|
(21), (22) Заявка: 2002117821/032002117821/03, 02.07.2002
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
02.07.2002
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2004
(45) Опубликовано: 27.05.2004
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
ЮСУПОВ Т.С. Способы концентрирования и выделения цеолитов из горных пород: Методы диагностики и количественного определения содержания цеолитов в горных породах. – Новосибирск: ОИГиГ СО РАН СССР, 1985, с.161-168. SU 498032 А, 24.03.1976. SU 1804347 A3, 23.03.1993. RU 2035994 С1, 27.05.1995. JP 61183150 A1, 15.08.1986. НАДИРАШВИЛИ А.Н. и др. Исследование обогатимости бедных цеолитсодержащих туфов: Материалы всесоюзной научно-технической конференции по добыче переработке и применению природных цеолитов, Гори, 19-21.11.1986. – Тбилиси: САКАРТВЕЛО, 1989. ОЛОФИНСКИЙ Н.Ф. Электрические методы обогащения. – М.: Недра, 1977, с.16-18, 246, 252, 455-456, 497.
Адрес для переписки:
672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГТУ, отдел интеллектуальной собственности
|
(71) Заявитель(и):
Читинский государственный технический университет (RU)
(72) Автор(ы):
Хатькова А.Н. (RU), Мязин В.П. (RU), Никонов Е.А. (RU), Размахнин К.К. (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Читинский государственный технический университет (RU)
|
(54) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИХ ТУФОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к технологии переработки и обогащения тонкодисперсных низкосортных цеолитсодержащих туфов и предназначено для получения цеолитовых концентратов. В способе обогащения тонкодисперсного цеолитового сырья осуществляют измельчение сырья, разделение по классам крупности, обесшламливание, электромагнитную сепарацию, электростатическую сепарацию, разделение в тяжелых жидкостях. Перед электромагнитной сепарацией проводят ультразвуковую обработку сырья при частоте 20-22 кГц. Электромагнитную сепарацию проводят в изодинамическом поле, после чего производят подогрев – электризацию при 80-100°С в присутствии салициловой кислоты с концентрацией (0,2-0,4) 10-3 кг/м3. Электростатическую сепарацию проводят при напряженности поля (2,7-4,0) 10-5 В/м. Процесс разделения в тяжелых жидкостях осуществляют в поле центробежных сил. Способ позволяет повысить эффективность обогащения тонкодисперсного цеолитового сырья и довести содержание цеолитового минерала (клиноптилолита) до 80-90%. 2 з.п.ф-лы,1 ил.
Изобретение относится к технологии переработки и обогащения тонкодисперсных низкосортных (содержание цеолитового минерала, например клиноптилолита, менее 60%) цеолитсодержащих туфов и предназначено для получения цеолитовых концентратов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ подготовки и обогащения цеолитсодержащих туфов, включающий отмывку шламовых частиц размером менее 10 мкм, сушку при 50-60
В случае тонкодисперсных цеолитов повышение эффективности разделения минералов может быть достигнуто посредством предварительного изменения их физико-химических свойств.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обогащения тонкодисперсного цеолитового сырья.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе обогащения тонкодисперсного цеолитового сырья, включающего измельчение сырья, разделение по классам крупности, обесшламливание, электромагнитную сепарацию, разделение в тяжелых жидкостях, перед электромагнитной сепарацией проводят ультразвуковую обработку сырья, электромагнитную сепарацию проводят в изодинамическом поле, после чего производят подогрев – электризацию, электростатическую сепарацию проводят при напряженности поля (2,7-4,0) 10-5 В/м, а разделение в тяжелых жидкостях осуществляют в поле центробежных сил. Способ отличается также тем, что ультразвуковую обработку проводят при частоте 20-22 кГц в течение 5-7 мин, а подогрев – электризацию выполняют при 80-100 С в присутствии салициловой кислоты с концентрацией (0,2-0,4) 10-3 кг/м3.
Предварительная ультразвуковая обработка суспензии цеолитового сырья приводит к интенсификации процесса отделения клиноптилолита от минералов примесей (полевого шпата, монтмориллонита, кварца, плагиоклаза и др.) вследствие кавитационных процессов, обуславливающих звукокапиллярный и диспергирующий эффекты. Механизм воздействия ультразвука на цеолитовое сырье заключается в следующем. При увеличении амплитуды колебания излучателя возрастает интенсивность ультразвуковой волны, при этом возникает кумулятивная струя, направленная перпендикулярно к поверхности раздела фаз твердое тело – жидкость. Цеолиты обладают микропористой структурой с диаметром входных окон 0,3-0,6 Нм, соизмеримым с размером кавитационного пузырька. При схлопывании пузырька вблизи микропоры создается избыточное давление, оказывающее расклинивающее, разупрочивающее действие и интенсифицирующее процесс отделения клиноптилолита от вмещающей породы.
