RU2479486C2 - Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method - Google Patents

Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2479486C2
RU2479486C2 RU2011117387/05A RU2011117387A RU2479486C2 RU 2479486 C2 RU2479486 C2 RU 2479486C2 RU 2011117387/05 A RU2011117387/05 A RU 2011117387/05A RU 2011117387 A RU2011117387 A RU 2011117387A RU 2479486 C2 RU2479486 C2 RU 2479486C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
tank
graphite
volume
coal
Prior art date
Application number
RU2011117387/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011117387A (en
Inventor
Юрий Александрович Семенов
Алексей Степанович Таранов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет"
Priority to RU2011117387/05A priority Critical patent/RU2479486C2/en
Publication of RU2011117387A publication Critical patent/RU2011117387A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2479486C2 publication Critical patent/RU2479486C2/en

Links

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used in chemical industry. Coal particles 4 with size of 1-8 mcm are placed inside a reactor 3, the volume of said particles making up 20-40% of the volume of the reactor. The reactor 3 is insulated from the surrounding medium by a cover 8. The particles 4 are then exposed for 12-17 minutes to an alternating rotating magnetic field whose strength, which is measured in the processing zone, is equal to 2.5·103-1·106 A/m and frequency is equal to 40-70 Hz. A jet of compressed air at excess pressure of 0.1-0.6 kgf/cm2 is fed into the obtained bottom residue 5 through a perforated pipe 6 whose end is closed and has through-holes 7, thereby forming a fluidised bed. Working members 1, which are connected to an external electric power supply and enable to form an alternating rotating magnetic field, are in form of mated plates made from magnetically conducting material, forming a closed rectangular loop in which three coil blocks 2 are placed.
EFFECT: invention enables to obtain graphite from cheap and readily available material at room temperature and pressure close to atmospheric pressure, low power consumption, simple process and design of the apparatus.
2 cl, 1 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к тем областям химической промышленности, в которых применяются технологии, обеспечивающие протекание процесса синтеза графита из исходного содержащего углерод сырья, а также устройства, с помощи которых эти технологии и становятся выполнимыми. Полученные же с помощью указанных выше способов обработки конечные продукты (графит) могут в дальнейшем найти применение для удовлетворения соответствующих нужд химической и электротехнической отраслей производства.The invention relates to those areas of the chemical industry in which technologies are applied that ensure the flow of the process of synthesis of graphite from the initial carbon-containing raw material, as well as the devices by which these technologies become feasible. The final products (graphite) obtained using the above processing methods can subsequently find application to meet the corresponding needs of the chemical and electrical industries.

В настоящее время искусственно синтезируемый графит получают с использованием достаточно сложной многоэтапной технологии. Последняя включает в себя операции нагрева кокса и пека до температуры 2800°С. Из полученных при осуществлении этой операции газообразных углеводородов при температуре 1400-1500°С в условиях вакуума формируют пироуглерод. Из последнего при температуре 2500-3000°С и давлении 50 МПа в конечном итоге и синтезируется необходимый для удовлетворения нужд производства так называемый «электрографит».Currently, artificially synthesized graphite is produced using a fairly complex multi-stage technology. The latter includes the operation of heating coke and pitch to a temperature of 2800 ° C. Pyrocarbon is formed from gaseous hydrocarbons obtained during this operation at a temperature of 1400-1500 ° C under vacuum. Of the latter, at a temperature of 2500-3000 ° C and a pressure of 50 MPa, the so-called "electrographite" necessary to meet the production needs is ultimately synthesized.

См. статья «Графит» в Интернете:See the Graphite article on the Internet:

http:/ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%82http: /ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%82

Как видно из описания, указанная известная методика получения графита связана с необходимостью привлечения для ее выполнения существенных материальных и финансовых ресурсов.As can be seen from the description, this known method for producing graphite is associated with the need to attract substantial material and financial resources for its implementation.

Известен также способ получения графита, в соответствии с которым прошедший операции измельчения и прокалки кокс смешивают с каменноугольным пеком в заданной технологией пропорции. Полученную смесь подвергают термовакуумной обработке при давлении 80-320 гПа и температуре 280-320°С в течение 1-10 часов.There is also known a method for producing graphite, in accordance with which coke is crushed and calcined after being mixed with coal tar pitch in a predetermined proportion of technology. The resulting mixture is subjected to thermal vacuum treatment at a pressure of 80-320 hPa and a temperature of 280-320 ° C for 1-10 hours.

Полученную коксопековую композицию размалывают и формируют пресс-порошок, из которого осуществляют прессование заготовок. Эти заготовки обжигают при 1000°С-1300°С и графитируют при 2600-3000°С. Полученный таким образом тонкозернистый графит имеет прочность на сжатие 80-120 МПа, плотность - 1,75÷1,85 г/см3 (см. патент RU №2257341; С01В 31/04; опубликован 27.07.2005 «Способ получения тонкозернистого графита» - далее прототип).The obtained coke pitch composition is ground and a press powder is formed from which the workpieces are pressed. These preforms are fired at 1000 ° C-1300 ° C and graphitized at 2600-3000 ° C. Thus obtained fine-grained graphite has a compressive strength of 80-120 MPa, a density of 1.75 ÷ 1.85 g / cm 3 (see patent RU No. 2257341; С01В 31/04; published on July 27, 2005, “Method for producing fine-grained graphite” - further prototype).

Однако получение графита в соответствии и с этим указанным выше способом-прототипом связано с необходимостью привлечения в ходе его осуществления недопустимо высоких материальных и финансовых затрат.However, the production of graphite in accordance with this prototype method indicated above is associated with the need to attract unacceptably high material and financial costs during its implementation.

Это обстоятельство обуславливается прежде всего тем, что обработка исходного сырьевого материала осуществляется при высоких температурах, в течение длительных промежутков времени, а также при давлении в используемой для осуществления этого процесса емкости, отличающемся от атмосферного.This circumstance is primarily due to the fact that the processing of the starting raw material is carried out at high temperatures, for long periods of time, as well as at a pressure in the tank used to carry out this process that differs from atmospheric.

Таком образом, из приведенного выше описания известного способа-прототипа можно выявить наличие следующих характеризующих особенности его выполнения технических признаков.Thus, from the above description of the known prototype method, it is possible to identify the presence of the following technical features characterizing its implementation.

Во-первых, перед началом осуществления процесса обработки исходное сырье, содержащее углерод, закладывается во внутреннюю полость емкости, изолированную от окружающей среды.Firstly, before the start of the processing process, carbon-containing feedstock is laid in the internal cavity of the tank, isolated from the environment.

Во-вторых, на такое обрабатываемое сырье в процессе выполнения его преобразования в необходимый конечный продукт воздействуют специально создаваемым для этого физическим полем. Наложение его осуществляется на используемой сырьевой материал непосредственно в зоне его обработки.Secondly, in the process of converting it into a necessary final product, such processed raw materials are affected by a physical field specially created for this purpose. Its imposition is carried out on the raw material used directly in the processing zone.

В качестве же такого генерируемого специально для осуществления этой цели внешнего физического поля в известном способе-прототипе применяется температурное.As such an external physical field generated specifically for this purpose, the temperature method is used in the known prototype method.

Как очевидно следует из особенностей выполнения указанного выше известного способа получения графита, используемое для его выполнения устройство неизбежно содержит в своем составе емкость, во внутреннюю полость которой осуществляется загрузка содержащего углерод исходного перерабатываемого сырья.As obviously follows from the particularities of the implementation of the above-mentioned known method for producing graphite, the device used for its implementation inevitably contains a container, into the internal cavity of which the carbon-containing feedstock being processed is loaded.

Кроме того, для формирования внешнего физического поля, в данном случае температурного, в состав такого рода устройства должны входить нагревательные рабочие элементы, при помощи которых и обеспечивается генерация последнего.In addition, in order to form an external physical field, in this case a temperature field, this kind of device must include heating working elements, with the help of which the latter is generated.

В процессе осуществления рабочего цикла указанные выше элементы устройства должны быть связаны с внешнем источником их питания, обеспечивающим подачу к ним необходимой для их функционирования электрической энергии.During the implementation of the working cycle, the above-mentioned elements of the device must be connected to an external source of their power supply, providing electric energy necessary for them to function.

Однако применение только одного этого набора технических признаков, используемых для выполнения синтеза графита, а также участвующего в ходе выполнения известного способа устройства оказывается недостаточным для осуществления радикального снижения применяемых для его реализации и расходуемых в ходе получения этого конечного продукта материальных и финансовых ресурсов.However, the use of only one of this set of technical features used to carry out the synthesis of graphite, as well as the devices involved in the implementation of the known method, is insufficient to effect a radical reduction in the material and financial resources used to obtain this end product.

Целью предлагаемого изобретения является существенное сокращение затрат необходимой для осуществления процесса получения графита из исходного сырья электрической энергии, а также и используемых в ходе его выполнения финансовых и трудовых ресурсов.The aim of the invention is to significantly reduce the costs necessary for the implementation of the process of producing graphite from the feedstock of electric energy, as well as financial and labor resources used during its implementation.

Достижение указанной выше цели в предлагаемом способе и устройстве обеспечивается за счет наличия действия следующих факторов. Предлагаемый способ включает в себя, прежде всего, размещение перед началом осуществления последующих операций обработки исходного углеродосодержащего сырья во внутренней полости используемой для ее осуществления емкости. Кроме того, при выполнении этого процесса применяется специально генерируемое для преобразования исходного сырья в необходимый конечный продукт физическое поле. Само это преобразование протекает непосредственно в зоне его влияния.The achievement of the above goals in the proposed method and device is provided due to the presence of the following factors. The proposed method includes, first of all, the placement before the start of subsequent processing operations of the source carbon-containing raw materials in the inner cavity of the tank used for its implementation. In addition, when performing this process, a physical field specially generated for converting the feedstock into the desired final product is used. This transformation itself takes place directly in the zone of its influence.

Новым в способе является то, что в качестве объекта для проведения такого преобразования выступает воздушная взвесь из частиц каменного угля с размерами от 1 мкм до 8 мкм. Объем последних составляет 20-40% от объема полости, которая ими заполняется.New in the method is that an air suspension of particles of coal with sizes from 1 μm to 8 μm acts as an object for carrying out such a conversion. The volume of the latter is 20-40% of the volume of the cavity that is filled with them.

Применяемое в процессе обработки физическое поле представляет собой переменное вращающееся магнитное. Напряженность его, замеренная в зоне обработки, составляет 2,5×103÷1×106 А/м, а частота - 40-70 Гц.The physical field used during processing is an alternating rotating magnetic field. Its tension, measured in the processing zone, is 2.5 × 10 3 ÷ 1 × 10 6 A / m, and the frequency is 40-70 Hz.

