RU2150326C1 - Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material - Google Patents

Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material Download PDF

Info

Publication number
RU2150326C1
RU2150326C1 RU98117879A RU98117879A RU2150326C1 RU 2150326 C1 RU2150326 C1 RU 2150326C1 RU 98117879 A RU98117879 A RU 98117879A RU 98117879 A RU98117879 A RU 98117879A RU 2150326 C1 RU2150326 C1 RU 2150326C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulp
voltage
electrodes
pulse
inclusions
Prior art date
Application number
RU98117879A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.А. Котов
С.Р. Корженевский
В.А. Мотовилов
А.Л. Филатов
Б.М. Корюкин
Ф.Ф. Борисков
Original Assignee
Институт электрофизики Уральского отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт электрофизики Уральского отделения РАН filed Critical Институт электрофизики Уральского отделения РАН
Priority to RU98117879A priority Critical patent/RU2150326C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150326C1 publication Critical patent/RU2150326C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: analysis of materials. SUBSTANCE: process includes treatment of pulp composed of ground material put in liquid by high-voltage electric discharges. High-voltage nanosecond pulses whose duration is specified by certain dependence are used to treat particles of material with size from some to hundreds micrometers. Plant for realization of process has high-voltage pulse generator, discharge cell with built-in electrodes, unit preparing pulp, unit taking in treated pulp, pipe-lines. Nanosecond generator with pulse repetition frequency in correspondence with specified relation is employed as high voltage generator. Discharge cell with two electrodes is placed in section of flow. One electrode is point that has high-voltage positive polarity and is so positioned that its tip is on axis of cylinder, second electrode is grounded and has form of thin cylinder with outer diameter equal to size of cell. Energy of each pulse is subject to specified relation. Invention makes it feasible to open thin inclusions in particles with size ≤ 1.0 mm. EFFECT: enhanced selectivity of opening of thin inclusions. 4 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к процессу измельчения и может быть использовано в горном деле при подготовке минерального сырья к обогащению. The invention relates to the grinding process and can be used in mining in the preparation of mineral raw materials for enrichment.

Известны способы измельчения твердого материала приложением механической нагрузки, создающей в нем напряжения, превышающие пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг [1] . Вдоль направлений с такими напряжениями происходит разрушение твердого тела на мелкие частицы. Known methods of grinding solid material by applying a mechanical load, creating stresses in it that exceed the limits of compressive, tensile and shear strength [1]. Along the directions with such stresses, a solid is destroyed into small particles.

Механическое измельчение характеризуется случайным приложением нагрузки, что обуславливает низкую селективность раскрытия включений. Оптимальная степень раскрытия включений достигается переизмельчением сырья более чем в три раза, что обуславливает большие энергозатраты на рудоподготовку [2]. Mechanical grinding is characterized by random application of the load, which leads to low selectivity of the disclosure of inclusions. The optimum degree of disclosure of inclusions is achieved by refining the raw materials more than three times, which leads to large energy consumption for ore preparation [2].

Наиболее близкими техническими решениями являются электроимпульсный и электрогидравлический способы измельчения, состоящие в обработке измельчаемого материала электрическими разрядами микросекундной длительности с энергией от десятков до тысяч джоулей [3]. The closest technical solutions are electro-pulse and electro-hydraulic grinding methods, which consist in processing the crushed material with electric discharges of microsecond duration with an energy of tens to thousands of joules [3].

При электроимпульсном методе обработка ведется за счет разряда, проходящего непосредственно через места неоднородностей (включения, границы раздела и т.п.). Это происходит потому, что при некоторой скорости нарастания напряжения электрическая прочность твердых минералов (диэлектриков) оказывается ниже, чем прочность жидкости, в которой находится этот минерал. Электрический пробой, который приводит к измельчению твердого материала, происходит преимущественно по границе фаз с различными свойствами, что приводит к повышению селективности процесса: раскрытие происходит за счет давления в канале разряда при минимальном переизмельчении исходного материала. In the electric pulse method, the processing is carried out due to the discharge passing directly through the places of inhomogeneities (inclusions, interfaces, etc.). This is because, at a certain rate of increase in voltage, the electric strength of solid minerals (dielectrics) is lower than the strength of the liquid in which this mineral is located. Electrical breakdown, which leads to the grinding of solid material, occurs mainly at the phase boundary with various properties, which leads to an increase in the selectivity of the process: opening occurs due to pressure in the discharge channel with minimal overgrinding of the starting material.

