипниковом узле 21, установленном посредством радиально расположенных ребер 22 по оси мельницы внутри загрузочной воронки 19. The loading device 4 is made in the form of a vertically arranged screw 18 with a loading funnel 19 in its upper part, which are simultaneously a continuously operating clamping device that provides constant volumetric compression of the material particles in the grinding zone. The screw housing 18 and the loading funnel 19 are firmly fixed on the cylindrical working chamber 1 of the mill and on its frame 6. The screw shaft 18 with its lower end by means of a threaded connection 20 is rigidly connected to the rotor 2 at the top of the cone 12, and its upper end is movably fixed in the bearing assembly 21, installed by means of radially arranged ribs 22 along the axis of the mill inside the feed hopper 19.

Разгрузочное устройство 5 выполнено в виде горизонтально расположенной и закрепленной в основании пустотелого прямого конуса 12 приводной тарели 23, диаметр которой превышает диаметр цилиндрической рабочей камеры 1 мельницы. Нижний торец рабочей камеры 1 образует с верхней поверхностью тарели 23 кольцевой зазор 24 телескопически перекрываемый обечайкой 25 с зубчатым нижним торцем 26, расположенной с внешней стороны рабочей камеры 1 и кинематически связанной с силовыми гидроцилиндрами 27 для возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении. Силовые гидроцилиндры 27 шарнирно связаны с опорными элементами 28 и 29. The unloading device 5 is made in the form of a drive plate 23, horizontally located and fixed at the base of the hollow straight cone 12, the diameter of which exceeds the diameter of the cylindrical working chamber 1 of the mill. The lower end of the working chamber 1 forms, with the upper surface of the plate 23, an annular gap 24 telescopically blocked by a shell 25 with a toothed lower end 26 located on the outside of the working chamber 1 and kinematically connected with the power hydraulic cylinders 27 for reciprocal movement in the axial direction. Power hydraulic cylinders 27 are pivotally connected to supporting elements 28 and 29.

Над краем тарели 23 концентрично к ней установлены уплотнительное кольцо 30 с эластичной прокладкой 31, предотвращающие просыпание материала с тарели 23. Уплотнительное кольцо 30 и прокладка 31 имеют зазор 32, против которого закреплен касательно к цилиндрической рабочей камере 1 скребок 33, предназначенный для съема измельченного материала с поверхности тарели 23 при ее вращении. Под периферийной частью тарели 23 закреплены на раме 6 течка 34 для приема измельченного материала, расположенная напротив скребка 33, и кольцевой желоб 35 с наклонным днищем для сбора шламов, проходящих через контакт неподвижной эластичной прокладки 31 и подвижной тарели 23. Over the edge of the plate 23, a sealing ring 30 with an elastic gasket 31 is concentrically mounted to it, preventing the material from spilling from the plate 23. The sealing ring 30 and the gasket 31 have a gap 32, against which a scraper 33 is fixed tangentially to the cylindrical working chamber, for removing the crushed material from the surface of the plate 23 during its rotation. Under the peripheral part of the plate 23, a estrus 34 is mounted on the frame 6 for receiving the crushed material, located opposite the scraper 33, and an annular groove 35 with an inclined bottom for collecting sludges passing through the contact of the stationary elastic strip 31 and the movable plate 23.

В нижней части мельницы расположены коническая пара 36 и горизонтальный вал с подшипниковой опорой 37, предназначенные для вращения вертикального вала 3 с ротором 2 и с закрепленной на пустотелом прямом конусе 12 приводной тарелью 23 и в вершине конуса 12 шнека 18. Корпуса подшипникового узла вертикального вала 3 и подшипниковой опоры 37 закреплены на консоли 14 станины 7. In the lower part of the mill are a conical pair 36 and a horizontal shaft with a bearing support 37, designed to rotate the vertical shaft 3 with the rotor 2 and with the drive plate 23 mounted on the hollow straight cone 12 and at the apex of the cone 12 of the screw 18. Housings of the bearing assembly of the vertical shaft 3 and bearing bearings 37 are mounted on the console 14 of the frame 7.

Кольцевой желоб 35 в верхней своей части имеет патрубки 38 для подвода смывной воды. The annular groove 35 in its upper part has nozzles 38 for supplying flushing water.