При осуществлении такого рода обработки сама эта емкость с загруженным в нее исходным сырьем выполняет функции замыкающего соединительного звена для генерируемого применяемой магнитной системой и создаваемого в ней потока.When performing this kind of processing, this tank itself with the feedstock loaded into it serves as the closing connecting link for the flow generated in the used magnetic system and generated in it.

Помимо всего изложенного выше, при выполнении предлагаемого способа в толщу осевшего на дно применяемой емкости осадка производится подача струй сжатого воздуха под избыточным давлением 0,1÷0,6 кгс/см2, формирующих в этой области так называемый «кипящий слой».In addition to all of the above, when performing the proposed method in the thickness of the sediment deposited on the bottom of the applied tank, compressed air jets are supplied under an overpressure of 0.1 ÷ 0.6 kgf / cm 2 , forming the so-called "fluidized bed" in this area.

Используемое же при осуществлении предлагаемого способа устройство состоит из следующих элементов.Used in the implementation of the proposed method, the device consists of the following elements.

Прежде всего, оно содержит емкость для размещения в ней обрабатываемой сырьевой массы. В состав его также входят рабочие элементы, обеспечивающие формирование воздействующего на составляющие ее частицы физического поля. Последние подключаются к внешнему источнику электрического питания.First of all, it contains a container for accommodating the processed raw material in it. It also includes working elements that ensure the formation of a physical field acting on its constituent particles. The latter are connected to an external source of electrical power.

Новым в устройстве является то, что эти его рабочие элементы выполнены в виде состыкованных между собой пластин из магнитопроводящего материала. Последние при выполнении такого их совместного монтажа друг с другом формируют замкнутый прямоугольный контур. При этом в теле составляющих этот контур отдельных деталей размещают три обмотки-катушки, каждая из них соединена с соответствующей фазой внешнего трехфазного источника питания.New in the device is that its working elements are made in the form of plates of magnetically conductive material joined together. The latter, when performing such a joint installation with each other, form a closed rectangular contour. At the same time, three windings-coils are placed in the body of the components of this circuit of individual parts, each of them is connected to the corresponding phase of an external three-phase power source.

В одном же из составляющих контур элементов выполнен сквозной паз, габариты которого обеспечивают размещение в нем содержащей обрабатываемую воздушную взвесь емкости.In one of the constituent elements of the contour, a through groove is made, the dimensions of which ensure the placement of a container containing the processed air suspension in it.

По мимо всего этого, верхняя часть емкости имеет установленную на ее торце крышку. Назначением ее является изоляция внутреннего объема емкости от прямой связи его с окружающей устройство внешней средой. По дну же емкости прокладывается заглушенный с торцевой части патрубок, в стенках которого выполнены отверстия перфорации. Последние обеспечивают вывод в окружающие такой патрубок придонные слои отрабатываемого сырья струй подаваемого через них сжатого воздуха.In addition to all this, the upper part of the tank has a lid installed on its end. Its purpose is to isolate the internal volume of the tank from its direct connection with the external environment surrounding the device. At the bottom of the tank, a nozzle is muffled from the end part, in the walls of which perforation holes are made. The latter provide the outlet to the bottom layers surrounding the nozzle of the processed raw material of the jets of compressed air supplied through them.

Внутренняя же его полость сообщается с полостью внешней подающей объемы последнего под избыточным давлением магистралью.But its internal cavity communicates with the cavity of the external supplying volumes of the latter under pressure line.

При использовании всего набора перечисленных выше особенностей выполнения предлагаемого способа, а также и в конструкции используемого при его проведении устройства характер протекания процесса обработки в ходе ее осуществления претерпевает следующие изменения.When using the entire set of the above features of the proposed method, as well as in the design of the device used during its implementation, the nature of the processing process during its implementation undergoes the following changes.

На начальных этапах выполнения этого процесса проводится подготовка используемой для получения графита сырьевой массы.At the initial stages of this process, the raw material used to produce graphite is prepared.

Последняя перед самым началом его осуществления проходит через операцию так называемого «ультратонкого помола».Last before the very beginning of its implementation passes through the operation of the so-called "ultrafine grinding".

Такое измельчение применяемого кускового материала, а именно угля, может быть выполнено с помощью любых известных на настоящее время технологий, например, с использованием для этого обыкновенных шаровых мельниц. После ее завершения полученная масса исходного материала превращается в мелкодисперсную пыль с входящими в ее состав частицами, имеющими габариты от 1 мкм до 8 мкм.Such grinding of the used lump material, namely coal, can be performed using any currently known technologies, for example, using ordinary ball mills for this. After its completion, the resulting mass of the starting material turns into fine dust with particles included in its composition, having dimensions from 1 μm to 8 μm.

Прошедшая через помол масса частиц угля затем «просушивается» в жарочном шкафу при температуре 120-150°С в течение 20-50 минут.The mass of coal particles passing through the grinding is then “dried” in the oven at a temperature of 120-150 ° C for 20-50 minutes.

На этом этап предварительной подготовки сырья к последующей его обработке можно считать законченным.At this stage, the preliminary preparation of raw materials for its subsequent processing can be considered completed.

Полученная из кусков каменного угля пылевидная масса по завершении этого этапа помещается во внутреннюю полость технологической емкости 3.The pulverized mass obtained from pieces of coal at the end of this stage is placed in the internal cavity of the technological tank 3.

Эта закладываемая в емкость 3 сырьевая масса затем перемешивается с объемом заполняющего ее воздуха.This raw material put into the tank 3 is then mixed with the volume of air filling it.

В итого всего этого внутри последней формируется устойчивая пылевидная взвесь.In total of all this, a stable dusty suspension is formed inside the latter.

Операция по перемешиванию указанных выше компонентов в объеме емкости 3 может осуществляться при помощи любых известных технических приемов, например при помощи вводимой в сосуд механической лопастной мешалки или за счет подачи к дну его сжатого воздуха из специального сопла (на чертеже не показаны). После получения взвеси емкость 3 закрывается крышкой 8 и устанавливается в сквозной паз «Б» генератора магнитного потока (см. фиг.1).The operation of mixing the above components in the volume of the tank 3 can be carried out using any known techniques, for example, using a mechanical paddle mixer introduced into the vessel or by supplying compressed air to the bottom from a special nozzle (not shown in the drawing). After receiving the suspension, the container 3 is closed by a lid 8 and installed in the through groove "B" of the magnetic flux generator (see figure 1).

Перфорированный патрубок 6, используемый для подачи в емкость 3 сжатого воздуха, после завершения операции по ее установке в генератор подсоединяется к подающей его внешней магистрали.The perforated pipe 6 used to supply compressed air to the container 3, after completion of the operation for its installation in the generator, is connected to the external supply line.

По окончании все этих указанных выше переходов все обмотки-катушки 2 используемого генератора подключаются к соответствующим фазам внешнего источника питания (на чертеже не показан). Так как они размещены в окнах, выполненных непосредственно в объеме магнитопроводящих рабочих элементов 1, то генерируемые ими отдельные магнитные потоки с помощью последних объединяются в единый суммарный. Таким образом, в контуре создается общее магнитное поле, сформированное с помощью этих трех отдельных составляющих, полученных в зонах установки каждой из указанных выше обмоток-катушек 2.At the end of all of the above transitions, all winding-coils 2 of the generator used are connected to the corresponding phases of the external power source (not shown in the drawing). Since they are placed in windows made directly in the volume of the magnetically conductive working elements 1, the individual magnetic fluxes generated by them are combined using the latter into a single total. Thus, a common magnetic field is generated in the circuit, formed using these three separate components obtained in the installation zones of each of the above winding coils 2.

В силу того, что подаваемый для их питания переменный ток в каждой отдельной из используемых для этого фаз внешнего источника имеет угловые сдвиги составляющих его синусоидальных волн относительно таких же соседних, то сформированное таким образом суммарное магнитное поле получается не только переменным, но и осуществляющим вращение в окружающей его пространственной области.Due to the fact that the alternating current supplied for their power supply in each individual phase of an external source has angular shifts of its sinusoidal waves relative to the same neighboring waves, the resulting magnetic field is thus obtained not only alternating, but also performing rotation in spatial area surrounding it.

Следует еще обратить внимание и на то, что образующийся в контуре генератора при его включении суммарный магнитный поток будет стремиться замкнуть разорванные пазом «Б» его половины, как бы соединяя его в единое целое (создавая своеобразную замкнутую « петлю»).It should also be noted that the total magnetic flux formed in the generator circuit when it is turned on will tend to close its halves torn by groove “B”, as if connecting it into a single whole (creating a kind of closed “loop”).

В процессе осуществления этого он неизбежно производит «проскок» через внутреннюю полость емкости 3, заполненную частицами 4 обрабатываемой сырьевой массы.In the process of doing this, he inevitably makes a "slip" through the internal cavity of the tank 3, filled with particles 4 of the processed raw material.

Последняя в ходе осуществления такого рода его перехода из одной половины контура в другую выполняет роль замыкающего соединительного звена в этой искусственно созданной магнитной системе.The latter, in the course of this kind of transition from one half of the circuit to the other, plays the role of a closing connecting link in this artificially created magnetic system.

То есть становится своеобразной «ступенькой», с опорой на которую этот переход между рабочими элементами 1 такого рода генератора и становится осуществимым с минимально возможными потерями энергии.That is, it becomes a kind of "step", based on which this transition between the working elements 1 of this kind of generator becomes feasible with the least possible energy loss.

Все перечисленное выше обеспечивает максимальную концентрацию силовых линий генерируемого в устройстве магнитного поля непосредственно в зоне проведения процесса получения из сырьевых частиц 4 конечного продукта их переработки - гранул графита 5.All of the above ensures the maximum concentration of the lines of force of the magnetic field generated in the device directly in the zone of the process of obtaining from the raw particles 4 the final product of their processing - graphite granules 5.

Соответственно, сформированный в этой же области результирующий вектор суммарного магнитного потока совершает там колебательные угловые перемещения, осуществляя при этом перенос зоны своего влияния на окружающие его частицы сырья 4 по всем трем пространственным координатам (x; y; z).Correspondingly, the resulting vector of the total magnetic flux formed in the same region undergoes oscillatory angular displacements, thereby transferring the zone of its influence to the surrounding particles of raw material 4 over all three spatial coordinates (x; y; z).

К тому же в процессе этого последний меняет не только направление воздействия, но и саму свою величину (с заданной частотой 40-70 Гц).In addition, in the process of this, the latter changes not only the direction of action, but also its magnitude (with a given frequency of 40-70 Hz).