При электрогидравлическом методе воздействие производится в основном волнами сжатия и растяжения, возникающими в обрабатываемой среде при импульсном электрическом пробое пульпы (чаще всего смеси воды с обрабатываемым материалом). Такой метод позволяет проводить обработку как диэлектрических, так и электропроводящих материалов. With the electro-hydraulic method, the effect is produced mainly by compression and tensile waves that occur in the medium under pulsed electrical breakdown of the pulp (most often a mixture of water with the processed material). This method allows the processing of both dielectric and electrically conductive materials.

При обработке мелких (менее 1 мм) материалов, естественно, что доля электрогидравлического воздействия будет определяющей, т.к. поперечный размер канала разряда очень мал, от единиц до десятков микрон. Поэтому доля частиц, попавших в канал разряда, несущественна. When processing small (less than 1 mm) materials, it is natural that the proportion of electro-hydraulic impact will be decisive, because the transverse size of the discharge channel is very small, from units to tens of microns. Therefore, the fraction of particles trapped in the discharge channel is insignificant.

Однако использование импульсов, в которых энергия выделяется в течение микросекунд, не обеспечивает селективного раскрытия тонких (размером 10 - 1000 мкм) включений, т.к. они создают ударные волны микросекундной длительности. Возникающие при этом импульсы давления распространяются со скоростью несколько километров в секунду и эффективно воздействуют (создают напряжения растяжения) на объекты с характерным размером d > 1 мм, согласно выражению
d ≈ 2 • v • t, (1)
где v - скорость звука в среде; t - время нарастания импульса давления.
However, the use of pulses in which energy is released during microseconds does not provide selective disclosure of thin (10 - 1000 microns in size) inclusions, because they create shock waves of microsecond duration. The resulting pressure pulses propagate at a speed of several kilometers per second and effectively act (create tensile stresses) on objects with a characteristic size d> 1 mm, according to the expression
d ≈ 2 • v • t, (1)
where v is the speed of sound in the medium; t is the rise time of the pressure pulse.

Задачей настоящего изобретения является повышение селективности раскрытия тонких включений в частицах с размером ≤ 1 мм. The present invention is to increase the selectivity of the disclosure of fine inclusions in particles with a size of ≤ 1 mm

Поставленная задача решается тем, что в способе селективного раскрытия тонких включений из твердого материала, включающем обработку пульпы, состоящей из измельчаемого материала, находящегося в жидкости, высоковольтными электрическими разрядами в режиме пробоя, при этом для обработки частичек материала с размерами d от единиц до сотен микрометров используют высоковольтные наносекундные импульсы, длительностью t, меньшей или равной времени двойного пробега звуковой волны со скоростью v в частицах обрабатываемого материала
t ≤ 0,5 • d/v.
The problem is solved in that in a method for the selective disclosure of thin inclusions of solid material, including the processing of pulp, consisting of crushed material in the liquid, by high-voltage electric discharges in the breakdown mode, while for processing particles of material with sizes d from units to hundreds of micrometers use high-voltage nanosecond pulses of duration t less than or equal to the double-travel time of a sound wave with velocity v in the particles of the processed material
t ≤ 0.5 • d / v.

Для повышения эффективности раскрытия тонких включений область обработки пульпы может быть ограничена разрядной ячейкой, изготовленной из материала с электропроводимостью, меньшей чем электропроводность пульпы, с цилиндрическим отверстием, внутри отверстия на оси цилиндра устанавливают два электрода, причем расстояние между электродами h выбирают из условия пробоя пульпы, а диаметр цилиндрического отверстия D выбирают из условия:
D ≈ h.(2)
Для обработки непрерывного потока пульпы частота следования импульсов высокого напряжения f связана со скоростью потока пульпы Uп (см3/с) и объемом области обработки пульпы v (см3), равным 0,25 • D2 • h, соотношением:
f ≥ Uп/v.(3)
Указанная задача решается в установке для селективного раскрытия тонких включений и для измельчения твердых материалов электрическими разрядами в режиме пробоя, состоящей из генератора импульсов высокого напряжения, разрядной ячейки с встроенными в нее электродами, пульпы из измельчаемого материала и жидкости, блока подготовки пульпы, блока приема обработанной пульпы, трубопроводов и запорной арматуры, в качестве генератора высокого напряжения используется наносекундный генератор с частотой следования импульсов по п. 3, в сечение потока устанавливают разрядную ячейку с двумя электродами по п. 2, один из которых высоковольтный положительной полярности представляет из себя острие и расположен так, что кончик острия находится на оси цилиндра, а второй электрод - заземленный в виде тонкого цилиндра с внешним диаметром, равным диаметру ячейки, при этом обработку материала осуществляют высоковольтными импульсами по п. 1, а энергия каждого импульса W (Дж), отнесенная к единичному объему обрабатываемой пульпы Vо (см3), подчиняется соотношению:
3 ≤ W/Vо ≤ 10.
To increase the efficiency of opening thin inclusions, the pulp processing area can be limited by a discharge cell made of a material with electrical conductivity less than the electrical conductivity of the pulp, with a cylindrical hole, two electrodes are installed inside the hole on the cylinder axis, and the distance between the electrodes h is chosen from the condition of the breakdown of the pulp, and the diameter of the cylindrical hole D is selected from the condition:
D ≈ h. (2)
To process a continuous pulp stream, the repetition rate of high voltage pulses f is related to the pulp flow rate U p (cm 3 / s) and the volume of the pulp processing region v (cm 3 ) equal to 0.25 • D 2 • h, by the ratio:
f ≥ U p / v. ( 3)
This problem is solved in the installation for the selective disclosure of fine inclusions and for grinding solid materials by electric discharges in the breakdown mode, consisting of a high voltage pulse generator, a discharge cell with electrodes built into it, pulp from the crushed material and liquid, a pulp preparation unit, a processed reception unit pulps, pipelines and valves, as a high voltage generator, a nanosecond generator with a pulse repetition rate according to claim 3, in section They install a discharge cell with two electrodes according to claim 2, one of which a high-voltage positive polarity is a tip and is located so that the tip of the tip is located on the axis of the cylinder, and the second electrode is grounded in the form of a thin cylinder with an external diameter equal to the diameter of the cell , while the processing of the material is carried out by high-voltage pulses according to claim 1, and the energy of each pulse W (J), referred to the unit volume of the processed pulp V о (cm 3 ), obeys the ratio:
3 ≤ W / V about ≤ 10.