Водоподводящий патрубок 16 и парогазоподводящий патрубок 17 концентрично проходят через вертикальный вал 3. Для этого вал 3 имеет осевой канал 39. Водоподводящий патрубок 16 жестко скреплен с валом 3 посредством гаек 40 и бурта 41, выполненного заодно с патрубком 16 в верхней его части, и поэтому является подвижным, вращающимся заодно с валом 3. Парогазоподводящий патрубок 17 установлен внутри водоподводящего патрубка 16 с кольцевым зазором 42 и является неподвижным. Нижний конец водоподводящего патрубка 16 через сальниковое уплотнение 43 закреплен с возможностью осевого вращения патрубка 16 в стакане 44. Стакан 44 неподвижно закреплен в основании консоли 14 посредством фланцевого соединения 45 и имеет внутри на уровне нижнего конца водоподводящего патрубка 16 концентрическую полость с водоподводящим штуцером 47. Парогазоподводящий патрубок 17 посредством резьбового соединения 48 и бурта 49, выполненного заодно с патрубком 17 в нижней его части, жестко и плотно закреплен в стакане 44 в осевом его отверстии 50. К нижнему концу парогазоподводящего патрубка 17 прикреплен штуцер 51 для подвода парогазовой смеси. The water supply pipe 16 and the steam and gas supply pipe 17 concentrically pass through the vertical shaft 3. For this, the shaft 3 has an axial channel 39. The water supply pipe 16 is rigidly fastened to the shaft 3 by means of nuts 40 and a collar 41, made integral with the pipe 16 in its upper part, and therefore is movable, rotating at the same time with the shaft 3. The vapor-gas supply pipe 17 is installed inside the water supply pipe 16 with an annular gap 42 and is stationary. The lower end of the water supply pipe 16 through the stuffing box seal 43 is axially rotatable for the pipe 16 in the cup 44. The glass 44 is fixedly mounted in the base of the console 14 by means of a flange connection 45 and has a concentric cavity with a water supply fitting 47 inside the level of the lower end of the water supply pipe 16. Steam and gas supply the pipe 17 by means of a threaded connection 48 and a collar 49, made integral with the pipe 17 in its lower part, is rigidly and tightly fixed in the glass 44 in its axial hole 50. To n the fitting 51 is attached to the lower end of the steam-gas supply pipe 17 for supplying the gas-vapor mixture.

Большая шестерня конической пары 36 привода мельницы закреплена за вертикальный вал 3 посредством гаек 52. Вертикальный вал 3 установлен в подшипниках 53, размещенных в полости 54 консоли 14. Верхняя часть вертикального вала 3 выполнена заодно с ним в виде диска 55, на котором посредством штифтов 56 закреплен пустотелый прямой конус 12 ротора 2. The large gear of the conical pair 36 of the mill drive is fixed to the vertical shaft 3 by means of nuts 52. The vertical shaft 3 is mounted in bearings 53 located in the cavity 54 of the console 14. The upper part of the vertical shaft 3 is integral with it in the form of a disk 55 on which by pins 56 fixed hollow straight cone 12 of the rotor 2.

На горизонтальном участке патрубка 17 (фиг. 3) установлено устройство 57 для дозированной подачи маслообразных и поверхностно-активных веществ, закрепленное за консоль 14 с внешней ее стороны (на фиг. 1 не показано). Устройство 57 выполнено в виде герметичного сосуда 58 с расположенными внутри него шатунно-кривошипным механизмом 59, имеющим на возвратно-поступательной его части поршень 60 в виде стержня с кольцевыми канавками 61, предназначенными для забора маслообразных и поверхностно-активных веществ из сосуда 58 и переноса их во внутреннюю полость парогазоподводящего патрубка 17. Для этого поршень 60 помещен в цилиндр 62, внутренняя полость которого одним концом сообщена с внутренней полостью герметичного сосуда 58, а другая с внутренней полостью патрубка 17. Для большего вхождения нижней части цилиндра 60 с кольцевыми канавками 61 во внутреннюю полость патрубка 17 цилиндр 60 расположен под углом к этому патрубку. Герметичный сосуд 58 снабжен крышкой 63, плотно прижатой к верхнему его торцу через эластичную прокладку 64 посредством болтовых соединений 65, а также патрубком 66 для залива в него маслообразных и поверхностно-активных веществ. Шатунно-кривошипный механизм 59 имеет диск 67 с приводным валом 68, с уплотнением проходящим через боковую стенку сосуда 58. On a horizontal section of the pipe 17 (Fig. 3), a device 57 for the dosed supply of oily and surfactants is mounted on the console 14 from its outer side (not shown in Fig. 1). The device 57 is made in the form of a sealed vessel 58 with a crank mechanism 59 located inside it, having on its reciprocating part a piston 60 in the form of a rod with annular grooves 61, designed to collect oily and surface-active substances from the vessel 58 and transfer them into the internal cavity of the steam-gas supply pipe 17. For this, the piston 60 is placed in the cylinder 62, the internal cavity of which is connected at one end to the internal cavity of the sealed vessel 58, and the other to the internal cavity of the pipe 17. For more occurrences of the bottom of the cylinder 60 with annular grooves 61 in the inner cavity of the nozzle 17, the cylinder 60 is disposed at an angle to the nozzle. The sealed vessel 58 is provided with a cover 63 tightly pressed to its upper end through an elastic gasket 64 by means of bolt connections 65, as well as a nozzle 66 for pouring oily and surface-active substances into it. The crank mechanism 59 has a disc 67 with a drive shaft 68, with a seal passing through the side wall of the vessel 58.