Если соединить при помощи кривых линий точки нахождения конца оббегающего участки окружающего пространственный объем этого вектора, в течение заранее выбранного определенного временного промежутка, то получим фигуру, по очертанию наиболее близкую к трехмерному «эллипсоиду» (см. зону «Д» на фиг.1).If we connect, using curved lines, the points of finding the end of the running around the parts surrounding the spatial volume of this vector, during a pre-selected certain time period, we get a figure that is in shape closest to the three-dimensional "ellipsoid" (see zone "D" in figure 1) .

Сужение его переднего и заднего концов определяется увеличением магнитного сопротивления, неизбежно появляющегося из-за возникновения монтажных зазоров «а» в момент установки емкости 3 в генератор.The narrowing of its front and rear ends is determined by the increase in magnetic resistance, which inevitably appears due to the occurrence of mounting gaps "a" at the time of installation of the tank 3 in the generator.

Так как этот результирующий вектор совершает весь этот набор указанных выше действий в заполненной обрабатываемой средой внутренней полости емкости 3, то на находящиеся там частицы сырья 4, а также молекулы углеродосодержащих газов - окиси углерода, метана обрушивается целая серия периодически повторяющихся (40-70 Гц) «толчков» и «ударов».Since this resulting vector performs all this set of the above actions in the internal cavity of the tank 3 filled with the processed medium, the particles of raw materials 4, as well as the molecules of carbon-containing gases — carbon monoxide, methane — are bursting with a series of periodically repeating ones (40-70 Hz) “Shocks” and “kicks”.

Под их влиянием неизбежно активируются составляющие и входящие в состав этих компонентов атомы их молекул, электроны которых переходят на более высокие орбиты относительно его ядра.Under their influence, the components and constituent atoms of their molecules are inevitably activated, the electrons of which transfer to higher orbits relative to its core.

При этом разрываются ранее имеющиеся ковалентные молекулярные связи, и в зоне обработки появляются ионы, формирующиеся из числа раннее входящих в состав исходных молекул элементов.In this case, previously existing covalent molecular bonds are broken, and ions appear in the treatment zone, which are formed from the number of elements that were earlier included in the initial molecules.

В самих же мелкодисперсных сырьевых частицах, благодаря возникновению активированных внешним энергетическим воздействием свободных ионов, происходит перестройка исходной кристаллической решетки. Этому в немалой степени способствует подвод извне в область протекания такого рода преобразований дополнительно строительного материала - ионов углерода.In the finely divided raw material particles themselves, due to the appearance of free ions activated by external energy, rearrangement of the initial crystal lattice occurs. To a large extent this is facilitated by the supply from the outside to the region where such transformations take place, of additionally building material - carbon ions.

Последний выполняет функции своеобразного «связующего», соединяющего между собой микроцентры появившихся в сырьевой массе и возникших там кристалликов графита.The latter serves as a kind of “binder”, interconnecting microcenters of graphite crystals that appeared in the raw material mass and appeared there.

Соединенные ионами углерода такого рода мини-кристаллы в процессе продолжающего их объединения, протекающего в области обработки, преобразуются в «зародыши» требуемого конечного продукта.United with carbon ions of this kind of mini-crystals in the process of their continued unification, proceeding in the processing area, are converted into "nuclei" of the desired final product.

Так как полученные с применением указанного выше мощного энергетического воздействия такие «зародыши» из кристалликов графита обладают достаточно высокой объемной плотностью (2,2÷2,22 г/см3), то они оседают под действием сил гравитации, попадая на дно емкости 3.Since such “nuclei” made of graphite crystals obtained using the above-mentioned powerful energetic effect have a rather high bulk density (2.2–2.22 g / cm 3 ), they settle under the action of gravitational forces, falling to the bottom of the tank 3.

Перемещаясь в вертикальном направлении, «зародыши» вновь полученного материала захватывают по дороге мелкие частицы 4 окружающей их сырьевой массы, обрастая своеобразной «шубой».Moving in the vertical direction, the “embryos” of the newly obtained material capture small particles 4 of the surrounding raw material mass along the road, overgrowing with a kind of “fur coat”.

Попадая затем в самую нижнюю часть полости емкости 3, они создают там искусственно сформированный за счет действия этих факторов «придонный слой». Как только в толщу последнего начинают поступать струи подаваемого под избыточным давлением (0,1÷0,6 кгс/см2) сжатого воздуха, то входящие в него составляющие под действием последних начинают совершать интенсивные колебательные перемещения. При этом создается так называемый «кипящий слой».When they fall into the lowest part of the cavity of the tank 3, they create a “bottom layer” artificially formed due to the action of these factors. As soon as jets of compressed air supplied under excess pressure (0.1 ÷ 0.6 kgf / cm 2 ) begin to flow into the thickness of the latter, the components entering into it under the influence of the latter begin to make intense oscillatory movements. This creates the so-called "fluidized bed".

Указанные выше процессы, обусловленные воздействием переменного вращающегося магнитного поля на входящие в «придонный слой» соединения, протекают и в этой области точно так же, как и в остальных объемах обрабатываемой в устройстве сырьевой взвеси.The above processes, due to the action of an alternating rotating magnetic field on the compounds entering the “bottom layer”, occur in this area in the same way as in the remaining volumes of the raw material suspension processed in the device.

Отличия в выполнении такого рода процесса в этой области емкости 3 будут состоять лишь в том, что в условиях формируемого там «кипящего слоя» значительно возрастает количество подаваемых к «зародышам» появившихся там новых «строительных» элементов (ионов углерода). Ионы же углерода, как уже указывалось ранее, генерируются из состава входящего в частицы угля его соединений, а также из объемов подаваемых в зону обработки газов - окиси углерода, метана, входящих в состав используемого сжатого воздуха.The differences in the implementation of this kind of process in this region of the tank 3 will consist only in the fact that under the conditions of the “fluidized bed” formed there, the quantity of new “building” elements (carbon ions) that appear therein increases significantly. As mentioned above, carbon ions are generated from the composition of its compounds included in coal particles, as well as from the volumes of gases supplied to the treatment zone — carbon monoxide, methane, which are part of the compressed air used.

Все перечисленное выше позволяет существенно интенсифицировать процесс получения графита из применяемого исходного сырья, а также создает условия для протекания формирования его в виде имеющих габаритные размеры от 2,5 до 13 мм достаточно крупных гранул.All of the above allows us to significantly intensify the process of producing graphite from the used feedstock, and also creates the conditions for its formation to occur in the form of rather large granules having overall dimensions from 2.5 to 13 mm.

Последнее обстоятельство становится возможным в силу того, что подаваемые в область формирования конечного продукта в больших количествах ионы углерода «связывают» между собой мелкие «зародышевые» центры формирования новых структур, выполняя при этом роль объединяющего последние в единый «монолит» строительного раствора. «Приклеенные» указанным выше образом одна к другой частицы полученного графита в процессе продолжения обработки преобразуются в гранулы 5, имеющие достаточно заметные габариты (2,5-13 мм).The latter circumstance becomes possible due to the fact that the large amounts of carbon ions supplied to the region of the formation of the final product “bind” small “germ” centers of formation of new structures to each other, playing the role of combining the latter into a single “monolith” of mortar. The particles of the obtained graphite “glued” to each other in the above manner are transformed into granules 5 having sufficiently noticeable dimensions (2.5–13 mm) during processing.

Последние накапливаются в придонной области 3, образуя там по окончании процесса обработки саму массу получаемого с помощью последней конечного продукта.The latter accumulate in the bottom region 3, forming there at the end of the processing process the very mass obtained with the help of the last final product.

Осаждаемая же в той же области полости емкости 3 так называемая «пустая порода», содержащая элементы - кальций, кремний, магний, превращается в крупнокусковые габаритные отходы, размещаемые в массе гранул 5. Габариты этих кусков существенно превышают размеры последних и составляют величину от 25 до 40 мм.Precipitated in the same area of the cavity of the tank 3, the so-called "waste rock" containing elements - calcium, silicon, magnesium, turns into large-sized overall waste placed in the mass of granules 5. The dimensions of these pieces significantly exceed the sizes of the latter and range from 25 to 40 mm.

Вследствие наличия этого фактора они легко отделяются от общей массы полученного конечного продукта при помощи обыкновенных калибровочных сит.Due to the presence of this factor, they are easily separated from the total mass of the final product obtained using ordinary calibration sieves.

Преимущественное же формирование именно этого соединения (графита - 80%) в процессе выполнения мощного энергетического воздействия на обрабатываемую сырьевую массу объясняется, прежде всего, тем, что только указанный выше материал имеет кристаллическую структуру входящей в его состав решетки, которая обладает минимально возможным значением своей внутренней энергии в условиях складывающегося в зоне обработки энергетического равновесия из всего возможного набора вариантов синтеза присутствующих там соединений.The predominant formation of this particular compound (graphite - 80%) in the process of performing a powerful energy effect on the processed raw material mass is explained, first of all, by the fact that only the above material has a crystalline structure of the lattice included in its composition, which has the minimum possible value of its internal energy under the conditions of energy equilibrium in the processing zone from the entire possible set of synthesis options for the compounds present there.

Сама предложенная обработка осуществляется при комнатной температуре (18-27°С) и с использованием диапазона давлений, лишь незначительно отличающегося от атмосферного (выше на 0,1-0,6 кгс/см2 исходного).The proposed treatment itself is carried out at room temperature (18-27 ° C) and using a pressure range that is only slightly different from atmospheric (higher by 0.1-0.6 kgf / cm 2 of the original).

Выход конечного продукта из используемой сырьевой массы находится в пределах 76-80% в зависимости от содержания самого исходного основного компонента (коксового остатка) в исходной сырьевой угольной массе.The yield of the final product from the raw material used is in the range of 76-80%, depending on the content of the initial basic component (coke residue) in the initial raw coal mass.

В качестве последней использовался высокозольный низкокалорийный каменный уголь Коркинского месторождения Челябинской области.As the latter, high-ash low-calorific coal of the Korkinsky deposit of the Chelyabinsk region was used.

Этот уголь имел следующие показатели:This coal had the following indicators:

Коксовый остаток - 75%Coke residue - 75%

Теплотворность - 7410 ккал/кгCalorific value - 7410 kcal / kg

Относительная теплотворность коксового остатка - 80%Relative calorific value of coke residue - 80%

Исходная плотность - 1,63 г/см.The initial density is 1.63 g / cm.

Получаемый при выполнении обработки в соответствии с предлагаемым способом конечный продукт, т.е. графит, обладает следующими характерными особенностями.Obtained during processing in accordance with the proposed method, the final product, i.e. graphite has the following characteristic features.

