Спосіб переробки склоподібної сировини

Реферат: Спосіб переробки склоподібної сировини шляхом дії високовольтними імпульсними розрядами в рідині послідовно в дві стадії з заданими енергією в імпульсі та частоті слідування імпульсів з концентрацією твердої частки в рідині на першій стадії 15-20 % маси та 25-30 % маси на другій стадії. Як рідину використовують 3-4 % водний розчин аніоноактивного ПАР-сульфанолу, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють на першій стадії з енергією в імпульсі до 1,5 кДж, при частоті слідування імпульсів від 1 до 2 Гц, а на другій стадії - з енергією в імпульсі до 1,0 кДж при частоті слідування імпульсів від 3 до 4 Гц. При цьому сумарні питомі витрати енергії на першій та другій стадіях складають від 290 до 300 кВт год./т. UA 122524 U (12) UA 122524 U UA 122524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівельних матеріалів і може бути використана при виготовленні блочного піноскла для теплоізоляційних панелей. Аналогом способу, що заявляється, є "Спосіб дроблення крихких виробів" (А.с. № 1455433, МПК (2012.01) В02С19/18 (експертний висновок про зняття грифу "ДСК" експертною комісією ІІПТ НАН України від 10.06.2009), що включає дроблення крихких виробів шляхом дії імпульсними розрядами в рідині в три стадії, при цьому на першій стадії виріб розміщують над зоною розрядів, а на другій і третій стадіях - в зоні розрядів при використанні на перших двох однакових імпульсних розрядів, а на третій стадії напругу розрядів збільшують в 1,2-1,5 разу. Ознаками, що збігаються з ознаками способу, що заявляється, є дія високовольтними імпульсними розрядами в рідині послідовно в декілька стадій. Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що спосіб здатний забезпечити подрібнення матеріалу лише до фракції від 200 до 800 мкм і не дозволяє отримати фракцію подрібненого матеріалу 10 мкм при питомих затратах енергії до 300 кВт год./т, що з погляду економічної доцільності критично для виготовлення блочного піноскла. Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що заявляється, є "Спосіб переробки відходів кварцового виробництва" (А.С. № 1054968, МПК В02С19/18, (експертний висновок про зняття грифу "ДСК" експертною комісією ІІПТ НАН України від 10.06.2009), що включає дію високовольтними імпульсними розрядами в рідині послідовно в декілька стадій: на першій стадії дію здійснюють з енергією в імпульсі 1-1,25 кДж, при частоті проходження імпульсів 0,5-1 Гц, на другій стадії з енергією в імпульсі 0,5-0,75 кДж при частоті проходження імпульсів 1-2 Гц, причому підтримують концентрацію твердої частки в розчині на перший стадії 15-20 % і 25-30 % на другій стадії. Ознаками, що збігаються з ознаками способу, що заявляється, є дія високовольтними імпульсними розрядами в рідині послідовно в дві стадії з заданими енергією в імпульсі та частоті слідування імпульсів, причому підтримують концентрацію твердої частки в розчині на перший стадії 15-20 % маси та 25-30 % маси на другій стадії. Причиною, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є те, що спосіб здатний забезпечити подрібнення матеріалу при питомих затратах енергії до 300 кВт год./т лише до фракції 100-400 мкм і не дозволяє отримати фракцію подрібненого матеріалу 10 мкм, що необхідно для виготовлення блочного піноскла. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб електророзрядного подрібнення скляної сировини шляхом зміни робочого середовища та визначення оптимальних параметрів обробки, що дозволяє поєднати дію високовольтних імпульсних розрядів та адсорбційну здатність ПАР, що призводить до зниження інтегральної міцності сировини, і за рахунок цього отримати фракцію подрібненого матеріалу 10 мкм при знижених енерговитратах. Суть корисної моделі полягає в тому, що в способі переробки склоподібної сировини шляхом дії високовольтними імпульсними розрядами в рідині послідовно в дві стадії з заданими енергією в імпульсі та частоті слідування імпульсів з концентрацією твердої частки в рідині на перший стадії 15-20 % маси та 25-30 % маси на другій стадії, згідно з корисною моделлю, як рідину використовують 3-4 % водний розчин аніоноактивного ПАР-сульфанолу, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють на першій стадії з енергією в імпульсі до 1,5 кДж, при частоті слідування імпульсів від 1 до 2 Гц, а на другій стадії - з енергією в імпульсі до 1,0 кДж при частоті слідування імпульсів від 3 до 4 Гц, при цьому сумарні питомі витрати енергії на першій та другій стадіях складають від 290 до 300 кВт год./т. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками способу, що заявляється, і технічним результатом, необхідно відзначити таке. Ознаки як рідину використовують 3-4 % водний розчин аніоноактивного ПАР-сульфанолу, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють на першій стадії з енергією в імпульсі до 1,5 кДж, при частоті слідування імпульсів від 1 до 2 Гц, а на другій стадії - з енергією в імпульсі до 1,0 кДж при частоті слідування імпульсів від 3 до 4 Гц, при цьому сумарні питомі витрати енергії на першій та другій стадіях складають від 290 до 300 кВт год./т" дозволяють поєднати дію високовольтних імпульсних розрядів та адсорбційну здатність ПАР, що призводить до зниження інтегральної міцності сировини за рахунок розвитку тріщин в матеріалі, і полегшити тим самим її високодисперсне подрібнення, і за рахунок цього отримати фракцію подрібненого матеріалу 10 мкм при знижених енерговитратах. Спосіб пояснюється кресленням, де наведено гістограму фракційного складу подрібнених шматків пляшкового скла після обробки. Спосіб здійснюють таким чином. 1 UA 122524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Куски склоподібної сировини розміщують в електророзрядну камеру, заповнену 3-4 % водним розчином аніоноактивного ПАР-сульфанолу. Концентрація розчину встановлена експериментально виходячи з величини максимального кута змочування розчину і довідкових даних. Для ефективного диспергування склоподібного матеріалу концентрація ПАР в робочому розчині не повинна перевищувати критичну концентрацію мецеллутворення. Концентрація твердої частки в розчині на перший стадії становить 15-20 % маси і 25-30 % маси на другій стадії. Дію високовольтними імпульсними розрядами в рідині, що супроводжуються комплексом фізичних явищ, таких як ударні хвилі, хвилі стиску, інтенсивні гідропотоки та ін., здійснюють послідовно в дві стадії з заданими енергією в імпульсі та частоті слідування імпульсів, на першій стадії - з енергією в імпульсі до 1,5 кДж, при частоті слідування імпульсів від 1 до 2 Гц, а на другий стадії - з енергією в імпульсі до 1,0 кДж при частоті слідування імпульсів від 3 до 4 Гц. Експериментально встановлено, що енергія в імпульсі до 1,5 кДж і частота слідування імпульсів від 1 до 2 Гц дозволить одержати дроблення кусків склоподібної сировини в середовищі 3-4 % розчину сульфанолу на фракції від 200 мкм і менше. Зниження енергії в імпульсі до 1,0 кДж при частоті проходження імпульсів 3 до 4 Гц в середовищі 3-4 % розчину сульфанолу веде до зменшення об'єму дроблення і збільшення об'єму подрібнення на фракції від 10 до 5 мкм. Експериментально встановлено діапазон сумарної питомої енергії на першій та другій стадіях від 290 до 300 кВт•год./т, що дозволить одержати фракцію склоподібної сировини від 10 мкм і менше. При значенні сумарної питомої енергії менше 290 кВт•год./т кількість фракційного складу склоподібної сировини не задовольняє вимогам технології виготовленні блочного піноскла. Підвищення значення сумарної питомої енергії вище 300 кВт•год./т недоцільно з точки зору завищених енерговитрат та незначним поліпшенням якості скломатеріалів. Приклад. За способом, що заявляється, проводили переробку пляшкового скла. Куски скла 3 фракцією 50 мм і менше завантажували в камеру об'ємом 10 дм , наповнену 4 % водним розчином аніоноактивного ПАР-сульфанолу. Відсотковий вміст твердої фази і рідкої фази в розчині на першій стадії склав 20 % маси до 80 % маси відповідно, а на другій - 25 % маси до 75 % маси відповідно. Обробка сировини на першій стадії здійснювалась з енергією в імпульсі 1,25 кДж при частоті слідування імпульсів 1 Гц. На другій стадії - з енергією в імпульсі 0,75 кДж при частоті слідування імпульсів 4 Гц. Сумарні питомі витрати енергії на подрібнення скляної сировини на першій та другій стадії склали 300 кВт год./т. Представлені на гістограмі фракційного складу результати обробки показують, що одержано фракцію від 10 мкм і менше, яка складає не менше 92 % сировини. Таким чином, здійснення способу переробки склоподібної сировини дозволяє поєднати дію високовольтних імпульсних розрядів та адсорбційну здатність ПАР, що призводить до зниження інтегральної міцності сировини, і за рахунок цього отримати фракцію подрібненого матеріалу 10 мкм при знижених енерговитратах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб переробки склоподібної сировини шляхом дії високовольтними імпульсними розрядами в рідині послідовно в дві стадії з заданими енергією в імпульсі та частоті слідування імпульсів з концентрацією твердої частки в рідині на першій стадії 15-20 % маси та 25-30 % маси на другій стадії, який відрізняється тим, що як рідину використовують3-4 % водний розчин аніоноактивного ПАР-сульфанолу, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють на першій стадії з енергією в імпульсі до 1,5 кДж, при частоті слідування імпульсів від 1 до 2 Гц, а на другій стадії - з енергією в імпульсі до 1,0 кДж при частоті слідування імпульсів від 3 до 4 Гц, при цьому сумарні питомі витрати енергії на першій та другій стадіях складають від 290 до 300 кВт год./т. 2 UA 122524 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3