Пример. Предложенным и известным способами проводились сравнительные опыты по измельчению золотосодержащих пиритных хвостов обогащения медно-цинковых руд. Средний размер частиц составлял 50 мкм. Селективность раскрытия включений частиц золота определялась количеством металла, перешедшего в специальный раствор из раскрытых включений. Для первого опыта использовали импульсы длительностью 1,5 мкс, а для предложенного - длительностью 15-18 нс. В обоих испытаниях энергозатраты на обработку были одинаковы. Example. The proposed and known methods carried out comparative experiments on grinding gold-bearing pyrite tailings for the enrichment of copper-zinc ores. The average particle size was 50 μm. The selectivity of the disclosure of inclusions of gold particles was determined by the amount of metal transferred to a special solution from the disclosed inclusions. For the first experiment, pulses of 1.5 μs duration were used, and for the proposed experiment, pulses of 15-18 ns duration. In both trials, the processing energy consumption was the same.

Результаты опытов представлены в таблице. The results of the experiments are presented in the table.

Результаты показывают, что в обоих случаях происходит частичное раскрытие мелких включений, однако в предложенном методе эффективность повысилась более чем в 12 раз. The results show that in both cases there is a partial disclosure of small inclusions, however, in the proposed method, the efficiency increased by more than 12 times.

Ударные волны, распространяющиеся вокруг канала разряда, затухают на расстоянии нескольких миллиметров от оси канала до величин, при которых воздействие на обрабатываемый материал будет недостаточно для его разрушения. Следовательно, для повышения эффективности метода необходимо зону вокруг пробоя ограничить стенкой, установленной на расстоянии, при котором воздействие на обрабатываемый материал будет превышать величины его прочности. Из-за быстрого затухания волн сжатия и растяжения объем области разрушения материала будет невелик (≈ 1 см3), поэтому для повышения эффективности и производительности метода обработку пульпы необходимо вести в непрерывном потоке с использованием генераторов, позволяющих генерировать высоковольтные наносекундные импульсы с частотой следования сотни герц. Однако пробой пульпы сопровождается выделением пузырьков газа, которые необходимо удалить потоком пульпы из зоны разряда до прихода следующего импульса. Таким образом, должна быть корреляция между скоростью движения пульпы и частотой следования импульсов.Shock waves propagating around the discharge channel decay at a distance of several millimeters from the axis of the channel to values at which the impact on the processed material will not be enough to destroy it. Therefore, to increase the efficiency of the method, it is necessary to limit the area around the breakdown with a wall installed at a distance at which the impact on the processed material will exceed its strength. Due to the rapid attenuation of the compression and extension waves, the volume of the fracture region of the material will be small (≈ 1 cm 3 ); therefore, to increase the efficiency and productivity of the method, pulp processing must be carried out in a continuous flow using generators that allow generating high-voltage nanosecond pulses with a repetition rate of hundreds of hertz . However, the breakdown of the pulp is accompanied by the release of gas bubbles, which must be removed by the flow of pulp from the discharge zone before the arrival of the next pulse. Thus, there should be a correlation between the speed of the pulp and the pulse repetition rate.