Во-первых, последний имеет достаточно высокую плотность, она составляет 2,2-2,22 г/см3.Firstly, the latter has a fairly high density, it is 2.2-2.22 g / cm 3 .

Во-вторых, он обладает достаточно малым удельным сопротивлением - 14,2 Ом·м (на 80% меньше, чем у аналога).Secondly, it has a fairly low resistivity of 14.2 Ohm · m (80% less than that of the analogue).

Чистота получаемого конечного продукта по содержащемуся в гранулах углероду С соответствует 98,782%.The purity of the final product obtained in the carbon contained in the granules corresponds to 98.782%.

Изготовление применяемых в электротехническом оборудовании конструктивных элементов, имеющих в своем составе графит, может проводиться переработкой полученных по предлагаемому способу его гранул методами их прессования или экструдирования.The manufacture of structural elements used in electrical equipment that have graphite in their composition can be carried out by processing its granules obtained by the proposed method by pressing or extruding them.

Далее выполнение предлагаемого способа иллюстрируется с помощью указанных ниже примеров.Further, the implementation of the proposed method is illustrated using the following examples.

Пример 1. Для получения гранул графита использовались куски каменного угля, добыча которых осуществлялась из Коркинского месторождения Челябинской области.Example 1. To obtain granules of graphite, pieces of coal were used, the extraction of which was carried out from the Korkinsky deposit in the Chelyabinsk region.

Характеристики используемого для получения графита сырьевого материала соответствовали уже приводимым в предыдущих материалах текста описания. А именно, содержание коксового остатка в использованном угле соответствовало 75%, плотность его составляла 1,63 г/см3.The characteristics of the raw material used to produce graphite corresponded to those already described in the previous materials of the description text. Namely, the content of coke residue in the used coal corresponded to 75%, its density was 1.63 g / cm 3 .

Перед началом осуществления процесса обработки проводилось измельчение кускового угля, в ходе выполнения которого последние превращались в «пыль», состоящую из частиц с габаритными размерами 1-8 мкм. Для осуществления этой операции была использована шаровая мельница.Before starting the implementation of the processing process, lump coal was crushed, during which the latter turned into “dust”, consisting of particles with overall dimensions of 1-8 microns. To implement this operation, a ball mill was used.

Полученная по окончании ее сырьевая масса проходила «просушку» в жарочном шкафу при 120°С в течение 50 минут. По завершении этого этапа она засыпалась в полость емкости с вместимостью 5 л. Объем же засыпаемых туда частиц угля составлял 20% относительно имеющегося в емкости собственного внутреннего.Obtained at the end of its raw material mass was “dried” in an oven at 120 ° C for 50 minutes. At the end of this stage, she poured into the cavity of the tank with a capacity of 5 liters. The volume of coal particles poured into it was 20% relative to the amount of coal inside.

После завершения операции заполнения емкость 3 закрывалась крышкой 8, и производился ее монтаж в установочный паз «Б» генератора магнитного поля (см. фиг.1).After completion of the filling operation, the container 3 was closed by a lid 8, and it was mounted in the installation groove "B" of the magnetic field generator (see Fig. 1).

После того, как емкость 3 помещалась на свое «штатное» место, осуществлялось подсоединение перфорированного патрубка 6 к внешней подающей магистрали.After the tank 3 was placed in its “regular” place, the perforated pipe 6 was connected to the external supply line.

Одновременно с подачей сжатого воздуха под избыточным давлением 0,1 кгс/см2 производилось и подключение всех трех обмоток-катушек 2 генератора магнитного поля к внешнему источнику электрического питания.Simultaneously with the supply of compressed air under an overpressure of 0.1 kgf / cm 2 , all three windings-coils 2 of the magnetic field generator were connected to an external electric power source.

Замеренная при помощи датчика Холла и измерительного моста напряженность возникшего при этом в зоне обработки магнитного поля составила 1×106 А/м. Частота магнитного поля соответствовала 70 Гц.The intensity measured by means of the Hall sensor and the measuring bridge in this case in the processing zone of the magnetic field was 1 × 10 6 A / m. The magnetic field frequency corresponded to 70 Hz.

По истечении 0,28 часа (17 минут) с момента включения генератора в работу занимающая всю внутреннюю полость емкости 3 взвесь исчезла, а столб находящегося в емкости воздуха стал полностью прозрачным, а на дне емкости сформировался твердый гранулированный осадок. Последний состоял из гранул графита темно-серого цвета с габаритными размерами 1,5-4 мм.After 0.28 hours (17 minutes) from the moment the generator was turned on, the suspension occupying the entire internal cavity of tank 3 disappeared, and the air column in the tank became completely transparent, and a solid granular precipitate formed at the bottom of the tank. The latter consisted of dark gray graphite granules with overall dimensions of 1.5-4 mm.

Содержание углерода в них составляло 98,774%; плотность - 2,19 г/см3; удельное электрическое сопротивление 14,2 Ом·м.The carbon content in them was 98.774%; density - 2.19 g / cm 3 ; electrical resistivity 14.2 Ohm · m.

Выход конечного продукта относительно применяемой для осуществления обработки массы сырья составил 79,7%.The yield of the final product relative to that used for processing the mass of raw materials was 79.7%.

Перед установкой емкости 3 в генератор в ней формировалась воздушная однородная взвесь из мелких частиц каменного угля с помощью введенной в ее внутреннюю полость механической лопастной мешалки (на чертеже не показана).Before installing the tank 3 in the generator, an air homogeneous suspension of small particles of coal was formed in it using a mechanical paddle mixer introduced into its internal cavity (not shown in the drawing).

Остальная часть исходной сырьевой массы - 20,3% была представлена крупными кусками отходов, содержащих в своем составе Са; Si, Mg с габаритными размерами от 20 до 35 мм. Появившийся в ходе осуществления ее переработки такого рода кусковой материал имеет темно-серый цвет и «губчатую» структуру.The rest of the initial raw material mass - 20.3% was represented by large pieces of waste containing Ca in its composition; Si, Mg with overall dimensions from 20 to 35 mm. This kind of lump material that appeared during its processing has a dark gray color and a “spongy” structure.

Пример 2. В соответствии со схемой, уже указанной в примере 1, проводилась обработка полученной на основе того же самого материала воздушной взвеси частиц каменного угля.Example 2. In accordance with the scheme already indicated in Example 1, the air suspension of coal particles obtained on the basis of the same material was processed.

Как и в предыдущем случае, куски каменного угля измельчались при помощи шаровой мельницы до получения из них мелких частиц с габаритными размерами от 1 до 8 мкм.As in the previous case, pieces of coal were crushed using a ball mill to obtain fine particles from them with overall dimensions from 1 to 8 microns.

Полученная их масса подсушивалась в жарочном шкафу при 150°С в течение 20 мин.Their mass was dried in an oven at 150 ° C for 20 minutes.

После этого она помещалась в полость емкости 3, при этом ее объем составлял 40% от объема последней.After that, it was placed in the cavity of the tank 3, while its volume was 40% of the volume of the latter.

После завершения всех необходимых для выполнения обработки переходов (см. данные, указанные в примере №1) осуществлялась сама операция получения из этой сырьевой массы необходимого конечного продукта.After completing all the transitions necessary for processing (see the data specified in Example No. 1), the operation itself was carried out to obtain the necessary final product from this raw material mass.

Обработка выполнялась с подачей в придонную область емкости 3 сжатого воздуха под избыточным давлением 0,3 кгс/см2, напряженность магнитного поля в зоне обработки составляла 2,5×103 А/м при частоте его 40 Гц.The processing was carried out with the supply of compressed air to the bottom region of the container 3 under an overpressure of 0.3 kgf / cm 2 , the magnetic field strength in the treatment zone was 2.5 × 10 3 A / m at a frequency of 40 Hz.

Время выполнения ее составило 14 минут - 0,233 часа.Its execution time was 14 minutes - 0.233 hours.

Выход конечного продукта из всей использованной массы исходного материала в итоге осуществления процесса обработки достигал 80%.The yield of the final product from the entire used mass of the starting material as a result of the processing process reached 80%.

По окончании процесса обработки исходного сырья заполняющая внутреннюю полость емкости 3 взвесь стала полностью прозрачной.At the end of the processing of the feedstock, the suspension filling the internal cavity of the tank 3 became completely transparent.

На дне емкости при этом был получен твердый гранулированный осадок. Последний состоял из гранул графита темно-серого цвета с габаритными размерами от 11 до 13 мм.A solid granular precipitate was obtained at the bottom of the tank. The latter consisted of dark gray graphite granules with overall dimensions from 11 to 13 mm.

Содержание углерода составляло в них 98,782%, а удельное электрическое сопротивление имело значение, равное 14,19 Ом·м, плотность графита в полученных гранулах составляла 2,22 г/см3.The carbon content in them was 98.782%, and the electrical resistivity was 14.19 Ohm · m, the density of graphite in the obtained granules was 2.22 g / cm 3 .

Остальную часть полученного конечного продукта составил кусковой материал губчатой структуры, в состав которого входили соединения Са; Si; Mg - до 20%; полученные куски имели габариты от 25 до 35 мм.The rest of the resulting final product was made up of a spongy bulk material, which included Ca compounds; Si; Mg - up to 20%; the resulting pieces had dimensions from 25 to 35 mm.

Пример 3. В соответствии со схемами осуществления обработки, приведенными в примерах 1, 2, осуществлялась переработка сырьевой смеси, полученной измельчением кусков каменного угля из шахт Коркинского месторождения Челябинской области. Как в этих указанных выше случаях, для формирования воздушной взвеси использовались частицы с габаритными размерами от 1 до 8 мкм.Example 3. In accordance with the processing schemes described in examples 1, 2, the processing of the raw mixture obtained by grinding pieces of coal from the mines of the Korkinsky deposit in the Chelyabinsk region was carried out. As in these cases mentioned above, particles with overall dimensions from 1 to 8 microns were used to form an air suspension.

Полученная размолом на шаровой мельнице исходная масса последних подсушивалась в жарочном шкафу при 135°С в течение 35 минут, при этом ее объем, вводимый в емкость 3, составлял 30% от объема последней.The initial mass of the latter obtained by grinding in a ball mill was dried in an oven at 135 ° C for 35 minutes, while its volume introduced into tank 3 was 30% of the volume of the latter.

По окончании выполнения всех необходимых для проведения самой обработки переходов (см. данные в примерах 1; 2) осуществлялась сама операция получения необходимого конечного продукта.Upon completion of all the transitions necessary for the processing itself (see the data in examples 1; 2), the operation of obtaining the necessary final product was carried out.