Из процессов предварительного обогащения тонкодисперсных цеолитов эффективны магнитная и электростатическая сепарации. Магнитную сепарацию проводят в изодинамических условиях, способствующих повышению содержания цеолитового минерала в немагнитном продукте.
Для наиболее полного извлечения полевых шпатов, кварца из немагнитного продукта перед электростатической сепарацией проводится подогрев – электризация в присутствии салициловой кислоты с концентрацией (0,2-0,4) 10-3 кг/см3. При нагревании до 80-100 С происходит возгонка салициловой кислоты, адсорбция продуктов возгонки поверхностью минералов и как следствие ее контрастное заряжение, что обеспечивает более эффективное отделение минералов группы полевых шпатов от цеолитового минерала электростатической сепарацией, которую проводят при напряженности поля (2,7-4,0) 10-5 В/м.
Использование процесса разделения в тяжелых жидкостях, применяя сочетания бромоформа и ацетона или бромоформа и диметилформамида в центробежных полях в заключительной стадии, позволяет существенно снизить количество сопутствующих минералов и довести содержание цеолитового минерала до 80-90%.
На чертеже представлена схема обогащения цеолитсодержащего сырья, включающая последовательно следующие операции: измельчение, рассев по классам крупности, обесшламливание, ультразвуковую обработку, электромагнитную сепарацию, подогрев – электризацию, электростатическую сепарацию, разделение в тяжелых жидкостях.
Способ обогащения цеолитсодержащего сырья осуществляется следующим образом. Исходную пробу цеолитсодержащего сырья направляют в стержневую мельницу для измельчения и после рассева по классам крупности (-0,1+0,044 мм) обесшламливают водой.
Из пробы отмывают шламовые частицы размером менее 0,05 мм. Обесшламленный продукт подвергают ультразвуковому воздействию посредством приготовления водной цеолитовой суспензии с соотношением Т:Ж=1:40. Водную цеолитовую суспензию нагревают на водяной бане в течение 1 ч, после чего на установке УЗНД-1 при частоте 20-22 кГц подвергают действию ультразвука в течение 5-7 мин. Отмученный осадок высушивают до постоянного веса при температуре 105 С и направляют на электромагнитную сепарацию, где в изодинамическом поле происходит разделение материала на магнитный и немагнитный продукты. Магнитный продукт отделяют, а к немагнитному добавляют салициловую кислоту с концентрацией (0,2-0,4) 10-3 кг/м3, после подогрева до 80-100 С материал направляют в электростатический сепаратор, где при напряженности поля (2,7-4,0) 10-5 В/м происходит практически полное отделение минералов группы полевого шпата от цеолитового минерала. После электростатической сепарации непроводящую фракция отделяют, а проводящую направляют в устройство для разделения в тяжелых жидкостях, в качестве которых используют сочетание бромоформа и ацетона или бромоформа и диметилформамида. При этом в диапазоне плотностей используемых рабочих жидкостей (1,900-2,650 г/см3) происходит отделение цеолитового минерала (клиноптилолита) от незначительно присутствующих полевого шпата и кварца. Вследствие разделения цеолитсодержащего сырья в тяжелых жидкостях в диапазоне плотностей 2,1-2,25 г/см3 получают цеолитовый концентрат, а при =2,25-2,65 г/см3 кварц – полевошпатовый концентрат.
Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность обогащения цеолитового сырья и довести содержание цеолитового минерала (клиноптилолита) до 80-90%.
Формула изобретения
1. Способ обогащения цеолитсодержащего сырья, включающий измельчение сырья, разделение по классам крупности, обесшламливание, электромагнитную сепарацию, электростатическую сепарацию, разделение в тяжелых жидкостях, отличающийся тем, что перед электромагнитной сепарацией проводят ультразвуковую обработку сырья, электромагнитную сепарацию проводят в изодинамическом поле, после чего производят подогрев-электризацию, электростатическую сепарацию проводят при напряженности поля (2,7-4,0) 10-5 В/м, а процесс разделения в тяжелых жидкостях осуществляют в поле центробежных сил.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковую обработку проводят при частоте 20-22 кГц в течение 5-7 мин.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогрев-электризацию выполняют при 80-100°С в присутствии салициловой кислоты с концентрацией (0,2-0,4) 10-3 кг/м3.
РИСУНКИ
|
|