Спосіб електророзрядної деструкції піриту

Реферат: Винахід належить до гірничорудної промисловості, а саме до деструкції піриту і продуктів його розкладання. Спосіб включає обробку кусків піриту, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданою енергією. Обробку кусків піриту здійснюють з питомими 6 6 3 витратами енергії від 90,00▪10 до 120,00▪10 Дж/м . Винахід забезпечує деструкцію піриту без використання реагентів і випалу. UA 107512 C2 (12) UA 107512 C2 UA 107512 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничорудної промисловості, а саме до деструкції піриту і продуктів його розкладання. Аналогом способу, що заявляється, є "Спосіб для селективного розкриття тонких включень з твердого матеріалу" (патент РФ № 2150326, МПК В02С 19/18, опубл. 10.06.2000), що включає обробку пульпи, що складається з подрібнюваного матеріалу, який знаходиться у рідині, високовольтними електричними розрядами у режимі пробою і для обробки частинок матеріалу з розмірами d від одиниць до сотні мікрометрів використовують високовольтні наносекундні імпульси тривалістю t, що менше або дорівнює часу подвійного пробігу звукової хвилі зі швидкістю ν в частинках оброблюваного матеріалу: t=0,5 d/v. Ознакою, що збігається з ознаками способу, що заявляється, є обробка кусків піриту, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами. Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що спосіб передбачає використання високих напруг (до 250 кВ) та температур, при яких можлива виплавка (розплавлення) частинок піриту. Крім того, спосіб потребує додержання і виконання значних вимог з техніки безпеки, так як використовується напруга до 250 кВ, а також великих питомих витрат енергії. Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу, що заявляється, є "Спосіб підготовки поліметалічних руд до флотації" (патент України на винахід № 98727, МПК (2012.01) В02С 19/18, В03В 1/00, опубл. 11.06.2012, Бюл. № 11), що включає обробку кусків поліметалічних руд, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами, при цьому обробку кусків поліметалічних руд фракційним складом 100 мм або менше 100 мм, але більше 2 мм, здійснюють з енергією в діапазоні від 1,00 до 1,25 кДж, а кусків поліметалічних руд фракційним складом 2 мм або менше - з енергією в діапазоні від 0,5 до 0,625 кДж, при цьому частота слідування імпульсів дорівнює 2-4 Гц. Ознаками, що збігаються з ознаками способу, що заявляється, є обробка кусків піриту, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданою енергією. Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що цей спосіб не передбачає, при досягненні необхідної фракції подрібнення, умов для деструкції піриту. В основу винаходу, що заявляється, поставлено задачу удосконалити спосіб електророзрядної деструкції піриту шляхом визначення питомих витрат енергії високовольтних імпульсних розрядів, що дозволить здійснити подрібнення піриту на фракції 0,5 мм і менше й створити умови для його деструкції, і за рахунок цього забезпечити деструкцію піриту без використання реагентів і випалу. Суть винаходу полягає в тому, що в способі електророзрядної деструкції піриту, що включає обробку кусків піриту, що знаходяться у рідині, високовольтними імпульсними розрядами із заданою енергією, згідно з винаходом, обробку кусків піриту здійснюють з питомими витратами 6 6 3 енергії від 90,00▪10 до 120,00 ▪10 Дж/м . Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між основними ознаками способу, що заявляється, і технічним результатом, необхідно відзначити наступне. 6 Ознака "обробку кусків піриту здійснюють з питомими витратами енергії від 90,00▪10 до 6 3 120,00▪10 Дж/м ", дозволяє здійснити подрібнення піриту на фракції 0,5 мм і менше й створити умови для його деструкції, і за рахунок цього забезпечити розкладання піриту різної міцності. Суть винаходу пояснюється кресленням, де представлено діаграму деструкції піриту міцністю 6,1 по шкалі Протодьяконова. Спосіб здійснюють таким чином. Куски піриту подають у електророзрядну камеру (співвідношення твердої фази піриту і води 1:3). На електроди електророзрядної камери подають високу напругу і здійснюють обробку кусків піриту високовольтними імпульсними розрядами з питомими витратами енергії від 90,00 3 6 до 120,00 Дж/м ▪10 . Високовольтний імпульсний розряд є потужним джерелом тиску. Таке силове поле дозволяє руйнувати неметалічні матеріали різної міцності. Таким чином, при зазначених величинах питомих витратах електроенергії високовольтні імпульсні розряди забезпечують дроблення та подрібнення кусків піриту до фракцій 0,5 мм і менше. Оскільки електророзрядні процеси відбуваються у водному середовищі, вода під дією високих ▪ ▪ + температур плазми й тиску розкладається на атомарні (Н та ОН ) або іонізовані (H та ОН ) частинки. Кисень та його сполуки ініціюють окислювально-відновні реакції. По мірі збільшення + введення енергії у розрядне середовище порушується баланс у бік збільшення іонів Н . Показник кислотності рН середовища до кінця циклу досягає значення 3,1 і зберігається деякий час після закінчення циклу обробки піриту. 1 UA 107512 C2 3 5 6 Значення питомих витрат енергії в діапазоні від 90,00 до 120,00 Дж/м ▪10 є оптимальним оскільки виконуються дві умови: - по-перше, відбувається подрібнення піриту до фракцій 0,5 мм і менше, що є достатньою умовою; - по-друге, відбувається зниження рН до 3,1, що є необхідною умовою для деструкції піриту. Під час обробки високовольтними імпульсними розрядами може відбуватися: 1) окислення піриту до ферум сульфату: електричнийрозряд 10 FeS 2  H 2 O         FeSO 4 ;  2) гідроліз ферум сульфату: FeSO4+H2O  Fe(OH)2+H2SO4, що може збільшити зниження рН. Експериментальні результати здійснення способу наведено у таблиці. Таблиця Максим. розмір кусків піриту до обробки, мм 120,0 25 30 35 6,35 120,0 20 6,1 120,0 15 Міцність піриту f, одиниць 6,5 Питомі витрати енергії W, 3 6 Дж/м ▪10 80 90 100 100 105 115 115 120 125 Питомий опір робочого середовища, початковий / кінцевий, ρ, Ом▪м 2700/1000 2700/905 2700/880 2700/880 2700/820 2700/780 2700/780 2700/720 2700/720 Водневий показник робочого середовища рН, Потужність електричних розрядів W, кВт▪ч/т Максим. розмір частинок піриту після обробки, мм 5,1 3,1 3,1 3,4 3,1 3,1 3,3 3,1 3,1 22,8 25,0 27,8 27,8 29,2 32,0 32,0 33,0 34,7