Процесс обработки производился с подачей в придонную часть емкости 3 сжатого воздуха под избыточным давлением 0,6 кгс/см2.The processing process was carried out with the supply to the bottom of the tank 3 of compressed air under an overpressure of 0.6 kgf / cm 2 .

Напряженность магнитного поля в зоне обработки составляла 8,4×104 А/м. Частота его соответствовала значению 50 Гц.The magnetic field strength in the treatment zone was 8.4 × 10 4 A / m. Its frequency corresponded to a value of 50 Hz.

Время выполнения обработки было равным 12 минутам (0,2 часа).Processing time was 12 minutes (0.2 hours).

Выход полученного в результате осуществления конечного продукта из использованной сырьевой массы составил 79,9%. По окончании предлагаемого процесса с применением воздействия на воздушную взвесь вращающегося переменного магнитного поля с указанными выше его параметрами заполняющий внутреннюю полость емкости 3 столб воздуха приобрел полную прозрачность.The output obtained from the implementation of the final product from the used raw material mass was 79.9%. At the end of the proposed process by applying the effect of an air suspension of a rotating alternating magnetic field with the parameters indicated above, the air column filling the internal cavity of the vessel 3 has become completely transparent.

На дне этой емкости был сформирован твердый осадок, состоящий из гранул графита темно-серого цвета. Эти гранулы имели габаритные размеры от 8 до 12 мм. Содержание углерода в них составило 98,778%, а удельное электрическое сопротивление имело значение, находящееся в пределах 14,18 Ом·м.A solid precipitate was formed at the bottom of this tank, consisting of dark gray graphite granules. These granules had overall dimensions from 8 to 12 mm. The carbon content in them was 98.778%, and the electrical resistivity had a value in the range of 14.18 Ohm · m.

Плотность полученного графита составляла 2,21 г/см3. Остальная часть полученного конечного продукта была представлена отходами, имеющими форму крупных губчатых кусков, с габаритными размерами от 25 до 40 мм и имеющими более темную, чем графит, окраску.The density of the obtained graphite was 2.21 g / cm 3 . The rest of the final product obtained was represented by waste having the form of large spongy pieces, with overall dimensions from 25 to 40 mm and having a darker color than graphite.

Как наглядно показывают приводимые выше примеры, использование предложенного способа обработки позволяет обеспечить получение твердых гранул графита из исходной воздушной взвеси, образуемой мелкодисперсными частицами каменного угля. При этом полученный продукт обладает достаточно высокими качественными характеристиками.As the above examples clearly show, the use of the proposed processing method allows to obtain solid granules of graphite from the initial air suspension formed by fine particles of coal. Moreover, the resulting product has a fairly high quality characteristics.

Выбор значений используемых в ходе обработки параметров магнитного поля, а также других технологических характеристик проведен исходя из следующих соображений.The values of the magnetic field parameters used during processing, as well as other technological characteristics, were selected based on the following considerations.

Размеры частиц исходного сырья 1-8 мкм и указанные выше пределы заполнения ими внутренней полости в емкости 3 - 20-40% от ее объема назначены исходя из необходимости формирования с их применением устойчивой пылевидной воздушной взвеси.The particle size of the feedstock is 1-8 μm and the above-mentioned limits for filling the internal cavity in the tank with 3 - 20-40% of its volume are assigned based on the need to form a stable dusty air suspension with their use.

Последняя не должна расслаиваться на отдельные составляющие за необходимый для полного завершения процесса временной промежуток. Кроме того, искусственно уменьшенный объем частиц, используемых в исходной сырьевой массе основных компонентов, обеспечивает формирование оптимальных условий для преобразования кристаллической структурной угольной решетки в графитовую.The latter should not be stratified into separate components for the time period necessary for the complete completion of the process. In addition, the artificially reduced volume of particles used in the initial raw material mass of the main components ensures the formation of optimal conditions for the conversion of the crystalline structural carbon lattice into graphite.

Пределы же напряженности магнитного поля выбраны с учетом действия следующих обстоятельств.The limits of the magnetic field strength are selected taking into account the action of the following circumstances.

При применении значений напряженности последнего, меньших чем 2,5×103 А/м, не удается обеспечить условия для протекания структурной перестройки одной кристаллической решетки в другую.When applying the values of the intensity of the latter, less than 2.5 × 10 3 A / m, it is not possible to provide conditions for the occurrence of structural rearrangement of one crystal lattice into another.

Использование величин напряженности магнитного поля, больших чем 1×106 А/м, не обеспечивает достижения каких-либо дополнительных преимуществ в ходе проведения такого рода процесса обработки.The use of magnetic field strengths greater than 1 × 10 6 A / m does not provide any additional benefits during this kind of processing process.

Но в то же время при этом значительно увеличиваются необходимые для ее осуществления затраты технологической энергии.But at the same time, the costs of technological energy necessary for its implementation are significantly increased.

Границы диапазона используемых в ходе выполнения способа частот генерируемого магнитного поля выбраны исходя из следующего.The boundaries of the range used during the execution of the method of frequencies of the generated magnetic field are selected based on the following.

При частотах, меньших чем 40 Гц, не обеспечивает формирование структур из графита в используемых в качестве сырья частицах воздушной взвеси.At frequencies less than 40 Hz, it does not provide the formation of structures from graphite in air suspension particles used as raw materials.

Сам получаемый в процессе генерации переменного магнитного поля его результирующий вектор суммарного потока воздействует в этом случае на них с недостаточно высокой степенью интенсивности.The resulting vector of the total flux obtained in the process of generating an alternating magnetic field acts in this case with an insufficiently high degree of intensity.

Т.е. он в окружающем его пылевом облаке, состоящем из последних, перемещается слишком вяло.Those. in the dust cloud surrounding him, consisting of the latter, he moves too sluggishly.

Наоборот, при значениях частот более высоких чем 70 Гц такой вектор движется настолько стремительно, что попадающие на траекторию его пространственного переноса сырьевые частицы не успевают вступить с ним во взаимодействие. Опять-таки и в этом случае не гарантируется создание оптимальных условий для формирования кристаллических структур необходимого конечного продукта.On the contrary, at frequencies higher than 70 Hz, such a vector moves so rapidly that the raw particles falling on the path of its spatial transfer do not have time to interact with it. Again, in this case, the creation of optimal conditions for the formation of crystalline structures of the required final product is not guaranteed.

Назначение применяемого при обработке интервала времени в 12-17 мин (0,2÷0,28 часа) проведено исходя из наличия возникновения в ходе осуществления процесса обработки следующих объективных факторов.The purpose of the time interval of 12-17 minutes (0.2 ÷ 0.28 hours) used in processing was assigned based on the presence of the following objective factors during the processing process.

При значениях его, меньших чем 12 минут, т.е. 0,2 часа, не успевают закончиться необходимые для формирования вырабатываемого конечного продукта структурные преобразования в частицах используемой для обработки сырьевой массы.With values of less than 12 minutes, i.e. 0.2 hours, the structural transformations in the particles used for processing the raw material needed to form the final product produced do not have time to finish.

При использовании же значений временного интервала, больших чем 17 минут (0,28 часа), не обеспечивается получение какого-либо дополнительного положительного эффекта. В то же время применение больших, чем необходимые, временных промежутков приводит к увеличению суммарных затрат, связанных с выполнением переработки исходного сырья в необходимый конечный продукт.When using the values of the time interval greater than 17 minutes (0.28 hours), it does not provide any additional positive effect. At the same time, the use of longer than necessary time intervals leads to an increase in the total costs associated with the processing of raw materials into the desired final product.

Исходя из таких же соображений проведено назначение величины избыточного давления в подаваемых в придонный слой объемах сжатого воздуха.Based on the same considerations, the assignment of the excess pressure in the volumes of compressed air supplied to the bottom layer was carried out.

При величине избыточного давления, меньшей чем 0,1 кгс/см2, снижаются количественные показатели производительности процесса получения гранул графита из исходной сырьевой взвеси.When the magnitude of the excess pressure is less than 0.1 kgf / cm 2 , the quantitative indicators of the productivity of the process of producing granules of graphite from the initial raw material suspension are reduced.

При величинах же его, больших чем 0,6 кгс/см2, не удается обеспечить дополнительную интенсификацию процесса выработки конечного продукта.When its values are greater than 0.6 kgf / cm 2 , it is not possible to provide additional intensification of the process of developing the final product.

В то же время, при использовании значений избыточного его давления, больших, чем указанная выше величина, возрастают затраты необходимой для получения и подачи применяемых в ходе обработки объемов сжатого воздуха электрической энергии.At the same time, when using values of its excess pressure greater than the above value, the costs necessary to receive and supply the electric energy used during the processing of compressed air increase.

На приведенном чертеже изображены:The drawing shows:

Общий вид предлагаемого устройства - фиг.1.General view of the proposed device - figure 1.

На фиг.1 в свою очередь обозначены:Figure 1 in turn indicated:

Позицией 1 - рабочие элементы, изготовленные из магнитопроводящего материала, например из трансформаторного железа, с помощью которых формируется сам магнитный контур в применяемом генераторе.Position 1 - working elements made of a magnetically conductive material, for example, transformer iron, with the help of which the magnetic circuit itself is formed in the used generator.

Позицией 2 - обмотки-катушки, установленные непосредственно в теле рабочих элементов 1 и предназначенные для генерации магнитного потока.Position 2 - winding coils installed directly in the body of the working elements 1 and designed to generate magnetic flux.

Позицией 3 - емкость для размещения в ее полости воздушной взвеси из частиц 4 обрабатываемого сырья.Position 3 - capacity for placement in its cavity of an air suspension of particles 4 of the processed raw materials.

Позицией 4 - частицы воздушной взвеси, полученные измельчением исходных кусков каменного угля на более мелкие составляющие, равномерно распределенные в окружающих их слоях атмосферы, заполняющей внутреннюю полость емкости 3.Position 4 - air suspension particles obtained by grinding the original pieces of coal into smaller components, evenly distributed in the surrounding atmosphere, filling the internal cavity of the tank 3.

Позицией 5 - гранулы графита, полученные в придонном слое применяемой емкости 3.Position 5 - graphite granules obtained in the bottom layer of the used tank 3.

Позицией 6 - перфорированный патрубок, осуществляющий подачу сжатого воздуха под избыточным давлением в толщу лежащего на дне емкости 3 осадка.Position 6 - perforated pipe supplying compressed air under excessive pressure in the thickness of the sediment lying on the bottom of the tank 3.