Мельница для переработки материалов работает следующим образом. Mill for processing materials works as follows.

Рабочую камеру 1 через шнек 18 и загрузочную воронку 19 загрузочного устройства 4 заполняют исходным мелкокусковым материалом, подлежащим измельчению. Ротор 2 с закрепленной в основании пустотелого прямого конуса 12 тарелью 23 приводит во вращение через вертикальный вал 3, закрепленный в подшипниках 53 консоли 14, коническую пару 36 и горизонтальный вал с подшипниковой опорой 37. Одновременно в пустотелый прямой конус 12 ротора 2 подают через кольцевой зазор 42 в водоподводящем патрубке 16, концентрическую полость 46 в стакане 44 и штуцер 47 воду либо раствор ПАВ, а через парогазоподводящий патрубок 17 и штуцер 51 острый (перегретый) пар либо горячий (раскаленный) воздух с предварительно введенными в них через устройство 57 маслообразными и поверхностно-активными веществами, которые через сквозные каналы 15 в пустотелом прямом конусе 12 поступают между футеровочных ребер 13 непосредственно в зону измельчения, расположенную над и вокруг ротора 2, причем в верхнюю ее часть поступает острый (перегретый) пар, либо горячий (раскаленный) воздух с маслообразными и поверхностно-активными веществами, а в нижнюю ее часть вода либо раствор ПАВ. Утечку воды (раствора ПАВ) из стакана 44 предотвращают при этом сальниковым уплотнением 43, установленным на контакте вращающегося водоподводящего патрубка 16 и неподвижного стакана 44. The working chamber 1 through the screw 18 and the loading funnel 19 of the loading device 4 is filled with the original small-sized material to be crushed. The rotor 2 with the plate 23 fixed at the base of the hollow straight cone 12 drives through a vertical shaft 3, fixed in the bearings 53 of the console 14, a conical pair 36 and a horizontal shaft with a bearing support 37. At the same time, the rotor 2 is fed into the hollow straight cone 12 through an annular gap 42 in the water supply pipe 16, a concentric cavity 46 in the glass 44 and the fitting 47 water or a surfactant solution, and through the steam and gas supply pipe 17 and the fitting 51 sharp (superheated) steam or hot (hot) air with previously introduced into them through the device 57 with oily and surface-active substances, which through the through channels 15 in the hollow straight cone 12 enter between the lining ribs 13 directly into the grinding zone located above and around the rotor 2, and sharp (superheated) steam enters its upper part, or hot (hot) air with oily and surface-active substances, and water or a surfactant solution in its lower part. The leakage of water (surfactant solution) from the cup 44 is prevented by the gland packing 43 mounted on the contact of the rotating water supply pipe 16 and the stationary cup 44.

Дозированное введение маслосообразных и поверхностно-активных веществ в парогазоподводящий патрубок 17 посредством устройства 57 производит следующим образом. The dosed introduction of oil-like and surfactants into the vapor-gas supply pipe 17 by means of the device 57 is as follows.

Сосуд 58 через патрубок 66 заполняют жидкими маслообразными и поверхностно-активными веществами. При вращении вала 68 и диска 67 шатунно-кривошипный механизм 59 возвратно-поступательно перемещает поршень 60 кольцевыми канавками 61 в цилиндр 62. При вхождении поршня 60 во внутреннюю полость сосуда 58 маслообразные и поверхностно-активные вещества заполняют канавки 61. Затем при возвратном вхождении поршня 60 во внутреннюю полость парогазоподводящего патрубка 17 маслообразные и поверхностно-активные вещества выходят из канавок 61 и поступают в паровоздушный поток, а вместе с ним в зону деформации и разрушения частиц материала. При этом поршень 60 при своем движении одновременно изолирует высокотемпературную область высокого давления внутри парогазоподводящего патрубка 17 и область с более низкой температурой и давлением в сосуде 58. Количество маслообразных и поверхностно-активных веществ дозируют посредством изменения числа оборотов вала 68, а также сечением кольцевых канавок 61. Vessel 58 through the nozzle 66 is filled with liquid oily and surfactants. When the shaft 68 and the disk 67 rotate, the crank mechanism 59 reciprocates the piston 60 with annular grooves 61 into the cylinder 62. When the piston 60 enters the inner cavity of the vessel 58, oily and surfactants fill the grooves 61. Then, when the piston 60 returns in the internal cavity of the vapor-gas supply pipe 17, oily and surface-active substances exit the grooves 61 and enter the steam-air flow, and with it into the zone of deformation and destruction of material particles. At the same time, the piston 60 simultaneously isolates the high-temperature high-pressure region inside the vapor-gas supply pipe 17 and the region with lower temperature and pressure in the vessel 58. The number of oily and surfactants is metered by changing the number of revolutions of the shaft 68, as well as the cross section of the annular grooves 61 .