На фиг. 1 - изображена схема установки для пояснения способа;
на фиг. 2 - изображен общий вид установки.
In FIG. 1 - shows a setup diagram for explaining the method;
in FIG. 2 - shows a general view of the installation.

Для решения этих проблем на пути потока пульпы устанавливают разрядную ячейку с цилиндрическим отверстием для прохождения пульпы фиг. 1. Ячейка 1, выполненная из изоляционного материала, с двумя электродами, один из которых высоковольтный 2 положительной полярности, представляет из себя острие и расположен так, что кончик острия находится на оси цилиндра. Второй электрод 3 - заземленный в виде тонкого металлического цилиндра с внешним диаметром, равным диаметру цилиндрического отверстия ячейки. To solve these problems, a discharge cell with a cylindrical hole for passing the pulp of FIG. 1. Cell 1, made of insulating material, with two electrodes, one of which is a high voltage 2 of positive polarity, is a point and is located so that the tip of the point is on the axis of the cylinder. The second electrode 3 is grounded in the form of a thin metal cylinder with an external diameter equal to the diameter of the cylindrical hole of the cell.

Расстояние между электродами h выбирают из условия стабильного пробоя пульпы. При уровне напряжений 50-250 кВ и длительности импульсов менее 50 нс величина h лежит в диапазоне 3-6 мм. Диаметр отверстия в ячейке D был найден во время испытаний из условия наибольшей эффективности с точки зрения уменьшения энергетических затрат для раскрытия тонких включений в твердых материалах. С достаточной для практических целей точностью получено, что D ≈ h. The distance between the electrodes h is chosen from the condition of stable breakdown of the pulp. At a voltage level of 50-250 kV and a pulse duration of less than 50 ns, the value of h lies in the range of 3-6 mm. The diameter of the hole in cell D was found during testing from the condition of greatest efficiency in terms of reducing energy costs for the disclosure of thin inclusions in solid materials. With sufficient accuracy for practical purposes, it was found that D ≈ h.

Частоту следования импульсов высокого напряжения определяют соотношением:
f ≥ Uп/v
где f - частота следования импульсов высокого напряжения; Uп - скорость потока пульпы (см3/с); Vо - объем обрабатываемой области (см3), равный 0,25 • D2 • h. Соотношение (2) показывает, что поток без пропусков проходит через зону разряда, что было подтверждено во время испытаний метода. Реализация этого условия возможна только при использовании генераторов с частотой следования импульсов на уровне нескольких сот герц. При такой частоте следования импульсов обеспечивается как стабильное прохождение потока, так и высокая производительность метода.
The repetition rate of high voltage pulses is determined by the ratio:
f ≥ U p / v
where f is the pulse repetition rate of high voltage; U p - pulp flow rate (cm 3 / s); V about - the volume of the treated area (cm 3 ), equal to 0.25 • D 2 • h. Relation (2) shows that the flow without gaps passes through the discharge zone, which was confirmed during the testing of the method. Realization of this condition is possible only when using generators with a pulse repetition rate at the level of several hundred hertz. At such a pulse repetition rate, both stable flow passage and high performance of the method are ensured.

Во время испытания метода были получены следующие результаты:
- для обеспечения качественной обработки материала поток пульпы должен быть направлен от высоковольтного положительного электрода к заземленному. На фиг. 1 направление потока пульпы показано стрелкой. Это может быть связано с условием зарождения стримерного разряда на положительном электроде, образованием в результате пробоя пульпы пузырьков газа и дальнейшим прохождением этих пузырьков в потоке между электродами. Противоположное направление потока характеризуется нестабильными разрядами и меньшей эффективностью метода;
- энергия импульса W (Дж), отнесенная к единичному объему обрабатываемой пульпы Vо (см), подчиняется соотношению:
3 ≤ W/Vо ≤ 10,(4)
указывающему, что в этом диапазоне удельных энергий происходит наиболее эффективное с точки зрения энергетических затрат селективное раскрытие тонких включений и измельчение твердых материалов.
During the test method, the following results were obtained:
- to ensure high-quality processing of the material, the pulp flow should be directed from the high-voltage positive electrode to the grounded one. In FIG. 1, the direction of pulp flow is indicated by an arrow. This may be due to the condition of the initiation of a streamer discharge on the positive electrode, the formation of gas bubbles as a result of the breakdown of the pulp, and the further passage of these bubbles in the flow between the electrodes. The opposite direction of flow is characterized by unstable discharges and lower efficiency of the method;
- pulse energy W (J), referred to the unit volume of the processed pulp V o (cm), obeys the ratio:
3 ≤ W / V о ≤ 10, (4)
indicating that in this range of specific energies the most effective from the point of view of energy costs is the selective disclosure of fine inclusions and grinding of solid materials.