Позицией 7 - сквозные отверстия перфорации в стенках патрубка 6, через которые и осуществляется выход струй подаваемого воздуха.Position 7 - through holes of perforation in the walls of the pipe 6, through which the output of the jets of supplied air.

Позицией 8 - крышка, лежащая на стенках емкости 3 у ее верхней открытой части и изолирующая ее внутренний объем от прямого его соединения с окружающей емкость внешней средой.Position 8 is a cover lying on the walls of the tank 3 at its upper open part and isolating its internal volume from its direct connection with the external environment surrounding the tank.

Буквой "Б" - сквозной паз, предназначенный для проведения установки емкости 3 в генератор магнитного поля.The letter "B" is a through groove intended for installation of capacity 3 in a magnetic field generator.

Буквой "а" - полученные в ходе осуществления монтажа корпуса емкости 3 в установочный паз "Б" воздушные зазоры.The letter "a" - received during the installation of the housing of the tank 3 in the installation groove "B" air gaps.

Буквой "Д" - формируемая перемещением конца результирующего вектора магнитного потока пространственная фигура, размещенная во внутренней полости емкости 3.The letter "D" is a spatial figure formed by moving the end of the resulting magnetic flux vector, located in the internal cavity of the tank 3.

Буквой "Р" - направление подачи и величина избыточного давления в объемах подаваемого к донному осадку сжатого воздуха.The letter "P" is the flow direction and the amount of excess pressure in the volumes of compressed air supplied to the bottom sediment.

Работа предлагаемого устройства, изображенного на фиг.1, протекает следующим образом.The operation of the proposed device depicted in figure 1, proceeds as follows.

Перед включением магнитного генератора внутренняя полость емкости 3 заполняется обрабатываемой взвесью.Before turning on the magnetic generator, the internal cavity of the tank 3 is filled with the processed suspension.

Указанная выше взвесь содержит частицы 4, полученные дроблением кусков каменного угля. Такого рода частицы при осуществлении обработки равномерно распределяются в полости емкости 3 в окружающем их со всех сторон столбе атмосферного воздуха.The above suspension contains particles 4 obtained by crushing pieces of coal. Particles of this kind during processing are evenly distributed in the cavity of the container 3 in the surrounding column of atmospheric air surrounding them on all sides.

Перед самым началом осуществления процесса обработки для формирования исходной сырьевой взвеси лежащий на дне емкости 3 пылевидный придонный осадок подвергается перемешиванию при помощи механической лопастной мешалки (на чертеже не показана). Длительность выполнения указанного выше процесса определяется, прежде всего, наступлением момента формирования в последней устойчивой непрозрачной смеси (такая взвесь создается, как правило, в течение 1-3 минут).Just before the start of the processing process to form the initial raw material suspension, the dusty bottom sediment lying at the bottom of the tank 3 is mixed using a mechanical paddle mixer (not shown in the drawing). The duration of the above process is determined, first of all, by the onset of the moment of formation in the last stable opaque mixture (such a suspension is usually created within 1-3 minutes).

Затем емкость 3 с заполняющими ее объем частицами закрывается изолирующей внутреннюю полость последней от окружающей среды крышкой 8.Then the container 3 with the particles filling its volume is closed by the lid 8, which insulates the internal cavity of the latter from the environment.

Указанная крышка 8 укладывается на стенки, расположенные в верхней части емкости, у ее открытого конца.The specified cover 8 is laid on the walls located in the upper part of the tank, at its open end.

По завершении этого этапа емкость 3 устанавливается в сквозной паз "Б" контура магнитного генератора (см. фиг.1).At the end of this stage, the tank 3 is installed in the through groove "B" of the circuit of the magnetic generator (see figure 1).

По окончании этой операции ее монтажа полость размещенного в придонной части емкости 3 перфорированного патрубка 6 соединяется с полостью подающей сжатый воздух внешней магистрали. Такое соединение может быть выполнено, например, с помощью гибкого рукава и быстроразъемного узла крепления (на чертеже не показаны).At the end of this installation operation, the cavity of the perforated pipe 6 located in the bottom of the vessel 3 is connected to the cavity of the external air supplying compressed air. Such a connection can be made, for example, using a flexible sleeve and a quick coupler mount (not shown).

Этим самым обеспечивается возможность осуществления подачи под избыточным давлением в полость емкости 3 струй сжатого воздуха, проходящего туда через отверстия перфорации 7, выполненные в стенках патрубка 6 (см. фиг.1).This ensures the possibility of supplying under excessive pressure into the cavity of the tank 3 jets of compressed air passing there through the perforation holes 7 made in the walls of the pipe 6 (see figure 1).

Одновременно с этим производится подключение всех трех обмоток-катушек 2 к соответствующим фазам внешнего источника подачи переменного электрического тока (на чертеже не показан).At the same time, all three windings-coils 2 are connected to the corresponding phases of an external source of alternating electric current supply (not shown in the drawing).

При поступлении последнего на указанные выше обмотки-катушки 2, выполняющие роль соленоидов, в каждой из них начинает создаваться переменное магнитное поле.When the latter arrives at the above windings-coils 2, acting as solenoids, an alternating magnetic field begins to be created in each of them.

Так как все они соединены между собой образующими единый контур магнитопроводящими элементами 1, в последующем в нем формируется за счет слияния таких индивидуальных полей уже одно единое суммарное.Since they are all interconnected by magnetically conducting elements 1 forming a single contour, subsequently in it, one single total is formed due to the merger of such individual fields.

В силу того, что электрический ток на обмотки-катушки 2 подается переменный, то и получаемое в самом генераторе магнитное поле будет таким же. Благодаря имеющимся угловым сдвигам в применяемых в качестве подающих волновые синусоидальные импульсы фазах этого внешнего источника питания, получаемое с помощью последних суммарное поле еще и как бы "вращается" в области осуществления своего воздействия.Due to the fact that the electric current is supplied to the coil windings 2, the magnetic field obtained in the generator itself will be the same. Owing to the available angular shifts in the phases of this external power source used as wave sinusoidal pulses, the total field obtained with the help of the latter also “rotates” in the field of its effect.

Это вращение и обеспечивается с помощью непрерывно поступающего на каждую из трех обмоток-катушек 2 питания, подводимого от отдельных фаз внешней обслуживающей эти нужды сети промышленного трехфазного тока (на чертеже не показаны).This rotation is ensured by means of a supply continuously supplied to each of the three windings-coils 2, supplied from separate phases of an external three-phase current network serving these needs (not shown).

Так как замкнутый прямоугольный контур генератора разорван выполненным в нем сквозным пазом "Б", то формируемый в его рабочих элементах 1 суммарный магнитный поток, появившийся в результате подключения последних к внешнему источнику питания, стремится замкнуть обе половины контура в единое целое.Since the closed rectangular circuit of the generator is broken by the through groove "B" made in it, the total magnetic flux formed in its working elements 1, which appeared as a result of connecting the latter to an external power source, tends to close both halves of the circuit into a single whole.

Для этого созданный в контуре поток должен как бы "перепрыгнуть" через область пространства, занимаемую сквозным пазом Б.To do this, the flow created in the circuit should “jump” over the area of space occupied by the through groove B.

На пути, пролегающему через зону выполнения такого "прыжка", он неизбежно пересекается с внутренней полостью размещенной в этой области емкости 3.On the path that runs through the zone of such a “jump”, it inevitably intersects with the internal cavity of the container 3 located in this region.

Последняя в этом случае выполняет роль "опорной ступеньки", помогающей преодолеть разделяющие обе половины контура пустое пространство проходящему через этот его участок указанному выше потоку.In this case, the latter serves as the "supporting step", which helps to overcome the empty space that separates both halves of the contour, and the above flow passing through this section of it.

Т.е. емкость 3 с размещенной внутри ее взвесью частиц 4 выполняет роль замыкающего соединительного звена для генерирующей переменное магнитное поле и созданной с этой целью системы.Those. a container 3 with a suspension of particles 4 placed inside it serves as a closing connecting link for generating an alternating magnetic field and a system created for this purpose.

В итоге всего этого непосредственно в лежащей на пути такого потока области, занимаемой объемом обрабатываемой взвеси, формируется магнитное поле с максимально достижимыми для этих условий параметрами его напряженности.As a result of all this, a magnetic field is formed directly in the region lying on the path of such a flow, occupied by the volume of the processed suspension, with its maximum achievable parameters for these conditions.

Соответственно, воздействие на частицы 4 сырьевого материала со стороны последнего будет осуществляться с максимально возможной интенсивностью, что и обеспечивает оптимальные условия для осуществления их преобразования в необходимый конечный продукт.Accordingly, the impact on the particles 4 of the raw material from the side of the latter will be carried out with the highest possible intensity, which ensures optimal conditions for the implementation of their conversion into the desired final product.

Создаваемая на участке этого магнитного потока зона, обозначенная буквой "Д" (см. фиг.1), сформирована за счет соединения с помощью кривых линий точек конечного нахождения результирующего вектора магнитного потока в момент осуществления его угловых колебательных перемещений во всех трех пространственных координатах.The zone created on the site of this magnetic flux, indicated by the letter "D" (see Fig. 1), is formed by connecting, using curved lines, the points of the final location of the resulting magnetic flux vector at the time of its angular vibrational displacements in all three spatial coordinates.

Полученная при слиянии такого рода отдельных кривых зона "Д" представляет собой, в конечном итоге, пространственный эллипсоид, внутри которого собственно и осуществляются такого рода перемещения последнего.The “D” zone obtained by merging this kind of separate curves is, in the final analysis, a spatial ellipsoid, inside of which such movements of the latter are actually carried out.

Этот эллипсоид "Д" целиком размещается в объеме внутренней полости емкости 3, и все находящиеся там сырьевые частицы, а также заполняющие ее слои газа неизбежно оказываются расположенными непосредственно в зоне влияния последнего. Воздействие формируемого таким образом результирующего вектора на обрабатываемые с его помощью компоненты протекает с периодически осуществляемой сменой его направления (40-70 Гц), а также и его величины.This ellipsoid "D" is entirely located in the volume of the internal cavity of the tank 3, and all the raw material particles there, as well as the gas layers filling it, inevitably turn out to be located directly in the zone of influence of the latter. The effect of the resulting vector formed in this way on the components processed with its help proceeds with periodically changing its direction (40-70 Hz), as well as its magnitude.

Сплющенность получаемого в зоне обработки эллипсоида в передней и задней его частях определяется резким возрастанием суммарного магнитного сопротивления в местах возникновения монтажных промежутков "а" (см. фиг.1).The flatness of the ellipsoid obtained in the processing zone in the front and rear parts is determined by a sharp increase in the total magnetic resistance in the places where the mounting gaps "a" occur (see Fig. 1).