При вращении шнека 18 находящийся во внутренней полости рабочей камеры 1 исходный материал подвергается объемному сжатию. При вращении ротора 2 происходит истирание частиц материала друг о друга принудительным полиградиентным перемещением концентрических слоев материала при одновременном резком высокоградиентном температурном воздействии на частицы материала в момент их деформации и разрушения в условиях объемного сжатия материала. Частицы материала перед своим разрушением претерпевают интенсивные механические и высокотемпературные деформации, что интенсифицирует процесс их разрушения. При этом процесс ведется непрерывно. Контрастность высокотемпературного воздействия на измельчаемый материал усиливается поочередным воздействием на разрушаемые частицы материала сначала острым (перегретым) паром, либо горячим (раскаленным) воздухом с маслообразными и поверхностно-активными веществами, а затем непосредственным низкотемпературным воздействием холодной воды либо раствора ПАВ. Молекулы ПАВ оказывают расклинивающее действие (эффект П.А. Ребиндера) по микротрещинам, образующимся в деформируемых частицах материала, а также по контакту минеральных вкраплений, способствуя их лучшему раскрытию. Маслообразные вещества, в частности, мазут адсорбируются при этом на гидрофобной поверхности алмазов и, адсорбируясь на ней, оказывают одновременно ингибиторное действие, не позволяя другим веществам, способным гидрофилизировать поверхность, адсорбироваться на этой поверхности. Гидрофилизированные участки поверхности алмазов гидрофибизируются при этом поверхностно-активными веществами в момент их высокой адсорбционной активности при раскрытии. When the screw 18 rotates, the source material located in the internal cavity of the working chamber 1 undergoes volume compression. When the rotor 2 rotates, the particles of material are abraded against each other by forced polygradient movement of the concentric layers of the material with a simultaneous sharp high-gradient temperature effect on the particles of the material at the time of their deformation and destruction under conditions of volumetric compression of the material. The particles of the material undergo intensive mechanical and high temperature deformations before their destruction, which intensifies the process of their destruction. In this process is conducted continuously. The contrast of the high-temperature effect on the crushed material is enhanced by alternately exposing the material to destructible particles first with sharp (superheated) steam or hot (hot) air with oily and surface-active substances, and then with direct low-temperature exposure to cold water or a surfactant solution. Surfactant molecules have a proppant effect (P.A. Rebinder effect) on microcracks formed in deformable particles of the material, as well as on the contact of mineral inclusions, contributing to their better opening. Oily substances, in particular fuel oil, are adsorbed on the hydrophobic surface of diamonds and, being adsorbed on it, have simultaneously an inhibitory effect, preventing other substances capable of hydrophilizing the surface from being adsorbed on this surface. Hydrophilized surface areas of diamonds are hydrophobized in this case by surface-active substances at the time of their high adsorption activity upon opening.

Наклон осей каналов 15 к основанию пустотелого прямого конуса 12 препятствует их забиванию частицами измельчаемого материала при объемном его сжатии. Нахождение слоя воды в нижней части пустотелого прямого конуса 12 предохраняет диск 55 вертикального вала 3 и подшипники 53 от возможного перегрева, экранируя их от высокотемпературной среды (острого пара, горячего воздуха). Роль теплового экрана выполняет при этом также слой воды (раствора ПАВ), проходящий по кольцевому зазору 42 в водоповодящем патрубке 16. The inclination of the axes of the channels 15 to the base of the hollow straight cone 12 prevents them from clogging with particles of the crushed material during its volumetric compression. The presence of a layer of water in the lower part of the hollow straight cone 12 protects the disk 55 of the vertical shaft 3 and the bearings 53 from possible overheating, shielding them from high-temperature medium (sharp steam, hot air). The role of the heat shield is also performed by a layer of water (surfactant solution) passing through the annular gap 42 in the water supply pipe 16.