Способ был реализован на установке фиг. 2 для селективного раскрытия тонких включений и для измельчения твердых материалов электрическими разрядами в режиме пробоя. Установка состоит из наносекундного генератора импульсов высокого напряжения 5, разрядной ячейки с встроенными в нее электродами 6, 7, пульпы, находящейся в блоке подготовки пульпы 8, блока приема обработанной пульпы 9, трубопроводов 10 и запорной арматуры B1, B2. Для обеспечения высоковольтной изоляции выходной электрод генератора и ячейка расположены в камере K, заполненной жидким диэлектриком (трансформаторное масло). The method was implemented in the installation of FIG. 2 for the selective disclosure of fine inclusions and for grinding solid materials by electric discharges in the breakdown mode. The installation consists of a nanosecond high-voltage pulse generator 5, a discharge cell with electrodes 6, 7 embedded in it, a pulp located in the pulp preparation unit 8, a processed pulp receiving unit 9, pipelines 10 and shutoff valves B1, B2. To ensure high-voltage isolation, the generator output electrode and cell are located in a chamber K filled with a liquid dielectric (transformer oil).

Установка работает следующим образом. В блок подготовки пульпы 8 непрерывно поступает измельчаемый материал и жидкость, в котором они перемешиваются для получения пульпы. При открытии вентилей B1 и B2 пульпа движется к разрядной ячейке и заполняет пространство между электродами 6 и 7. В этот момент включается генератор наносекундных импульсов высокого напряжения 5. Частота работы генератора выбрана из условия (3). В результате электрических разрядов между электродами 6 и 7 разрядной ячейки образуются волны сжатия и растяжения в твердых частицах пульпы. Эти нагрузки приводят к расщеплению частиц материала. Расщепление в основном происходит по границам раздела сред с разными электрофизическими свойствами. Это следует из того, что именно на таких границах ударные волны претерпевают наибольшие изменения, связанные с отражением и дифракцией. В результате различной величины деформации различных сред наибольшие механические напряжения возникают на границах их раздела. Именно по этим границам, которые имеют наименьшую механическую прочность, происходит дезинтеграция обрабатываемого материала, что и приводит к селективному раскрытию тонких включений. Installation works as follows. In the pulp preparation unit 8, the crushed material and the liquid continuously enter into which they are mixed to produce pulp. When valves B1 and B2 are opened, the pulp moves to the discharge cell and fills the space between the electrodes 6 and 7. At this moment, the generator of high-voltage nanosecond pulses is turned on. 5. The frequency of operation of the generator is selected from condition (3). As a result of electrical discharges between the electrodes 6 and 7 of the discharge cell, compression and extension waves are formed in the pulp solid particles. These loads lead to the splitting of material particles. The splitting mainly occurs at the interfaces between media with different electrophysical properties. This follows from the fact that it is at such boundaries that the shock waves undergo the greatest changes associated with reflection and diffraction. As a result of various strains of various media, the greatest mechanical stresses arise at their interfaces. It is precisely at these boundaries, which have the least mechanical strength, that the material being disintegrated occurs, which leads to the selective disclosure of fine inclusions.

Примером конкретного исполнения служит установка для селективного раскрытия тонких включений и для измельчения твердых материалов электрическими разрядами в режиме пробоя. Установка состоит из генератора наносекундных импульсов, размещенного в металлическом баке размером 420 х 380 х 200 мм3. Генератор формирует импульс положительной полярности амплитудой около 200 кВ, длительностью менее 18 нс, частота следования импульсов до 300 Гц, энергия в импульсе от 0,3 до 3 Дж. Выходное напряжение от генератора подается на ячейку импульсной обработки пульпы, аналогичной фиг. 1. Использовались ячейки с диаметром цилиндрического отверстия D от 3 до 10 мм. Блок подготовки пульпы представляет из себя цилиндрический сосуд диаметром 150 мм и высотой 250 мм, в котором находится винтовая мешалка с приводом от электродвигателя. Система соединена трубопроводами с вентилями, аналогично показанной на фиг. 2.An example of a specific implementation is the installation for the selective disclosure of fine inclusions and for grinding solid materials by electric discharges in the breakdown mode. The installation consists of a nanosecond pulse generator located in a metal tank with a size of 420 x 380 x 200 mm 3 . The generator generates a pulse of positive polarity with an amplitude of about 200 kV, a duration of less than 18 ns, a pulse repetition rate of up to 300 Hz, a pulse energy of 0.3 to 3 J. The output voltage from the generator is applied to the pulsed pulsed processing cell, similar to FIG. 1. Cells with a cylindrical hole diameter D from 3 to 10 mm were used. The pulp preparation unit is a cylindrical vessel with a diameter of 150 mm and a height of 250 mm, in which there is a screw mixer driven by an electric motor. The system is connected by pipelines to valves similar to that shown in FIG. 2.