Таким образом, содержащие уголь частицы 4 в момент осуществления обработки проходят через целую серию "ударов" и "толчков". При этом они наносятся со всех сторон и по всем возможным направлениям.Thus, particles 4 containing coal at the time of processing pass through a series of “shocks” and “shocks”. Moreover, they are applied from all sides and in all possible directions.

Под влиянием всего этого электроны атомов, входящих в состав подвергнутых такого рода обработки структур, переходят с нижележащих орбит на более удаленные от ядра этих атомов. Ранее созданные структурные связи, соединяющие молекулы, разрываются, и они разделяются на отдельные фрагменты (ионы). Эти фрагменты, за счет продолжающегося энергетического воздействия, проявляют высокую химическую активность. Наличие последнего фактора обеспечивает последующую их перестройку в новую структуру, т.е. способствует их графитизации.Under the influence of all this, the electrons of the atoms that make up the structures subjected to this kind of processing pass from the underlying orbits to those more distant from the nucleus of these atoms. Previously created structural bonds connecting the molecules are broken, and they are divided into separate fragments (ions). These fragments, due to the ongoing energy exposure, exhibit high chemical activity. The presence of the latter factor ensures their subsequent restructuring into a new structure, i.e. contributes to their graphitization.

Кроме того, образующиеся в ходе протекания такого рода процессов и полученные в этой же области ионы углерода соединяют вновь созданные графитовые "микроцентры" между собой, способствуя укрупнению последних.In addition, carbon ions formed in the course of such processes and obtained in the same region connect the newly created graphite "microcenters" to each other, contributing to the enlargement of the latter.

Так как полученные из взвеси частиц 4 вновь образованные соединения обладают более высокой плотностью, то под действием сил гравитации они оседают на дне емкости 3.Since the newly formed compounds obtained from a suspension of particles 4 have a higher density, under the influence of gravitational forces they settle on the bottom of the tank 3.

Попавшие в ее придонную область мелкие графитовые "зародыши" обрастают своеобразным покрытием из захватываемых попутно из окружающих их слоев взвеси составляющих последнюю частиц.Small graphite “nuclei” that have fallen into its bottom region are overgrown with a peculiar coating of suspended particles constituting the latter, which are simultaneously captured from the surrounding layers.

В итоге всего этого в самой нижней части емкости 3 формируется слой твердого осадка, состоящий из указанных выше компонентов.As a result of all this, a layer of solid precipitate consisting of the above components is formed in the lowest part of the tank 3.

Через слои последнего и проходят струи сжатого воздуха, подаваемого через отверстия перфорации 7 патрубка 6.Through the layers of the latter and pass the stream of compressed air supplied through the perforation holes 7 of the pipe 6.

Так как подача их осуществляется под небольшим избыточным давлением, то находящиеся в зоне их воздействия составляющие этот донный осадок компоненты начинают совершать колебательные перемещения, то поднимаясь вверх, то снова опускаясь вниз.Since their supply is carried out under a slight overpressure, the components of this bottom sediment located in the zone of their influence begin to make oscillatory movements, then rising up and down again.

Т.е. на дне емкости 3 образуется так называемый "кипящий слой".Those. at the bottom of the vessel 3 a so-called "fluidized bed" is formed.

В связи с тем, что все указанные выше процессы в составляющих его компонентах продолжают протекать все в том же порядке, то "омывающие" их со всех сторон и получаемые из молекул газа ионы углерода оказывают интенсивное воздействие на все участвующие в структурной перестройке элементы. Т.е. разрастанию ранее полученных "зародышей" из графита будут способствовать и подвод в область их формирования своеобразного соединяющего между собой мелкие центры кристаллизации связывающего их «раствора». Роль последнего выполняют непрерывно подаваемые в область их выращивания ионы углерода.Due to the fact that all the above processes in its constituent components continue to proceed in the same order, the carbon ions "washing" them from all sides and obtained from gas molecules have an intense effect on all elements involved in the structural rearrangement. Those. the growth of previously obtained “nuclei” from graphite will also be facilitated by the introduction into the region of their formation of a kind of a “solution” that binds them together to small crystallization centers. The role of the latter is played by carbon ions continuously supplied to the region of their growth.

За счет всего этого накопленные в толще донного осадка мелкие "зародыши" содержащих графит кристаллических структур разрастаются в более крупные, хорошо заметные даже невооруженным взглядом. Т.е. "склеиваются" в гранулы 5 с габаритными размерами от 2,5 до 13 мм.Due to all this, small “nuclei” of graphite-containing crystalline structures accumulated in the thickness of the bottom sediment grow into larger, clearly visible even to the naked eye. Those. “stick together” into granules 5 with overall dimensions from 2.5 to 13 mm.

Избыточные объемы подаваемого в придонный слой сжатого воздуха удаляются через остающиеся при закрытии полости емкости 3 крышкой 8 щелевидные зазоры, выполняющие в этом случае роль калиброванных выпускных каналов. Нижняя плоскость крышки 8 и контактирующие с ней стенки емкости 3 притираются в местах контакта так, что через остающиеся в этом сопряжении щели был возможен выход газа, но оказался бы невозможным проход самих твердых частиц. Т.е. остающиеся между последними зазоры составляют в данном случае 0,0004-0,0007 мм (на чертеже не показаны).Excessive volumes of compressed air supplied to the bottom layer are removed through the gap-like gaps remaining when the cavity of the container 3 is closed with a lid 8, which in this case plays the role of calibrated exhaust channels. The lower plane of the lid 8 and the walls of the container 3 in contact with it are rubbed at the points of contact so that gas could escape through the slots remaining in this interface, but the passage of the solid particles would be impossible. Those. the gaps remaining between the latter are in this case 0.0004-0.0007 mm (not shown in the drawing).

Эту же самую функцию может, в случае необходимости, осуществлять и фильтр, имеющий волокнистую набивку (на чертеже не показан). В этом варианте конструктивного исполнения такой фильтр должен быть пропущен насквозь через одну из стенок емкости 3, а внутренняя часть его открытого с обоих концов корпуса должна заполнять набивка из волокон материала, зазоры между которыми находятся в заявленных пределах (0,0004-0,0007 мм).This same function can, if necessary, be performed by a filter having a fibrous packing (not shown in the drawing). In this embodiment, such a filter should be passed through through one of the walls of the tank 3, and the inner part of its open at both ends of the housing should be filled with a packing of material fibers, the gaps between which are within the stated limits (0.0004-0.0007 mm )

Крышка 8 должна иметь в этом случае уплотнение, обеспечивающее герметичную изоляцию внутреннего объема емкости 3 от окружающей среды в момент ее закрытия (на чертеже не показано).The lid 8 should have a seal in this case, providing a tight seal of the internal volume of the tank 3 from the environment at the time of its closure (not shown in the drawing).

В предлагаемом случае применен простейший из возможных вариантов конструктивного исполнения устройства (см. фиг.1).In the proposed case, the simplest possible embodiment of the device is used (see figure 1).

Процесс обработки с помощью предложенного устройства продолжается до тех пор, пока помещенная во внутреннюю полость емкости 3 взвесь не станет полностью прозрачной.The processing using the proposed device continues until the suspension placed in the internal cavity of the tank 3 becomes completely transparent.

Т.е. до тех пор, пока все входящие в сырьевую массу частицы 4 не будут переработаны в конечный продукт.Those. until all particles 4 included in the raw material mass are processed into the final product.

По окончании процесса переработки (т.е. по истечении 12-17 минут) обмотки-катушки 2 отсоединяются от внешнего источника питания, а патрубок 6 отключается от внешней подающей сжатый воздух магистрали.At the end of the processing process (i.e., after 12-17 minutes), the coil-coil 2 is disconnected from the external power source, and the pipe 6 is disconnected from the external supply line of compressed air.

Емкость 3 с готовым конечным продуктом извлекается из установочного паза "Б" генератора. С нее снимается изолирующая крышка 8, и полученные конечные продукты 5 высыпаются из нее в применяемую для их упаковки технологическую тару (на чертеже не показана). В последней они могут быть отправлены для осуществления других операций производства, в котором предусмотрено их использования по прямому назначению. Отделение гранул графита 5 от полученных в ходе его формирования крупногабаритных кусковых отходов (Са, Si, Mg) осуществляется без каких-либо дополнительных сложностей с помощью обычного калиброванного сита.Capacity 3 with the finished end product is removed from the installation groove "B" of the generator. The insulating cover 8 is removed from it, and the resulting end products 5 are poured out of it into the technological packaging used for their packaging (not shown in the drawing). In the latter, they can be sent for other production operations, which provides for their intended use. The separation of graphite 5 granules from large-sized lumpy waste (Ca, Si, Mg) obtained during its formation is carried out without any additional difficulties using a conventional calibrated sieve.

После завершения всех указанных выше переходов освобожденное от конечных продуктов переработки устройство вновь становится пригодным для выполнения последующего цикла получения в нем новых порций гранул графита.After completion of all the above transitions, the device freed from the final products of processing again becomes suitable for the subsequent cycle of obtaining new portions of graphite granules in it.

Применяемый для подачи энергии внешний источник электрического питания имеет в своем составе дополнительный блок управления (на чертеже не показан).The external electric power source used to supply energy includes an additional control unit (not shown in the drawing).

С помощью последнего осуществляется регулировка параметров подаваемого на обмотки-катушки генератора переменного тока (силы тока, напряжения, частоты) и, следовательно, также технологических параметров создаваемого в зоне синтеза кристаллов графита магнитного поля (на чертеже не показан).Using the latter, the parameters of the alternating current generator (current, voltage, frequency) supplied to the coil windings are adjusted and, therefore, also of the technological parameters of the magnetic field created in the synthesis zone of graphite crystals (not shown).

Учитывая все изложенное выше, можно прийти к выводу, что применение предлагаемого способа получение графита, а также предназначенного для его осуществления устройства позволяет многократно сократить необходимые для получения этого конечного продукта материальные затраты.Given all of the above, we can conclude that the application of the proposed method for producing graphite, as well as the device intended for its implementation, can significantly reduce the material costs required to obtain this final product.

Такое снижение величины последних обеспечивается, прежде всего, тем, что выработка графита не связана с применением дефицитного дорогостоящего сырья (кокса), а также не использует многостадийные технологии с переходами, осуществляемыми в течение длительных промежутков времени, при высокой температуре и давлении, либо значительно превышающем, либо значительно меньшем, чем атмосферное.Such a decrease in the value of the latter is ensured, first of all, by the fact that the production of graphite is not associated with the use of scarce expensive raw materials (coke), and also does not use multi-stage technologies with transitions carried out over long periods of time, at high temperature and pressure, or significantly higher , or much less than atmospheric.