Разгрузку измельченного материала из рабочей камеры 1 осуществляют при подаче воды в кольцевой перфорированный коллектор 9 через водоподводящий патрубок 10. Выходя через выходные отверстия 11, расположенные между футеровочных ребер 8, из кольцевого перфорированного коллектора 9 и двигаясь вниз по рабочей камере 1, она уносит измельченные частицы материала в нижние его слои. При вращении приводной тарели 23 измельченный материал в виде пульпы выходит из рабочей камеры 1 через щели зубчатого торца 26 обечайки 25 и затем снимается с ее поверхности скребком 33 в течку 34 для приема измельченного материала, установленным напротив зазора 32 в кольце 30 с эластичной прокладкой 31, служащие для предотвращения просыпания материала с тарели 23 при ее вращении. Шламы, прошедшие с тарели 23 под эластичную прокладку, попадают в кольцевой желоб 35 с наклонным днищем, откуда они смываются в течку 34 водой, подаваемой через патрубки 33 для подвода смывной воды. Разгрузка измельченного материала из рабочей камеры 1 мельницы регулируется путем поднятия или опускания обечайки 25 над поверхностью тарели 23 посредством силовых гидроцилиндров 27, работа которых может быть автоматизирована. The discharge of crushed material from the working chamber 1 is carried out when water is supplied to the annular perforated collector 9 through the water supply pipe 10. Leaving through the outlet holes 11 located between the lining ribs 8 from the annular perforated collector 9 and moving down the working chamber 1, it carries away the crushed particles material in its lower layers. When the drive plate 23 rotates, the pulped material in the form of pulp leaves the working chamber 1 through the slots of the toothed end 26 of the shell 25 and then is removed from its surface by a scraper 33 into the groove 34 for receiving the chopped material, mounted opposite to the gap 32 in the ring 30 with an elastic gasket 31, serving to prevent spillage of material from the plate 23 during its rotation. The sludge passed from the plate 23 under the elastic gasket fall into the annular groove 35 with an inclined bottom, from where they are washed off into the heat 34 by the water supplied through the nozzles 33 for supplying the flushing water. The discharge of the crushed material from the working chamber 1 of the mill is regulated by raising or lowering the shell 25 above the surface of the plate 23 by means of power hydraulic cylinders 27, the operation of which can be automated.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволит повысить качество подготовки поверхности частиц полезного компонента при непрерывном интенсивном измельчении материала для последующего эффективного их извлечения физико-химическими методами обогащения. Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype will improve the quality of preparation of the surface of the particles of the useful component with continuous intensive grinding of the material for their subsequent effective extraction by physicochemical enrichment methods.

Claims

1. A method of processing materials, including feeding material with water into an annular grinding zone from above, volumetric compression of the material in the grinding zone, abrasion of material particles one by one by forced polygradient movement of the concentric layers of the material with simultaneous pulsed action on the particles at the time of deformation and destruction by a high-temperature flow liquid, superheated steam or hot air, mixing the crushed product with cold water and removing the pulp from below, characterized in that Pulsed exposure of material particles to a high-temperature fluid stream, superheated steam or hot air at the time of their deformation and destruction is carried out simultaneously with the supply of oily and surfactants.

2. A mill for processing materials, mainly diamond-containing raw materials, containing a working chamber, a rotor on a vertical shaft with a lower drive, loading and unloading devices, the working chamber is equipped with an annular perforated collector for water located on the periphery of its upper part, the rotor is made in the form of a hollow straight cone with water supply and steam and gas supply pipes and evenly spaced along its circumference along the surface forming lining ribs, while in intercostal cavities through channels inclined to the base of the cone are made, the unloading device is made in the form of a drive plate located under the base of the cone, forming an annular gap with the lower end of the working chamber, overlapped by a shell with a gear bottom end, the latter being made with the possibility of moving along the working chamber, and around plates concentrically mounted with it a sealing ring with an elastic gasket having a gap with a scraper fixed against it for removal of grinding products with the surface of the plate, the loading device is made in the form of a screw located above the rotor along its axis, while the screw shaft is rigidly connected to the rotor in its upper part, characterized in that the steam supply pipe is equipped with a device for the dosed supply of oily and surfactants.

3. The mill according to claim 2, characterized in that the device for the dosed supply of oily and surfactants is made in the form of a sealed vessel with a crank mechanism located inside it, having a piston in the form of a rod with annular grooves on its reciprocating part placed in a cylinder, the inner cavity of which is connected at one end with the inner cavity of the steam supply pipe, and the other with the internal cavity of the sealed vessel, while the cylinder is located at an angle to the steam supply nozzle.