На данной установке были проведены испытания по дезинтеграции различных материалов - пиритные хвосты со средним размером частиц 50 мкм, слюда с частицами размером от 100-300 мкм, кремний с размерами частиц от 10 до 500 мкм и др. Во всех испытаниях наблюдалось увеличение удельной поверхности материалов на 15-60%. Эффективность раскрытия мелких частиц показана на примере пиритных хвостов (таблица ). Disintegration tests of various materials were carried out at this facility — pyrite tails with an average particle size of 50 μm, mica with particles ranging in size from 100-300 μm, silicon with particle sizes from 10 to 500 μm, etc. In all tests, an increase in the specific surface of materials was observed 15-60%. The efficiency of the disclosure of small particles is shown by the example of pyrite tails (table).

Использованная литература
1. Селективное разрушение минералов В.И.Ревнивцев, Г.В.Гапонов, Л.И. Зарогатский и др.; Под ред. В.И.Ревнивцева. - М.: Недра, 1998, с. 9.
References
1. Selective destruction of minerals V.I. Revnivtsev, G.V. Gaponov, L.I. Zarogatsky and others; Ed. V.I. Revnivtseva. - M .: Nedra, 1998, p. 9.

2. И. И.Блехман, Г.А.Финкельштейн. К вопросу об избирательном раскрытии полезных минералов при минимальном переизмельчении их. В кн.: Совершенствование и развитие процесса подготовки руд к обогащению. Л. Механобр. 1975, вып. 140, с. 149-152. 2. I.I. Blekhman, G.A. Finkelstein. On the issue of selective disclosure of useful minerals with minimal over-grinding of them. In the book: Improving and developing the process of preparing ores for enrichment. L. Mechanobr. 1975, no. 140, p. 149-152.

3. А.Ф.Усов, Б.В.Семкин, Н.Т.Зиновьев. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии.- Л.: Наука, 1987 , с. 6-15. 3. A.F. Usov, B.V. Semkin, N.T. Zinoviev. Transients in installations of electric pulse technology.- L .: Nauka, 1987, p. 6-15.

Claims (4)