В предлагаемом способе и устройстве в качестве исходного сырья используется низкокалорийный и высокозольный каменный уголь, а сама переработка выполняется при комнатных температурах и в диапазоне давлений, лишь незначительно отличающемся от атмосферного.In the proposed method and device, low-calorie and high-ash coal is used as the feedstock, and the processing itself is performed at room temperatures and in the pressure range only slightly different from atmospheric.

Осуществление предлагаемого способа не требует применения в процессе получения конечного продукта мощного нагревательного оборудования и обеспечивающих функционирование последнего обслуживающих систем.The implementation of the proposed method does not require the use in the process of obtaining the final product of powerful heating equipment and ensuring the functioning of the latter service systems.

Получаемые же при помощи предлагаемого способа гранулы графита отличаются высокой степенью чистоты и имеют хорошие показатели по электропроводности и плотности.The graphite granules obtained by the proposed method are characterized by a high degree of purity and have good electrical conductivity and density.

Сам предлагаемый процесс его синтеза протекает в течение коротких промежутков времени и обеспечивает достаточно высокий выход конечного продукта из используемой сырьевой массы (доходит до 80%).The proposed process of its synthesis itself proceeds for short periods of time and provides a sufficiently high yield of the final product from the raw material used (reaches 80%).

Изготовление применяемого при осуществлении предлагаемого способа устройства не связано с необходимостью привлечения существенных капитальных затрат и не требует использования при этом длительных сроков времени для подготовки производства. Само же это предлагаемое устройство отличается высокой степенью простоты его конструктивного исполнения и вследствие этого имеет высокую эксплуатационную надежность.The manufacture of the device used in the implementation of the proposed method is not associated with the need to attract significant capital costs and does not require the use of long periods of time for the preparation of production. This proposed device itself is characterized by a high degree of simplicity of its design and, as a result, has high operational reliability.

Claims (2)

1. Способ получения графита из воздушной взвеси частиц каменного угля, включающий размещение исходного углеродосодержащего сырья во внутренней полости емкости, изолированной от окружающей ее среды, и воздействие на него генерируемым для его преобразования в конечный продукт физическим полем, которое осуществляется непосредственно в зоне его влияния, отличающийся тем, что в качестве объекта для проведения такого преобразования выступает воздушная взвесь из частиц каменного угля с размерами от 1 мкм до 8 мкм, объем которых относительно всего объема полости, которую ими заполняют, составляет 20-40% от всей величины последнего, а в качестве физического поля используется переменное вращающееся магнитное, напряженность которого, замеренная в зоне обработки, составляет 2,5·103÷1·106 А/м, а частота 40-70 Гц; при этом сама емкость с загруженным в нее обрабатываемым сырьем выполняет функции замыкающего соединительного звена для генерируемого применяемой магнитной системой и создаваемого в ней потока, а в процессе выполнения обработки, которая осуществляется в течение промежутка времени, составляющего 12-17 мин, в толщу получаемого на дне емкости донного осадка производится подача струй сжатого воздуха под избыточным его давлением, равным 0,1÷0,6 кгс/см2, создающих в этой области так называемый "кипящий слой".1. A method of producing graphite from an air suspension of coal particles, including the placement of the initial carbon-containing raw materials in the internal cavity of the tank, isolated from its environment, and exposure to it generated by the physical field generated for its conversion into the final product, which is carried out directly in the zone of its influence, characterized in that the air suspension of particles of coal with sizes from 1 μm to 8 μm, the volume of which is relatively its cavity the volume of which is filled with 20-40% of the value of the latter, and as the physical field uses alternating rotating magnetic whose intensity, measured in the treatment zone is 2.5 ÷ × 10 3 1 × 10 6 A / m, and the frequency of 40-70 Hz; in this case, the tank itself with the processed raw materials loaded into it serves as the closing connecting link for the flow generated in the used magnetic system and generated in it, and during processing, which is carried out over a period of time of 12-17 minutes, in the thickness obtained at the bottom of the bottom sediment capacity, compressed air jets are supplied under its excess pressure equal to 0.1 ÷ 0.6 kgf / cm 2 , creating a so-called "fluidized bed" in this area. 2. Устройство для получения графита из воздушной взвеси частиц каменного угля, содержащее в своем составе емкость для размещения в ней обрабатываемой сырьевой массы, а также рабочие элементы, обеспечивающие формирование воздействующего на составляющие ее частицы физического поля, которые подключаются к внешнему источнику электрического питания, отличающееся тем, что эти его рабочие элементы выполнены в виде состыкованных между собой пластин из магнитопроводящего материала, образующих в процессе их монтажа замкнутый прямоугольный контур, а в теле составляющих этот контур отдельных деталей размещены три обмотки-катушки, каждая из которых соединена с соответствующей фазой внешнего трехфазного источника питания, и в одном из этих, входящих в состав контура элементов выполнен сквозной паз, габариты которого обеспечивают размещение в нем содержащей обрабатываемую воздушную взвесь емкости, а верхняя часть этой емкости имеет установленную на ее торце крышку, изолирующую внутренний объем последней от прямой связи его с окружающей емкость внешней средой, и на ее дне проложен заглушенный с торцевой части патрубок, в стенках которого выполнены отверстия перфорации, обеспечивающие вывод в окружающие его придонные слои обрабатываемого сырья струй подаваемого через них сжатого воздуха, и внутренняя полость этого патрубка сообщается с полостью внешней, подающей объемы последнего под избыточным давлением, магистрали. 2. A device for producing graphite from an air suspension of coal particles, containing in its composition a container for accommodating the processed raw material in it, as well as working elements that ensure the formation of a physical field acting on its constituent particles, which are connected to an external electric power source, characterized the fact that these working elements thereof are made in the form of plates of magnetically conductive material joined together, forming a closed rectangular con round, and in the body of the individual components of this circuit there are three winding coils, each of which is connected to the corresponding phase of an external three-phase power source, and in one of these elements included in the circuit there is a through groove, the dimensions of which provide placement in it the air suspension of the container being processed, and the upper part of this container has a lid installed on its end, isolating the internal volume of the latter from its direct connection with the external environment surrounding the container, and at its bottom a pipe muffled from the end part, in the walls of which perforation holes are made, which allow the jets of compressed air supplied through them to exit into the surrounding bottom layers of the processed raw material, and the internal cavity of this pipe communicates with the external cavity supplying the volumes of the latter under overpressure.
RU2011117387/05A 2011-04-29 2011-04-29 Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method RU2479486C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117387/05A RU2479486C2 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117387/05A RU2479486C2 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011117387A RU2011117387A (en) 2012-11-10
RU2479486C2 true RU2479486C2 (en) 2013-04-20

Family

ID=47321932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117387/05A RU2479486C2 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2479486C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031553C1 (en) * 1992-05-06 1995-03-20 Восточно-Сибирский технологический институт Plasma reactor for gasification of coals
RU2129U1 (en) * 1995-03-23 1996-05-16 Акционерное общество открытого типа "Петербургская телефонная сеть" COMPRESSOR UNIT FOR PRODUCING DRY AIR (OPTIONS)
RU2087525C1 (en) * 1994-04-05 1997-08-20 Восточно-Сибирский технологический институт Method of gasifying coals and electroarc plasma reactor for coal gasification
US6200430B1 (en) * 1998-01-16 2001-03-13 Edgar J. Robert Electric arc gasifier method and equipment
RU2257341C1 (en) * 2004-06-08 2005-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Fine-grain graphite preparation process
RU2258031C1 (en) * 2004-02-10 2005-08-10 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Carbon material manufacturing process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031553C1 (en) * 1992-05-06 1995-03-20 Восточно-Сибирский технологический институт Plasma reactor for gasification of coals
RU2087525C1 (en) * 1994-04-05 1997-08-20 Восточно-Сибирский технологический институт Method of gasifying coals and electroarc plasma reactor for coal gasification
RU2129U1 (en) * 1995-03-23 1996-05-16 Акционерное общество открытого типа "Петербургская телефонная сеть" COMPRESSOR UNIT FOR PRODUCING DRY AIR (OPTIONS)
US6200430B1 (en) * 1998-01-16 2001-03-13 Edgar J. Robert Electric arc gasifier method and equipment
RU2258031C1 (en) * 2004-02-10 2005-08-10 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Carbon material manufacturing process
RU2257341C1 (en) * 2004-06-08 2005-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Fine-grain graphite preparation process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.KUMAR, R.C.GUPTA, Graphitization study of Indian Assam coking coal, Fuel Proces. TechnoL, 1995, v.43, p.p.169-176. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011117387A (en) 2012-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101391290B (en) Method for synthesizing metal matrix composition using metal reaction under the coupling action of magnetic field and ultrasonic field
Ogundiran et al. Synthesis of fly ash-calcined clay geopolymers: Reactivity, mechanical strength, structural and microstructural characteristics
KR101909626B1 (en) Process for production of synthesis gas
RU2600577C2 (en) Method for making articles for civil and/or industrial objects on moon, mars, and/or asteroids
CN111233422A (en) Concrete containing coal-to-liquid coarse slag and preparation method thereof
JP7096831B2 (en) Iron production
RU2479486C2 (en) Method of producing graphite from air suspension of coal particles and apparatus for realising said method
CA2797989A1 (en) Process and plant for producing hot metal
JP2016155702A (en) Method for carbon dioxide reforming of hydrocarbon
EP0357395B1 (en) A silicon smelting process and a furnace therefor
RU2493099C2 (en) Method of obtaining graphite and based on it composites from water suspension of particles of carbon-containing materials and device for its realisation
CN101704075A (en) Method for synthesizing aluminum-based composite material by multielement magnetic field combined fusant reaction
CN101723384A (en) Synthesis method and device for gas phase white carbon black
CN101688259B (en) Process and apparatus for producing iron sponge
RU2484144C2 (en) Method of producing iron from air suspension of particles of iron-containing ore and apparatus for realising said method
RU2467950C1 (en) Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method
US2738373A (en) Method and means of charging and operating electrical furnaces
US1979704A (en) Method of producing high strength calcined gypsum
JPS639548Y2 (en)
Černý et al. Influence of secondary raw materials on synthesis of tobermorite in lime–silicate composite
JP2017039631A (en) Method for producing mixed gas
RU2521175C2 (en) Iron production from water suspension of particles of iron compounds ore and device to this end
JPS5945912A (en) Continuous preparation of sialon substance
KR20120041944A (en) Metal silicon auto manufacturing method using silica
CN108892513A (en) A method of silicon carbide powder is prepared using induction furnace

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130430