1. Способ селективного раскрытия тонких включений из твердого материала, включающий обработку пульпы, состоящей из измельчаемого материала, находящегося в жидкости, высоковольтными электрическими разрядами в режиме пробоя, отличающийся тем, что для обработки частичек материала с размерами d от единиц до сотен микрометров используют высоковольтные наносекундные импульсы длительностью t, меньшей или равной времени двойного пробега звуковой волны со скоростью v в частицах обрабатываемого материала: t ≤ 0,5 • d/v, (1). 1. A method for the selective disclosure of thin inclusions of solid material, comprising treating the pulp consisting of the crushed material in the liquid with high-voltage electric discharges in breakdown mode, characterized in that high-voltage nanosecond nanoseconds are used to process particles of material with sizes d from units to hundreds of micrometers pulses of duration t less than or equal to the double free-wave time of a sound wave with velocity v in the particles of the processed material: t ≤ 0.5 • d / v, (1). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для повышения эффективности раскрытия тонких включений область обработки пульпы ограничивают разрядной ячейкой, изготовленной из материала с электропроводимостью, меньшей чем электропроводимость пульпы, с цилиндрическим отверстием, внутри отверстия на оси цилиндра устанавливают два электрода, причем расстояние h между электродами выбирают из условия пробоя пульпы, а диаметр цилиндрического отверстия D выбирают из условия D ≈ h (2). 2. The method according to p. 1, characterized in that to increase the efficiency of the disclosure of thin inclusions, the processing area of the pulp is limited by a discharge cell made of a material with an electrical conductivity less than the electrical conductivity of the pulp with a cylindrical hole, two electrodes are installed inside the hole on the cylinder axis, moreover the distance h between the electrodes is selected from the breakdown condition of the pulp, and the diameter of the cylindrical hole D is selected from the condition D ≈ h (2). 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для обработки непрерывного потока пульпы частота f следования импульсов высокого напряжения связана со скоростью Uп потока пульпы и объемом области обработки пульпы v, равным 0,25 • D2 • h, соотношением f ≥ Uп/v, (3).3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for processing a continuous pulp stream, the pulse repetition frequency f of high voltage pulses is related to the velocity U p of the pulp stream and the volume of the pulp processing region v equal to 0.25 • D 2 • h, by the ratio f ≥ U p / v, (3). 4. Установка для селективного раскрытия тонких включений и для измельчения твердых материалов электрическими разрядами в режиме пробоя, состоящая из генератора импульсов высокого напряжения, разрядной ячейки с встроенными в нее электродами, пульпы из измельчаемого материала и жидкости, блока подготовки пульпы, блока приема обработанной пульпы, трубопроводов и запорной арматуры, отличающаяся тем, что в качестве генератора высокого напряжения используется наносекундный генератор с частотой следования импульсов по п.3, в сечение потока устанавливают разрядную ячейку с двумя электродами по п.2, один из которых, высоковольтный положительной полярности, представляет из себя острие и расположен так, что кончик острия находится на оси цилиндра, а второй электрод - заземленный в виде тонкого цилиндра с внешним диаметром, равным диаметру ячейки, при этом обработку материала осуществляют высоковольтными импульсами по п.1, а энергия каждого импульса W (Дж), отнесенная к единичному объему обрабатываемой пульпы Vо (см3), подчиняется соотношению 3 ≤ W/Vо ≤ 10.4. Installation for the selective disclosure of fine inclusions and for grinding solid materials by electric discharges in the breakdown mode, consisting of a high voltage pulse generator, a discharge cell with electrodes built into it, pulp from the material to be ground and liquid, a pulp preparation unit, a processed pulp receiving unit, pipelines and valves, characterized in that as a high voltage generator, a nanosecond generator with a pulse repetition rate according to claim 3 is used, in the flow cross section establish a discharge cell with two electrodes according to claim 2, one of which, a high-voltage positive polarity, is a tip and is located so that the tip of the tip is located on the axis of the cylinder, and the second electrode is grounded in the form of a thin cylinder with an external diameter equal to the diameter cell, the material is treated with high-voltage pulses according to claim 1, and the energy of each pulse W (J), referred to the unit volume of the treated pulp V о (cm 3 ), obeys the ratio 3 ≤ W / V о ≤ 10.
RU98117879A 1998-09-29 1998-09-29 Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material RU2150326C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98117879A RU2150326C1 (en) 1998-09-29 1998-09-29 Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98117879A RU2150326C1 (en) 1998-09-29 1998-09-29 Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150326C1 true RU2150326C1 (en) 2000-06-10

Family

ID=20210830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98117879A RU2150326C1 (en) 1998-09-29 1998-09-29 Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150326C1 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467802C1 (en) * 2011-03-21 2012-11-27 Анатолий Иванович Мамаев Method of processing complex gold-bearing ores, concentrates and secondary raw stock
WO2012173969A2 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
WO2012178201A1 (en) * 2011-06-24 2012-12-27 Jtw, Llc Advanced nano technology for growing metallic nano-clusters
US8567522B2 (en) 2004-08-20 2013-10-29 Sdg, Llc Apparatus and method for supplying electrical power to an electrocrushing drill
US8616302B2 (en) 2004-08-20 2013-12-31 Sdg, Llc Pulsed electric rock drilling apparatus with non-rotating bit and directional control
RU2514351C1 (en) * 2012-10-25 2014-04-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Concentration of nonferrous metal ores
US8789772B2 (en) 2004-08-20 2014-07-29 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
US9010458B2 (en) 2004-08-20 2015-04-21 Sdg, Llc Pressure pulse fracturing system
US9190190B1 (en) 2004-08-20 2015-11-17 Sdg, Llc Method of providing a high permittivity fluid
RU2569007C1 (en) * 2014-07-18 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) Method and unit for selective disintegration of solid materials
US10060195B2 (en) 2006-06-29 2018-08-28 Sdg Llc Repetitive pulsed electric discharge apparatuses and methods of use
US10113364B2 (en) 2013-09-23 2018-10-30 Sdg Llc Method and apparatus for isolating and switching lower voltage pulses from high voltage pulses in electrocrushing and electrohydraulic drills
US10407995B2 (en) 2012-07-05 2019-09-10 Sdg Llc Repetitive pulsed electric discharge drills including downhole formation evaluation
WO2019203778A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-24 Валерий Анатолиевич ЯКОВЛЕВ Method of decontaminating technogenic wastes and tailings
RU2802344C1 (en) * 2023-02-07 2023-08-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук Installation for selective disintegration of solid materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
УСОВ А.Ф., СЕМКИН Б.В., Зиновьев Н.Т. Переходные процессы в установках элетроимпульсной технологии. - Л.: Наука, 1987 с.6-15. *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9016359B2 (en) 2004-08-20 2015-04-28 Sdg, Llc Apparatus and method for supplying electrical power to an electrocrushing drill
US8567522B2 (en) 2004-08-20 2013-10-29 Sdg, Llc Apparatus and method for supplying electrical power to an electrocrushing drill
US9700893B2 (en) 2004-08-20 2017-07-11 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
US9190190B1 (en) 2004-08-20 2015-11-17 Sdg, Llc Method of providing a high permittivity fluid
US8616302B2 (en) 2004-08-20 2013-12-31 Sdg, Llc Pulsed electric rock drilling apparatus with non-rotating bit and directional control
US8789772B2 (en) 2004-08-20 2014-07-29 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
US9010458B2 (en) 2004-08-20 2015-04-21 Sdg, Llc Pressure pulse fracturing system
US10060195B2 (en) 2006-06-29 2018-08-28 Sdg Llc Repetitive pulsed electric discharge apparatuses and methods of use
RU2467802C1 (en) * 2011-03-21 2012-11-27 Анатолий Иванович Мамаев Method of processing complex gold-bearing ores, concentrates and secondary raw stock
WO2012173969A2 (en) * 2011-06-14 2012-12-20 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
WO2012173969A3 (en) * 2011-06-14 2013-03-07 Sdg, Llc Virtual electrode mineral particle disintegrator
US8753488B2 (en) 2011-06-24 2014-06-17 Jtw, Llc Advanced nano technology for growing metallic nano-clusters
WO2012178201A1 (en) * 2011-06-24 2012-12-27 Jtw, Llc Advanced nano technology for growing metallic nano-clusters
US9446372B2 (en) 2011-06-24 2016-09-20 Jtw, Llc. Advanced nano technology for growing metallic nano-clusters
US10407995B2 (en) 2012-07-05 2019-09-10 Sdg Llc Repetitive pulsed electric discharge drills including downhole formation evaluation
RU2514351C1 (en) * 2012-10-25 2014-04-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Concentration of nonferrous metal ores
US10113364B2 (en) 2013-09-23 2018-10-30 Sdg Llc Method and apparatus for isolating and switching lower voltage pulses from high voltage pulses in electrocrushing and electrohydraulic drills
RU2569007C1 (en) * 2014-07-18 2015-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (ИЭФ УрО РАН) Method and unit for selective disintegration of solid materials
WO2019203778A1 (en) * 2018-04-20 2019-10-24 Валерий Анатолиевич ЯКОВЛЕВ Method of decontaminating technogenic wastes and tailings
RU2802344C1 (en) * 2023-02-07 2023-08-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук Installation for selective disintegration of solid materials
RU2806425C1 (en) * 2023-06-02 2023-10-31 Николай Сергеевич Корженевский Installation for selective disintegration of materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2150326C1 (en) Process and plant for selective opening of thin inclusions of solid material
US4313573A (en) Two stage comminution
CA1207376A (en) Method and apparatus for crushing materials such as minerals
Boussetta et al. Scale-up of high voltage electrical discharges for polyphenols extraction from grape pomace: Effect of the dynamic shock waves
Andres et al. Liberation of minerals by high-voltage electrical pulses
Boussetta et al. Extraction of valuable biocompounds assisted by high voltage electrical discharges: A review
JPH0975769A (en) Method for fragmenting and pulverizing solid coagulated fromnonmetallic component or partially from metal component
US20120132731A1 (en) Method and system for reusing materials and/or products by pulsed power
Andres et al. Energy consumption and liberation of minerals in explosive electrical breakdown of ores
RU2326736C2 (en) Fragmentation device
Boev et al. Electropulse technology of material destruction and boring
Fujita et al. Crushing and liberation of materials by electrical disintegration
EP3234297A1 (en) Device and method for crushing rock by means of pulsed electric energy
Usov et al. Prospective of electric impulse processes for the study of the structure and processing of mineral raw materials
Bordunov et al. About prospects of enrichment of mineral raw materials and chemical activation of water suspensions by electroexplosive method
Boev et al. Destruction of granite and concrete in water with pulse electric discharges
GB2120579A (en) Method and apparatus for crushing materials such as minerals
RU2802344C1 (en) Installation for selective disintegration of solid materials
RU2806425C1 (en) Installation for selective disintegration of materials
RU2569007C1 (en) Method and unit for selective disintegration of solid materials
Korzhenevsky et al. Selection of electrohydraulic grinding parameters for quartz ore
Filatov et al. Nanosecond-discharge-assisted selective separation of fine inclusions not involved in the impurity lattice
RU2038150C1 (en) Electrohydraulic method of crushing rock
Zuo A study of the applications and modelling of high voltage pulse comminution for mineral ores
CN113301998B (en) Device for applying force to particles by means of electric pulses

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20081014